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检验乐泰胶水功能的方法

  • 发布日期:18-04-08 11:26
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粘接体系固化之后,通常要对粘接面进行检验。检验方法有破坏性检验和非破坏性检验。破坏性检验法一般是把试样置于预定好的环境中进行加速或模拟试验,并将试验结果与标准的粘接体系数据相比较,确定其粘接质量的优劣。破坏性检验一般为力学试验法。非破坏性试验经济得多,必要时可对每件粘接接头逐个检验。现将采用破坏性试验,即力学试验法,检测出粘接接头规律性或常见缺陷、原因及防止措施列于下表。并重点介绍一下非破坏性试验法。

 用力学试验法检测的常见缺陷及防止措施

常见缺陷 原 因 防止措施
厚而不均匀的胶线 夹持压力太低

无后续压力

增加压力,检查夹具定位适当

改进夹具或检查移动部件的自由程

固化温度过低 使用较高的固化温度。检查温度是

否高于固化周期规定的最低限度

胶粘剂超过其贮存期,导致其粘度

增加。

使用新的胶粘剂
固化后的胶粘剂层具有海绵状表面,

有气泡

胶粘剂中拌进过量的空气 使用前使胶粘剂真空除气
胶接前未全部干燥出溶剂 增加干燥时间或温度。确信干燥部

位通风适当

胶粘剂材料含有挥发性组分

低沸点组分蒸发

向制造厂商征求意见

提高固化温度

续表

常见缺陷 原 因 防止措施
接头中有孔隙(即未粘接的部位)、

暴露出清洁的裸金属、界面粘附破

接头表面处理不当 检查处理步骤:使用清洁的溶剂和

擦布。擦布不应是用合成纤维制造

的。确信清洁过的部件在胶接前未

受污染。盖好存放的部件以防灰尘

落在上面

树脂可能污染 更换树脂。检验固体含量。清洁树

脂容器

夹持压力不均

基材变形

检查夹具是否变形

检验变形状况:纠正或报废变形的

元件。如果必须使用变形的元件,

试用具有更好填缝能力的胶粘剂

加热或用溶剂涂擦能使胶粘剂变软 胶粘剂固化不当 使用较高的固化温度或延长固化时

间。温度和时间必须在整个固化周

期规定的最低限度之上。检验混合

比及混合充分性。大型部件起散热

器的作用,需要更长的固化时间

(1) 目测法

在强光的条件下,可以使用目测来检查有光泽的缺陷和疵点。下表列出了能用目测可检查的有缺陷接头的特征。通过任何手段都难检查的是那些与固化不当和表面处理不当相关的缺陷。为此,对于表面处理步骤及现场清洁度必须给以极大的关心和控制。

目测检查出的胶接质量的故障

故 障 原 因 纠 正
沿接头边缘无胶粘剂或胶层太厚 夹持压力太低

缺胶接头

固化温度太低

增加压力。检查夹具是否定位适当

施加更多的胶粘剂

使用较高的固化温度。检查温度是否高于规

定的最低限度

胶层太薄 夹持压力过高

固化温度过高

缺胶接头

减少压力

使用较低的固化温度

施加更多的胶粘剂

胶粘剂溢料易于从基材上脱开 表面处理不当 检查处理步骤:使用清洁的溶剂和擦布。确

信清洁过的部件在粘接前不被污染

胶粘剂溢料孔隙过多 过量的空气拌进胶粘剂

胶接前溶剂未彻底干燥出

胶粘剂材料含有挥发性组分

在应用前,使胶粘剂真空除气

增加干燥时间或温度

向制造厂商征求意见

加热或用溶剂擦拭能使胶粘剂溢料

变软

胶粘剂固化不完全 使用较高的固化温度或延长固化时间。温度

和时间必须高于规定的最低限度,检查混合

状况

(2) 声响试验检查

①敲击试验法: 用来评价胶粘剂胶接结构声质状态的方法之一是敲击试验,例如,可把硬币用作手锤。有经验的检查者分析产生的音调,音调的差别说明胶接接头中的不一致性。尖锐的、清晰的音调表明,有胶粘剂并在某种程度上与基材粘接; 迟钝的、空洞的音调表明空隙和不连接的部位。使用电磁线圈控制的手锤,加上扩音器,能改进敲击试验的效果。在后一情况下,产生的振幅、频率等电讯号可作为粘结质量分析的依据。

②声音共振器:该技术是使用振动晶体在频率(5~28kHz) 范围产生结构声波。未胶接或某种结构缺陷能改变结构的弹性。用电子处理晶体负载上产生的变化而获得一种显示或记录的电信号。可使用该技术来测试胶接的蜂窝结构,不管是蒙皮材料还是固化的蜂窝结构有缺陷。它要求有一个对比的基准和一种使探针与试样偶合的液体。这类装置能检测胶接不良、压碎芯、破坏芯和含水量。

③涡流-声响试验方法:这种方法是以机械力与涡电流相关的现象为基础。由于涡电流电场随时间变化,所以机械力也随时间变化。因而,在合适的试样中可以诱导出声振动。要把该技术在蜂窝材料中用作NDT(非破坏性试验)技术,某些组成部分必须导电。其主要优越性是,由于空气可用作令人满意的偶联介质。因而勿需液体能量的偶联介质。该系统在薄的蜂窝结构中检测靠近两蒙皮部位的不良胶接状况是有用的。它也可用来检测压碎芯、破坏芯和胶粘层中的孔隙。

④脉冲式涡流-声响试验方法/Shurtronic谐波胶接试验机: 在许多类型的蜂窝和层状结构中,该方法能够检测蒙皮附近的不良胶接状况。也可检测修补结构中压碎芯、破坏芯,以及胶粘剂用量过多的情况。要使用这种检测技术,被检物至少有一导电的表面。

⑤Arvin声学分析系统: 它是—在金属表面产生和检测声振动的系统。并用于对铝蜂窝材料的胶接检验。不需要声耦合。

(3) 超声检测

超声法检测那些与低能超声响应的胶接缺陷。这些方法特别适于下列类型不良胶接状况的检测:

·在蜂窝结构中,胶粘剂与蒙皮粘结不牢;

·在蜂窝结构中胶粘剂与芯材粘接不牢;

·在胶接的层压结构中被粘物之间粘结不牢。

①超声脉冲回波和接触阻抗试验:接触阻抗技术是以下述事实为基础的,即当在复合结构上放置一个与电压相关的振动晶体时,该结构的特征阻抗或弹性由其加载方式确定的。加载方式将改变与电压相关的晶体振幅或相位。如此的变化可通过合适的计量仪表读数指明,即能在示波管上显示。在检查中,通过观察来自结构的缺陷和背面的能量反映,即可用脉冲响应技术分析结构缺陷。可以使用这些方法来检测蜂窝结构和层压结构中的不良胶接状况。也可检查维修部位的压碎芯、破坏芯以及胶粘装配情况。这两种方法的缺点是,对于蜂窝板中完全未胶接状态的响应难于与某些其它的异常现象区分。例如,水可显示与未胶接状况相同的响应。

②扫描频率共振法(Fokker胶接试验机是一个例子): 该方法在金属与金属、金属与芯结构中以及用非金属材料制造的类似结构中具有产生胶接强度定量估算的优越性。引入结构的能量可在宽的频率范围内变化; 能观察到传感器、面板、胶粘剂及结构的剩余部分建立起的共振现象。人们相信Fokker胶接试验机是目前能够提供胶接接头质量状况的准确、直接定量读数的唯一系统。其原理是当把具有固有频率的共振晶体置于复合结构之上时,结构的特征化振幅或弹性能确定要加载的方式。两台仪器读数的结合、共振频率的位移及共振频率振幅中的变化能表明加载中的变化。计量仪器上的读数指明这样的变化并显示在示波管上。把轻油用作耦联介质。在多种胶接结构中,Fokker胶接试验机一直能成功地确定近边的未胶接状况。但在检测层压板作蒙皮的蜂窝板胶接不良状况中不能提供良好的结果,除胶接不良状况外,它还能检测压碎芯、破坏芯及胶粘剂中的空隙。Fokker 胶接试验机对从物理上能影响粘合的性能特别敏感,例如空隙、多孔及湿润不完全等。它不能检测固化不完全、表面处理差或界面污染。

(4) 液晶

液态晶体胆甾醇是既具有液体的流动特征、又保持结晶固体的分子有序排列的化合物。由于该类液晶根据其环境温度具有反射珠光色的能力,所以可把它们施加到胶接装配的表面,并用来投影与胶接不连续性有关的微量热梯度的目视比色图像。在金属和非金属复合结构中,可能胆甾醇晶体是用来检验胶接缺陷的简单、可靠和经济的方法。热传递性能差的材料难以用这种技术试验,而胶接件的正反面都应能施加液晶。

(5) 全息照相术

全息照相科学也已被用于胶接的NDT。全息照相术是在内聚光,如激光作用下使缺陷和空隙成像的方法。全息照相术的主要优点是能通过实体摄影出连续的“片”。因而能重新建立起缺陷或孔隙的真实的三维图像。现在使用存储光束全息照相技术能够使实时微分干涉测定表面达到百万分之一厘米的精确度。检查胶接板材的简单方法是把其水平放置并在上表面上施加一层薄砂。当振动该板材时,任何未胶接的部位通过砂粒运动所形成的图案会被展现出来。通过环形切割一种被粘物到不影响装配强度部位的胶层也能确定胶接质量。为使胶粘剂能目测,要切出试条。然后在开口处可以插入管塞。在某些情况中,要处理试样,并在同样条件下用生产部件同步胶接。然后试验这些试样的强度。

全息照相技术能测定微分位移的能力是人所共知的。全息照相术的性能使其成为在层压结构中检测未胶接的有用工具。如果用几种手段(加热、差压或机械手段) 中任何一种对这样的结构施加应力时,那么表面的位移能与表面之下胶层的完整性有关。胶接良好的层压材料将具有均匀的表面位移,这是材料物理性能、施加力的方式和全息照相技术的函数。然而如果材料在不同的层具有未胶接区域的话,那么在该区域上面的表面会因临界条件的变化而与表面的其余部分位移不一样。在表面位移中的这种变化是微观的示差变化,正常情况下是用眼看不到的。然而,具有惊人灵敏性的全息照相术可以使人清楚地看到这样的微观变化。获得表面位移的手段及从而获得胶接的完整性被称为双曝置全息照相术。

(6) 热成像检查

在该技术中,胶接的不连续性是通过装配表面上的温度差来展现的。紫外辐射的使用就像在黑暗区域观察另一类明亮物 (如荧光) 一样,能直接目测这些不连续接头。为了实用目的,以及为预防对胶粘剂及/或热敏被粘物的热破坏,使用了磷,它能在接近室温范围内 (25~65℃) 随着小的温度变化而有大的亮度变化。为此而生产的涂料在运载过程中,磷粉也是稳定的悬浮体 (不沉降),而且可用传统的喷涂设备施工。

(7)热红外检查(TIRI)

已经使用这种技术检查固体推进剂火箭发动机及大型的板形构件中的内部空隙和未胶接部位。该技术使用了把来自感应发生器的热能沿扫描线连续输入试样曝置的表面的动态加热原理。从邻接的表面区域沿扫描线发射连续的辐射检测,在热量输入后一定时间间歇之后就会在外表面形成温度梯度。在材料表面之下的缺陷的深度 (界面深度) 是由取自预定曝置时间的检查记录比较来确定的。通过TIRI检验试样的破坏剖面,检出第一和第二类界面缺陷可达95%的准确度。

(8) 射线照相术

射线照相检查技术已经证明在检查胶粘剂粘接的金属与金属和金属夹层结构中的缺陷中是成功的。在金属与金属的胶接中,胶粘剂必须含有某种金属粉或其它合适的填料以能够使缺陷目测到的足够的对比度。对于胶粘剂粘接的非金属材料,也可以使用相同的方法。一个有经验的检验者使用射线照相术常常能检测到不符合要求的胶粘剂质量。或能评价胶粘剂粘接的夹层结构的质量。损伤可能是胶接时压力不均,也可能是其它操作失误引起的。射线照相术不能检测有胶粘剂而使被粘物一方或双方都未粘牢的情况。

①X射线技术

只有在胶粘剂中加入填料时才可使用该技术。这是由于射线穿透未填充胶粘剂时只稍有减弱,因为未填充胶粘剂的密度低。加入氧化铅可以获得优良的结果。在这种情况中,检测极少的空气和气泡也是可能的。由于胶层薄,必须使用很长的射线。

②放射性同位素方法

为检查兼有粘接和点焊接缝的韧性,可以利用放射性同位素在胶接面上的穿透性来检查。首先辐射胶接面,再用硫酸进行阳极化处理,具有2.5年半衰期的放射性钠同位素如钠-22是最活泼的电解质。如果胶层有空隙,电解质就穿透被粘物之间的空隙。然后把接头冲洗干净并用辐射仪检验。如有空隙,就把辐射性物质留在空隙中,辐射强度就高。然而,这种方法在工业中的应用因放射性的危险而受到限制。

③中子射线摄像法

如果所使用的胶粘剂是能传导X射线的,可以使用中子射线摄像法。在胶粘剂中的氢原子吸收中子,可使胶粘剂不透明。中子射线摄像技术可以检查胶层中的缺陷并预测搭接剪切强度,通常在灵敏度5%~10%之内。一种轻便的系统允许把该技术应用于飞机的胶接部件。尽管超声和X-射线技术能测定空隙率和粘接强度,而中子射线摄相法似乎具有更大的灵敏度。另外,和X射线相比,该方法似乎是更不取决于金属的厚度,和超声方法相比更不依赖于散射和几何形状的复杂性。

(9) 渗透剂检查

使用此法可进行接缝断面段的局部检验。首先必须清洁试样表面并使之脱脂。然后沿接缝施加渗透剂溶液。毛细管作用使溶液进入表面的缺陷开孔部位。用溶剂冲洗表面上的渗透剂使渗透剂留在缺陷之内。然后施加显色剂把渗透剂从表面抽回。由于渗透剂是着亮色的,所以每一缺陷易于看到。

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