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胶粘剂剥离强度的几种试验方法汇总

发布时间:2017-10-13  阅读:2492次   字号:  
  剥离是一种胶接接头常见的损坏方法之一。其特点是胶接接头在受外力作用时,力不是作用在整个胶接面上,而只是会合在接头端部的一个十分狭窄的区域,这个区域似乎是一条线,胶黏剂所遭到的这种应力,就是我们在前面所讲的线应力。当作用在这一条线上的外力大于胶黏剂的胶接强度时,接头受剥离力作用便沿着胶接面而发生损坏。剥离试验用的试件其间一个是柔性材料(如薄的金属蒙皮,织物,橡胶,皮革等),而另一个试件可以是一刚性材料(如厚的金属梁等)或许也同为一柔性材料,由于至少有一个试件为柔性材料,当接头接受剥离力作用时,被粘物的柔性部分首要发生塑性变形,然后,胶接接头慢慢地被撕开了。如织物与织物的胶接属蒙皮与珩条的胶接等。根据试样的结构和剥离结构的不同,它又分为:
 
  T剥离强度单位为KN/m;
 
  90度剥离强度单位为KN/m;
 
  180度剥离强度单位为KN/m;
 
  Bell剥离(浮滚剥离)强度单位为KN/m;
 
  爬鼓剥离强度单位KN.m/m;
 
  测定剥离强度的方法尽管各有差异,但它的底子操作与影响要素大致相同。下面我们就来顺次给我们介绍:
 
  各种剥离试验的首要不同:
 
  1、T形剥离首要用于挠性材料(金属箔、塑料膜、帆布等)试片的测定;
 
  2、180°剥离用于刚性材料(如钢板)与挠性材料试片的测定;
 
  3、90°剥离专用于钢板与橡胶试片的测定;
 
  4、爬鼓剥离则用于蜂窝夹心材料的测定。
 
  T剥离强度试验(金属-金属)
 
  1、原理:
 
  用T剥离方法从未胶接端初步施加剥离力,使金属对金属胶接件沿胶接线出产特定的分裂速率所需的剥离力。
 
  2、仪器设备
 
  拉力试验机并附有能主动记载剥离负荷的绘图设备以及有一能夹紧试样的夹持器。
 
  3、试验进程
 
  (1)试样制备
 
  组成T剥离试样的被胶接材料有必要是挠性材料,并被曲折成90°也不会出现分裂。一般是由两块厚度相同的同一种金属加工而成的薄板胶接在一同制成。这金属质料与薄板厚度在胶黏剂标准中都有规矩。厚度应均匀,以不超越0.3mm或0.5mm的LY12CZ铝合金薄板居多。按有关胶接工艺技术文件,选定薄板的质料与厚度,以及胶黏剂层厚度。当没有明确规矩时,则选胶层均匀厚度在0.2mm以下,厚0.3mm的LY12CZ铝合金薄板。除非还有规矩,试样尺度,长200mm,宽25mm±0.5mm。施加胶接压力不应少于1MPa。若在压机上加压,则试样上方应掩盖一张邵氏硬度(A)约45,厚10mm的橡胶板,压力控制在0.7MPa(或按供需双方规矩)。每块试片整个宽度涂胶,涂胶长度为150mm。试样有必要平整,扩展试样件裁切成标准试样时,不能使试样胶接部分变形与损坏。若直接制备试样时,有必要铲除四周余胶,且沿宽度方向胶接面的错为不大于0.2mm。每批试样数量不应少于5个。
 
  (2)试验条件整个试验时,试验室温度应控制在(23±5)℃,对温,湿度特别活络的胶黏剂,则应控制在温度(23±2)℃,相对湿度(65±5)%。
 
  (3)试验从试样制备好到试验之间的最短停放时间为16h,最长为-个月。试验前试样应在试验环境下停放0.5h以上。测量试样上5处的宽度与厚度,宽度测量准确到0.1mm,厚度准确到0.01mm。将试样自在端剥开10mm,对称地夹持在上,下夹持器中。试验进程中,试样夹持部分不能滑移。以(100±10)mm/min的速度加载,按T方法剥离试样,试样玻璃长度至少要有125mm,主动记载设备应同时绘出试样剥离负荷曲线。并留心损坏方法,即黏附损坏,内聚损坏或被粘物损坏。用准确到0.1cm的平面求积仪测量BCEF的面积,用准确0.5mm的直尺测量底线长度,底线所反映的试样剥离长度在70mm左右.以均匀等高线核算剥离强度时,等高线精度不应低于1mm。
 
  4、成果判定
 
  剥离强度可按求积仪法与等高线法两种方法核算。选用等高线法核算时,剥离长度至少要100mm,但不包含开端的25mm,划出一条估计的等高线力的均匀值。代表同一功能的试样个数不少于5个,试验成果一最小值,最大值与算术均匀值标明,取值小数点后一位,并注明损坏类型与数量。
 
  5、影响要素
 
  (1)剥离强度核算方法
 
  关于剥离强度核算方法GB2791-81中规矩了求积仪法与划等高线法。其他还有读数法与峰值法。对剥离力不坚定不是很大的曲线,这四种方法可以的得到相同的试验成果.可是若曲线改动大,则应选用求积仪法处理。在核算剥离强度时,均应将剥离曲线上的第一个峰值去掉。
 
  (2)剥离力的不坚定性
 
  在志向状态下,于必定的剥离速度下,剥离力应是稳定的,也就是说反映在剥离契合曲线图上的剥离力是一条水平直线。可是实际查验标明,剥离力是不坚定的,它呈两种图象,一为随机的无规方法,一为滑动黏附方法。
 
  按无规方法不坚定,不坚定力遵照高斯分布,剥离力的均匀值与中心值是一样的,并且含义明确。由于试样无规的不完整性构成的剥离力不坚定。在无规不坚定中,分裂是接连发生,并以与试验速率一样的速率传达。按滑动黏附方法不坚定,最大最小值之间的距离与试验速度无关。在滑动黏附分裂时,当剥离力抵达最大值,则引起胶接失效,存储能量消耗在裂缝传达上,其速度比试验速度还快,当它的能量耗尽,则剥离力停在最小处。紧接着剥离力再次增大时,它又重复下1次分裂循环,如此重复出现在剥离负荷曲线上则是一条明晰的锯齿状剥离力曲线。
 
  (3)剥离角度
 
  剥离角度不同,致使对胶接接头垂直于胶接面上的作用力大小不同,因而它的剥离强度也就不同。
 
  (4)被粘物的性质与厚度
 
  被粘物的模量高或厚度大,胶接接头在相同受力时,应力分布就宽,应力会合程度也就比被粘物模量低或厚度薄的要小些,所以它的强度也要高一些。这一影响对不均匀拉伸影响也是如此。
 
  (5)接头尺度
 
  线应力接头的宽度对剥离强度没什么影响。而试样长度则不一样,当剥离试样的胶接长度为试样厚度的10倍以上,查验强度应和试样长度无关,但当试样比较短时,试样长度必定会对查验强度有影响。其他,如果挠性材料不是金属,而是黏弹性(如聚酯等),由于曲折引起被粘体的塑性变形,则可能使剥离力和损坏能量增加。
 
  (6)胶黏剂性质
 
  胶黏剂的力学功能对线应力接头强度有决定性影响。不同胶黏剂,由于它们的模量,拉伸强度与开裂伸长率等不同,那么在剥离接头中的应力分布及应力会合情况也不相同。为了寻求一种剥离强度高的胶,希望下降它的应力会合程度,那么就参加增韧剂如橡胶之相似组分,以下降它的模量,增加胶的伸长率。但这样一来,由于模量下降,又使胶黏剂的内聚强度下降了。我们有时还常常遇到这种的情况,当我们使热固化胶黏剂的交联密度增加,亦模量增加,在必定范围内,它的剥离强度呈上升趋势,但抵达必定模量之后,反而使剥离强
 
  度迅速下降。即使有机硅橡胶有好的弹性,它剥离接头的应力分布又比较均匀,可是由于它的内聚强度太差(即本身的弹性模量太小),它不是一种好的抗剥离的胶黏剂。事实上这种胶用手都很容易地将它剥开。从上看出削减应力会合与提高内聚强度是研讨抗剥离胶黏剂的一对对立,如能恰到好处分配,那就会出现一志向的最高剥离强度。
 
  (7)胶层厚度
 
  试验证明,在胶层薄时,剥离力随胶层厚度增加而上升。厚度抵达必定值时,则剥离力不再上升,这是由于厚度再增加,在胶层中出现缺陷的概率加大之故。
 
  (8)试验温度和拉伸速度
 
  由于剥离力的屡次跳动性改动,试验温度与拉伸速度影响是十分复杂的。温度改动,由于胶黏剂的模量改动致使应力发生改动;其他温度改动,也使胶黏剂本身的内聚强度发生改动。关于温度与加载速度对剥离强度的影响原因与拉伸剪切强度相同。温度的改动构成强度的改动是和胶黏剂的玻璃化改动紧密相连的,在玻璃态各种胶黏剂的剥离强度都是极低的,在玻璃化改动区域达最高值,之后又下降。
 
  90°剥离强度试验(金属-金属)
 
  1.原理
 
  用90°剥离方法施加应力,使挠性金属试片对刚性金属板胶接件的胶接处发生特定的分裂速率所需的力。
 
  2.仪器设备
 
  拉力试验机契合标准要求,应优先选用电子拉力试验机,并富有主动记载剥离负荷的记载设备。剥离试验应在专用夹具上进行。高,低温设备应有恒温设备与主动控温两部分等组成.设备的控温精度及抵达试验温度的平衡时间应满意表8-9要求.测温设备可由热电偶与测量表面组成,控温精度不大于0.5℃。
 
  3.试验进程
 
  (1)试样制备 90°剥离强度试样试板胶按胶黏剂所规矩的有关胶接工艺进行。试板固化后在室温条件下放置24h后才可切开成试样,铣切切开时应避免试样过热,并尽量避免胶接缝接受剥离性切削力。每组试样个数应不少于5个。切开后试样在试验前最短停放时间为16h,最长为1个月。
 
  (2)试验 用卡尺测量3-5个宽度值,准确到0.1mm,取其均匀值作为试样宽度。夹具应无缺,两滚轮运转自如。将校正温度用试样装好后;若要测高,低温剥离强度,则用热电偶紧密接触试样胶接区中部金属的表面温度。按标准要求使之抵达试验温度。取下校正试样,装入正式待查验样,当试样胶接区中部金属表面的温度达试验温度后计时,保温10min。若选用接近试样胶接取中部热电偶直接测量方法,则有必要进行温度和平衡时间的修正。以(100±5)mm/min速度接连加载,主动记载剥离曲线。若用读数法测定胶接剥离强度,应在有用剥离长度内划出等距离读数标线,标线的总数不应少于10条。
 
 
  180°剥离强度试验(金属-金属)
 
  180°剥离试验是测定一块挠性材料胶接在另一块刚性或挠性的材料上所组成的标准试样,呈180°剥离角剥离时的强度。常用的刚性材料有金属,塑料,木材,挠性材料有金属,橡胶,织物,塑料等。在这里只评论金属对金属的试验。
 
  1、原理
 
  180°剥离方法施加压力,使金属对金属胶接件的胶接处发生特定的分裂速率所需的力。
 
  2、仪器设备
 
  拉力试验机,带有能主动记载剥离负荷的绘图设备与能夹紧试样的夹持器。
 
  3、试验进程
 
  (1)试样制备试样制备与试验条件等其他要求与T剥离强度试验相同。刚性金属LY12CZ铝合金,厚2mm;宽25.0mm±0.5mm,长200mm。挠性金属金属LY12CZ铝合金,厚0.3mm;长350mm。胶层厚度一般﹤0.2mm,若直接制备试样,则边上余胶固化后有必要铲除,且沿宽度方向的胶接面错位不大于0.2mm。试样不少于5个。
 
  (2)试验
 
  试验条件,在试验室环境下停放时间,试样自在端剥开必定长度,试样夹持,加载速度为(100±10)mm/min,有用剥离长度约为125mm,其他规矩均与T剥离强度相同。
 
  4、成果判定
 
  核算所有试样的均匀剥离强度,最小剥离强度,最大剥离强度,以及它们5个试样的算术均匀值。
 
  5、影响要素
 
  剥离强度影响要素与T剥离强度相同。
 
  Bell剥离(浮滚剥离)强度试验
 
  1、原理:以浮滚方法对试样施加载荷,使金属的胶接处发生特定分裂速率所需要的力。
 
  2、仪器设备:KT-PSA-1058电脑伺服系统拉力试验机,裁决试验以电子拉力试验机为准。试验机设备有夹紧挠性试片的下夹具,夹具和附件的结构应能使试样受力时挠性金属试片剥离部分通过夹具的中心线并和力线方向共同。此夹具中直径为25mm的滚筒应能自在滚动。轴承滚筒有必要确保剥离角度。
 
  3、试验进程
 
  (1)试样制备:试样由挠性试片和钢性试片胶接而成。试样质料,表面处理方法,胶层厚度,固化条件,个数与外观要求均与T剥离强度相同。若没有特别规矩,金属试片的质料为LY12CZ铝合金,其间挠性试片厚度0.3mm,钢性试片厚度为2mm。
 
  (2)试验:试样制备结束到试验之间,试样在试验环境条件下的停放时间均与T剥离强度相同。试样宽度与厚度用分度值为0.01mm的量具测量。将试样自在端剥开约25mm,装入夹具中夹紧,拉伸时不应发生移动。以(100±5)mm/min加载速度加载剥离试样。有用剥离长度至少为115mm。在剥离时主动绘出试样剥离载荷曲线。
 
  4、成果判定
 
  在有用剥离长度内,核算剥离力,以KN/m标明,其核算方法除了选用T剥离强度求积法与等高线法之外,还可选用重量法,核算方法如下:
 
  从记载纸上剪下BCEF部分并称出其质量,用剪下部分的质量除以事前测得的每单位面积记载纸质量,核算出面积,再用基线长度除以剪下部分的面积,即为均匀剥离力。
 
  爬鼓剥离强度试验
 
  爬鼓剥离强度就可用测量该面板与夹芯层的胶接强度,同时还可用它测定在爬鼓剥离查验规矩条件下,挠性材料与刚性被粘材料的强度。试验设备由一个用柔性皮带负载的有50.8mm凸缘的鼓及固定试样的安稳夹具组成。
 
  对金属蜂窝其铝合金为LY12CZ,面板厚0.5mm,蜂窝芯厚度12.7mm。该试样宽76mm,长至少为305mm,但面板在一端伸出25mm,下面板在一端伸出25mm,故实际胶接长度为250mm左右,两端伸出部分为了夹持试样。
 
  如果是由两薄片胶接成的试样,则宽25mm,长至少为254mm。但这试样是从大试样上切开下的。取样不少于6个,若各向异性应在两个方向上各切3个。
 
  剥离时下夹具移动速度为(25.4±0.54)mm/min,其剥离长度应不少于150mm,有用剥离长度不少于125mm。
 
  为了使查验数据准确,胶黏剂制作厂家应将表面处理程序,如木材含水率,金属表面清洁与单调,及其他特别处理,如打磨,化学或电化学处理等;胶黏剂混合;胶黏剂涂布速度,涂膜厚度,涂层数,单面仍是双面涂胶,单调条件及屡次涂胶的单调条件;装配条件,如室温,停放时间,晾置或叠合;固化压力大小,加压时间,加压所需温度等做出详细规矩,或与运用厂洽谈后做出详细规矩。
 
  选用这一方法可以查验脆性较大胶黏剂的固化程度,如爬鼓剥离比正常值高,则说明未彻底固化。当试样的规划和查验条件彻底相同时,不同胶黏剂和加工进程可直接进行比较。从表8-8中列出丙烯酸共聚物胶接厚度为0.5mm的不锈钢的爬鼓剥离强度与温度,加载速度的联络中可以看出,温度升高与加载速度下降强度有对等作用。从图8-64中就足以证明试验温度对剥离强度的影响,与T形剥离一样,查验时也应严格控制试验温度。

 

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