РАБОЧАЯ СРЕДА И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ НАГРУЗКИ КЛЕЕВОГО ШВА

    Чтобы создать надежное клеевое соединение, сохраняющее прочность шва в течение всего предполагаемого срока эксплуатации, необходимо провести предварительный анализ характера будущих воздействий и величины нагрузок.

    Внешние воздействия можно подразделить на химические, физические и смешанные.

    Химические – когда продукты из окружающей среды оказываются способными на молекулярном уровне воздействовать на отверженный адгезив, снижая прочность или даже разрушая клеевой шов.

    Физические – это рабочие воздействия постоянных и переменных внешних сил: температуры, вибрации, ударным нагрузкам, силам давления, смещения и отрыва.

    Клеевые сборки находятся в той или иной рабочей среде, в результате они подвергаются смешанным воздействиям. Вот простой пример. Вода, проникая в клеевой шов, вызывает коррозию поверхности металлов - это химическое воздействие, приводящее к ухудшению поверхностной адгезии. Но стоит температуре опуститься, вода начнет замерзать, превращаясь в лед и при этом расширяясь в объеме. Всем известно, что сила этого физического процесса столь значительна, что даже способна разорвать металлические трубы.

    Как показывает практика, наиболее серьезными врагами клеевых сборок являются влажность и температурные воздействия, превышающие критические для данного клея.

    При высоких температурах все клеи теряют часть прочности, которую они имеют при обычной температуре. А некоторые размягчаются настолько, что даже полностью деструктурируют. Воздействие же низких температур вызывает хрупкость клеев и приводит к появлению внутренних напряжений. Поэтому для условий ниже 0°С рекомендуется выбирать эластичные термопласты или эластомерные клеи.

    Внешние силы, действующие на клеевую сборку, приводят к возникновению адгезионных и когезионных напряжений в клеевом шве. В случае возникновения перпендикулярно направленных сил сжатия или растяжения все клеевое соединение будет подвергаться равномерной нагрузке. Но на практике компрессионные и растягивающие воздействия по всей поверхности клеевого шва встречаются крайне редко. Чаще имеют место эксцентричные нагрузки, направленные на сдвиг, расщепление и отслаивание.

    Нагрузка на сдвиг распределяется вдоль клеевого шва таким образом, что обычно присутствуют зоны концентрации напряжений. На каждый край склеиваемой поверхности приходится большая нагрузка, чем на ее средину.

    Самыми опасными для клеевых соединений являются отслаивающие и расщепляющие нагрузки. Под их воздействием вдоль узкой линии пограничного слоя клея возникает очень высокая концентрация напряжений, приводящая к адгезионному и когезионному разрушению. В таких случаях особое значение имеет жесткость склеиваемых материалов. Чем она выше, тем равномернее распределяются напряжения по всему клеевому шву и в результате прочнее оказывается вся конструкция. Деформация самих склеиваемых элементов под воздействием приложенных сил, является негативным фактором, который приводит к увеличению и перераспределению напряжений в клеевом шве.