Склеивание материалов широко применяют при изготовлении различных конструкции во всех отраслях промышленности. Современные синтетические клеи склеивают любые материалы, образуя высокопрочные соединения, способные работать в широком интервале температур и в условиях умеренного, тропического и холодного климатов.
Важным свойством клеевых соединений является их способность противостоять коррозии и гниению. В некоторых случаях клеевые соединения обеспечивают герметичность конструкций. К недостаткам клеевых соединений относятся довольно низкая теплостойкость (до 350° С) и небольшая прочность при неравномерном отрыве, а также необходимость во многих случаях применять нагревание для склеивания. Разработаны клеи, которые могут работать при температурах более 1000° С, но они неэластичны и их применение ограничено.
Клеи — это вещества или смеси веществ органической или неорганической природы, обладающие хорошей адгезией, достаточной механической прочностью в рабочем интервале температур и дающие минимальную усадку при отверждении.
Адгезия — это сцепление, возникающее при соприкосновении разнородных материалов (между клеящим веществом и склеиваемой поверхностью), которое связано со свойствами клеящего вещества, склеиваемых материалов, условиями образования клеевого соединения.
Существует несколько теории адгезии:
адсорбционная, которая объясняет образование связи действием межмолекулярных сил;
электрическая, в основе которой лежит представление о двойном электрическом слое, образующемся в тесном контакте двух поверхностей (электрическая теория адгезии учитывает также и роль молекулярного взаимодействия);
диффузионная, которая объясняет адгезию диффузий молекул. Существует много других теорий, но ни одна из них не может исчерпывающе объяснить возникновение прочной связи при процессах склеивания. Создание общей теории адгезии станет возможным лишь после открытия прямых методов измерения адгезионных сил, которые и обусловливают прочность соединения.
Основными характеристиками, определяющими выбор того или иного клея для конкретных конструкций, являются прежде всего пределы прочности клеевых соединений при сдвиге, равномерном и неравномерном отрыве при статических нагрузках. Для получения прочной конструкции необходимо также выбирать технологию склеивания в зависимости от свойств склеиваемых материалов и клея.
Технологический процесс склеивания заключается в подготовке клея и поверхности склеиваемых материалов, нанесении клея на соединяемые поверхности, сушке (открытая выдержка) нанесенного клея на поверхности деталей перед сборкой и отверждении клея.
При подготовке клея производят проверку срока его годности, внешнего вида, вязкости, концентрации и жизнеспособности.
Поверхность к склеиванию подготовляют, удаляя с нее пыль, смазки и другие загрязнения непосредственно перед нанесением клея. Обычно поверхность протирают чистой тканью, смоченной растворителем (ацетон, трихлорэтилен и другие органические растворители). Для повышения качества очистки, так как от этого зависит прочность клеевых соединений, используют ванны с ультразвуковой аппаратурой и ультразвуковые установки. Иногда большую эффективность дает химическая обработка поверхности. Например, на алюминиевых сплавах, обработанных электрохимическим методом, образуется оксидная пленка, которая создает шероховатость, что увеличивает площадь склеивания.
Специальным методам обработки подвергают стали, магниевые сплавы, медь и т. д. Нанесение клея на металлы производят кистью или пульверизатором, так как для склеивания металлов чаще всего применяют жидкие клеи. Применяется также метод окунания деталей в жидкий клей. При использовании вязких клеев его наносят шпателем.
Для удаления растворителя с поверхности склеиваемых деталей применяют сушку (открытую выдержку), которую проводят как при комнатной, так и при повышенной температуре. Если клей не содержит растворителя, открытую выдержку не производят.
Отверждение клея — важный процесс и поэтому условия его проведения (температура, давление, продолжительность) имеют большое значение для получения качественного соединения. Для каждого вида соединений и выбранного клея устанавливают определенные условия отверждения.
