膠接接頭由厚的剛性金屬塊和與被粘物對(duì)接的柔性金屬片組成,將承受不均勻的拉伸載荷,直到試樣失效。拉伸強(qiáng)度由單位粘合面積的大載荷計(jì)算得出。拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)膠粘劑的不均勻拉伸試驗(yàn),其特點(diǎn)是拉伸應(yīng)力的作用線雖然穿過(guò)試樣的中心,但膠接面上的應(yīng)力分布是不均勻的。
拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)膠粘劑進(jìn)行不均勻拉伸試驗(yàn)步驟
(1)測(cè)試棒和樣品測(cè)試棒是具有特定形狀和尺寸的棒狀粘附體。試樣是由兩根試棒在一定的工藝條件下粘接而成的試件。樣品的大小取決于待測(cè)粘合劑的強(qiáng)度、拉伸試驗(yàn)機(jī)的全尺寸、測(cè)試棒本身材料的強(qiáng)度以及測(cè)試過(guò)程中的環(huán)境因素。用于加工試棒的金屬材料包括45號(hào)鋼、LY12CZ鋁合金、銅、H62黃銅等。非金屬材料包括層壓塑料。對(duì)于層壓產(chǎn)品試棒,層壓平面應(yīng)平行于試棒的一側(cè),試棒上的銷(xiāo)孔應(yīng)垂直于層壓平面。試棒的表面處理、涂膠和制樣工藝應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。將樣品上膠,周?chē)糜幸蝗?xì)小的膠梗,此時(shí)不必去除。如需清殘膠,應(yīng)在固化后進(jìn)行。
(2)正常情況下,金屬樣品停放時(shí)間短16h,長(zhǎng)1個(gè)月,非金屬樣品停放時(shí)間至少40h。試樣應(yīng)在試驗(yàn)環(huán)境中停放30分鐘以上,并安裝在拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾具上,以測(cè)試其失效載荷。對(duì)于電子拉伸試驗(yàn)機(jī),樣品應(yīng)在(60±20)s內(nèi)銷(xiāo)毀;有時(shí),機(jī)械拉伸試驗(yàn)機(jī)采用10毫米/分鐘的拉伸速度。
總結(jié):當(dāng)膠接接頭受到垂直于膠接表面的應(yīng)力時(shí),膠接接頭的應(yīng)力分布比剪應(yīng)力分布均勻得多。然而,根據(jù)理論推測(cè)和應(yīng)力分布試驗(yàn),拉伸接頭邊緣也存在應(yīng)力集中。因此,可以看出,粘結(jié)試件的尺寸和模量、粘結(jié)層的厚度和粘結(jié)劑的模量都影響接頭邊緣的應(yīng)力分布系數(shù),因此必然會(huì)影響其強(qiáng)度。與拉伸剪切試樣一樣,加載速度和試樣溫度也影響拉伸強(qiáng)度。另外,不同直徑樣品的抗拉強(qiáng)度測(cè)試值不同,分散性大。相同直徑樣品的大值比小值高50%以上。對(duì)于方形試件,由于邊緣到中心點(diǎn)的距離不同,應(yīng)力分布更加不均勻,所以用方形試件只能測(cè)得“近似”的抗拉強(qiáng)度。其次,關(guān)于抗拉強(qiáng)度,隨著膠層厚度的增加,膠接接頭強(qiáng)度降下。膠層越薄,強(qiáng)度越大。
用拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行膠粘劑的劈裂試驗(yàn);
用拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)膠粘劑進(jìn)行不對(duì)稱拉伸試驗(yàn),也叫劈裂試驗(yàn),其強(qiáng)度叫劈裂強(qiáng)度。拉伸試驗(yàn)機(jī)的不均勻拉伸強(qiáng)度的測(cè)量在一定程度上反映了膠粘劑的韌性,因此也能反映各種粘接材料對(duì)膠接接頭應(yīng)力集中的好感性。
原理:樣品為對(duì)接結(jié)構(gòu)。在試樣結(jié)合面邊緣施加一個(gè)垂直于結(jié)合面的拉力,測(cè)量試樣分離時(shí)承受的大載荷,其劈裂強(qiáng)度用單位結(jié)合寬度所需的分離力表示。
測(cè)試步驟
1.樣品制備應(yīng)符合粘合劑的技術(shù)條件。金屬塊的粘接表面應(yīng)光滑,無(wú)彎曲、歪斜等變形。粘合表面應(yīng)無(wú)毛口,邊緣應(yīng)保持直角。材料為L(zhǎng)Y12CZ鋁合金或45號(hào)鋼。夾持試樣的夾具應(yīng)配有自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置,以便在加載過(guò)程中,當(dāng)應(yīng)力線垂直于試樣的結(jié)合面時(shí),試樣從制備到試驗(yàn)的短時(shí)間為16h,長(zhǎng)時(shí)間為1個(gè)月。
2.試驗(yàn)應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)溫度(23±2)℃下進(jìn)行。如果試驗(yàn)嚴(yán)格要求溫濕度或仲裁試驗(yàn),試驗(yàn)應(yīng)在(23±2)℃的溫度和45%-55%的相對(duì)濕度下進(jìn)行。如果只要求溫度,樣品應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)溫度下停放0.5h,如果要求標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)環(huán)境,溫度應(yīng)為(23±2)。
3.啟動(dòng)拉伸試驗(yàn)機(jī),以(5±1)mm/min的加載速度加載,記錄試樣劈裂破壞的大載荷以及粘結(jié)破壞的類(lèi)型和百分比。
4.每種膠粘劑至少取5個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)試,取小值、大值和平均值作為測(cè)試結(jié)果,取3個(gè)有效數(shù)字。
拉伸試驗(yàn)機(jī)
5.測(cè)試前,用卡尺測(cè)量粘合層粘合表面的長(zhǎng)度和寬度。然后將樣品放入拉伸試驗(yàn)機(jī)的專用工具中,以10毫米/分鐘的拉伸速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn),直到粘合層損壞。每組不少于5個(gè)樣品,取算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果,允許偏差(15%),保留3個(gè)有效數(shù)字。
概述:用于加工試塊的金屬可以是半硬回火黃銅、硬回火紫銅磷銅、回火鋁合金和冷軋鋼。試樣的搭接長(zhǎng)度影響非對(duì)稱抗拉強(qiáng)度。試樣長(zhǎng)度l越短,不對(duì)稱抗拉強(qiáng)度越小。溫度、粘接層厚度和粘接性能的影響與玻璃強(qiáng)度的影響相同。交叉搭接抗拉強(qiáng)度試樣采用交叉搭接試樣,也稱十字形試樣,由其測(cè)試的抗拉強(qiáng)度為均勻抗拉強(qiáng)度。標(biāo)本由金屬板和金屬條制成。