Склеивание — это процесс создания неразъемного соединения деталей из самых различных материалов как между собой, так и металла с неметаллическими материалами с помощью клея. Клей образует между соединяемыми поверхностями тонкую и прочную клеевую пленку. Прочность клеевого соединения зависит от адгезии (прилипания, сцепления) клеевой пленки со склеиваемыми материалами и от прочности самой пленки.
Увеличению прочности клеевого соединения в значительной степени способствует создание шероховатости на склеиваемой поверхности материала и тщательное ее обезжиривание.
Оптимальная толщина клеевой пленки должна быть в пределах 0,1...0,6 мм.
Клей состоит из пленкообразующей органической или неорганической основы с заданными адгезионными свойствами. Кроме того, в их состав могут входить растворители, создающие определенную вязкость клея, пластификаторы для повышения его пластичности и уменьшения усадки, наполнители для повышения прочности соединения, от-вердители и др. В качестве пленкообразующей основы используют синтетические смолы или каучуки, а для наполнителей — порошки, волокна органического и неорганического происхождения и др.
Растворителями служат ацетон, дихлорэтан, бензол и спирты.
В качестве пластификаторов применяют глицерин, каучук и некоторые смолы.
Промышленность выпускает клеи холодного или горячего отвердения. Клеи горячего отвердения обеспечивают более полное отвердение. Обычно для удаления растворителя из клеевой пленки до окончательного нагрева
с целью отвердения ее сушат на открытом воздухе при 50... 60°С. Способствует прочности клеевого соединения также горячее отвердение под давлением.
Широко применяют эпоксидный, бакелитовый, полиу-ретановый, карбинольный, перхлорвиниловый клей.
Технологические процессы при склеивании значительно проще, чем при многих других методах получения неподвижного соединения деталей. Процесс скливания включает следующие этапы: подгонку склеиваемых поверхностей, очистку поверхностей с помощью органических растворителей или путем механической очистки, обезжиривания, нанесения клея (кистью или пульверизатором), склеивания и выдерживания склеенных поверхностей под давлением.
При необходимости швы очищают от подтеков клея механическим способом — соскабливанием шабером, ножом, скальпелем, наждачной бумагой, не нарушая покрытия поверхностей деталей.
Основным дефектом при склеивании является непроклей, т. е. наличие участков, в которых не произошло соединения. Местное непроклеивание получается вследствие загрязнений, следов влаги и жира, недостаточного давления при прессовании и преждевременного затвердевания клея до создания давления. Неправильный температурный режим при склеивании также ухудшает качество соединения. Резкое повышение температуры приводит к пережогам, из-за которых шов становится хрупким.
Для склеивания изделий используют полимерные материалы: порошкообразный полиэтилен, полипропилен, по-ликапролактам, а также пришедшие в негодность полиэтиленовые пакеты, нити, ткань, которые измельчают и помещают между нагретыми соединяемыми изделиями. Этот материал дешев и нетоксичен.
Соединение стальных и керамических изделий порошкообразным полиэтиленом осуществляют следующим образом. Поверхности соединения изделий из металла очищают от ржавчины и механических загрязнителей обычными способами (обрабатывают на токарном станке, наждаке, наждачной бумагой) и обезжиривают. Поверхности керамических изделий (кирпича, глины) после механической очистки обрабатывают сухой щеткой или обдувают воздухом. Обработка поверхности керамических изделий ацетоном или бензином с целью обезжиривания нецелесообразна.
Затем изделия, подлежащие склеиванию, нагревают до такой температуры, которая обеспечивает необходимую аккумуляцию тепла в них для компенсации тепловых потерь во время образования полимерного покрытия. Металлические (стальные, чугунные) изделия нагревают до температуры 300...320°С, керамические — до 330...380°С, в зависимости от габаритов и массы.
На нагретые изделия наносят порошкообразный полимерный материал дисперсностью 100...250 мкм. Например, погружают их в полимер, находящийся в псевдосжижен-ном состоянии. Время погружения изделия зависит от температуры нагрева изделия и колеблется в пределах 10... 25 с. После расплавления полимера на поверхности изделий последние сразу же соединяют и охлаждают в сборе на воздухе или в воде до температуры 30...40°С.
После этого изделие готово к использованию по его назначению.
Для предохранения изделий, работающих в агрессивных средах (повышенная влажность, кислотность), полимерные материалы наносят на все поверхности изделия.
Использование полимерных материалов для соединения изделий из металла, керамики и камня обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
возможность использования изделий по прямому назначению сразу же после соединения и охлаждения до температуры 20...40°С без дальнейшей выдержки, медленного охлаждения, термической и механической обработки;
изделия могут использоваться при работе с пищевыми продуктами и в агрессивных средах.
Для контроля качества клеевого соединения используют ультразвуковые установки и пьезоэлектрические вибраторы. Места с различным качеством проклейки будут отличаться проницаемостью звука и вибрацией.