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胶黏剂拉伸剪切强度的试验方法

点击次数:400 更新时间:2023-05-06

胶黏剂是通过界面的黏附和内聚等作用,能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质,统称为胶黏剂,又叫黏合剂,习惯上简称为胶。简而言之,胶黏剂就是通过黏合作用,能使被黏物结合在一起的物质。“胶黏剂"是通用的标准术语,亦包括其他一些胶水、胶泥、胶浆、胶膏等。


一、实验原理

试样为单搭接结构,在试样的搭接面上施加纵向拉伸剪切力,测定试样能承受的最大负荷。搭接面上的平均剪应力为胶粘剂的金属对金属搭接的拉伸剪切强度,单位为 MPa。


二、实验装置及试样

1)试验机:使用的试验机应使试样的破坏负荷在满标负荷的(15~85)%之间。试验机的力值示值误差不应大于1%。试验机应配备一副自动调心的试样夹持器,使力线与试样中心线保持一致。试验机应保证试样夹持器的移动速度在 (5±1) mm/min 内保持稳定。

2)量具:测量试样搭接面长度和宽度的量具精度不低于 0.05 mm。

3)夹具:胶接试样的夹具应能保证胶接的试样符合要求,在保证金属片不破坏的情况下,试样与试样夹持器也可用销、孔连接的方法,但不能用于仲裁试验。

4)标准试样的搭接长度是(12.5±0.5)mm,金属片的厚度是 (2.0± 0.1 ) mm,试样的搭接长度或金属片的厚度不同对试验结果会有影响。

5)建议使用 LY12-CZ 铝合金、1Cr18Ni9Ti不锈钢、45 碳钢、T2 铜等金属材料。

6)试样数量不应少于 5 个,仲裁试验试样数量不应少于 10 个;对于高强度胶粘剂,测试时如出现金属材料屈服或破坏的情况,则可适当增加金属片厚度或减少搭接长度,两者中选择前者较好。

测试时金属片所受的应力不要超过其屈服强度 σS ,金属片的厚度  δ可按式( 11-12)计算:

δ=( L·τ) /σ S (11-12)式中:


δ——金属片厚度;

L——试样搭接长度;

τ——胶粘剂拉伸剪切强度;

σS ——金属材料屈服强度(MPa)。


三、试样制备

1)试样可用不带槽或带槽的平板制备,也可单片制备。

2)胶接用的金属片表面应平整,不应有弯曲、翘曲、歪斜等变形。金属片应无毛刺,边缘保持直角。

3)胶接时,金属片的表面处理、胶粘剂的配比、涂胶量、涂胶次数、晾置时间等胶接工艺以及胶粘剂的固化温度、压力、时间等均按胶粘剂的使用要求进行。

4)制备试样都应使用夹具,以保证试样正确地搭接和精确地定位。

5)切割已胶接的平板时,要防止试样过热,应尽量避免损伤胶接缝。

四、试验条件

试样的停放时间和试验环境应符合下列要求:

1)试样制备后到试验的最短时间为 16 h,最长时间为 30 d。

2)试验应在温度为( 23±2)℃ 、相对湿度为( 45~55)%的环境中进行。

3)对仅有温度要求的测试,测试前试样在试验温度下停放时间不应少于 0.5 h;对有温度、湿度要求的测试,测试前试样在试验温度下停放时间一般不应少于 16 h。


五、实验步骤

1)用量具测量试样搭接面的长度和宽度,精确到 0.05 mm。

2)把试样对称地夹在上下夹持器中,夹持处到搭接端的距离为( 50± 1)mm

3)开动试验机,在 (5±1) mm/min 内,以稳定速度加载。记录试样剪切破坏的最大负荷,记录胶接破坏的类型(内聚破坏、粘附破坏、金属破坏)。


六、试验结果

对金属搭接的胶粘剂拉伸剪切强度 τ按式( 11-13)计算,单位为 MPa。

τ= F /(b·l)   (11-13)式中: 


F——试样剪切破坏的最大负荷;

b——试样搭接面宽度;

l——试样搭接面长度;

试验结果以剪切强度的算术平均值、最高值、低值表示。取 3 位有效数字


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