Есть мнение Клеи Проблемы подготовки технических кадров

Проблемы подготовки технических кадров

Многие фирмы уже уяснили важность подготовки профессионально-технических кадров по конструкционному склеиванию. В некоторых же компаниях у руководства до сих пор стоят люди, которые сквозь пальцы смотрят на эту проблему. Многие фирмы расходуют тысячи долларов на профессиональную подготовку сварщиков, но ни цента не тратят на обучение технического персонала по технологии склеивания, в то же время ежемесячно выбрасывая на ветер тысячи долларов в виде забракованных из-за плохих соединений узлов и сборок. Если заклепка поставлена неправильно, в большинстве случаев ее можно вынуть и заменить новой. А что представляет собой неправильно склеенная сотовая панель? Только металлолом и ничего больше!

Важнее всего — это убедить учащихся профессионально-технических школ и всевозможных курсов по переквалификации в действительно важной роли приобретенной ими специальности, обучаться которой пока многие не хотят.

Выбор способа крепления диктуется многими соображениями. Клеи обеспечивают определенные преимущества перед обычными методами соединения. К числу таких преимуществ относятся, например, следующие.

1. Клеи позволяют получать более гладкие поверхности; они не выдавливаются наружу на поверхность узла и не деформируют ее. Это важно для аэродинамических характеристик корпусов самолетов, ракет и космических аппаратов. Ровная поверхность является преимуществом для таких изделий, как электронные модули, когда необходима плотная пригонка или когда нужен подвижный контакт. Во всех случаях, когда требуются ровные поверхности, клеи исключают всякие операции по притирке и выравниванию.

2. Клеи допускают использование более легких материалов. Приклеенные тонкие обшивки не разрушаются в точках опоры; на оборот, клеи позволяют реализовать их полную прочность. Так как крепление происходит по всей поверхности, клеевые соединения снижают до минимума концентрацию напряжений, которая обычно возникает в местах крепления винтами, болтами, заклепками и точечной сваркой. Равномерное распределение напряжений обеспечивает большую прочность и жесткость узла, позволяя снизить толщину материала или уменьшить общие габариты.

По сообщению одной авиационной фирмы, один переход к изготовлению капотов двигателей из сотового материала позволил снизить вес самолета на 200 кг с лишним.

3. Клеи гасят вибрации. Более равномерное распределение напряжений означает вместе с тем повышение усталостной прочности при вибрационных нагрузках. Конструкционные клеи способны передавать, перераспределять и поглощать напряжения, так что металлы нередко разрушаются от усталостных напряжений раньше клеев. Клеи часто используют в дополнение к заклепкам и болтам.

4. Клеи соединяют разнородные материалы. При соединении разнородных металлов обычными методами во многих случаях возникала проблема защиты от гальванической коррозии. Клеевой слой, изолируя два металла друг от друга, снимает эту проблему. Склеивание удовлетворительно решает и задачи крепления металла к пластикам. Твердые топлива надежно приклеивают к стальному корпусу. Это — одна из наиболее перспективных областей приме нения клеевых соединений.

5. Клеи упрощают задачу изготовления изделия сложной формы. Во многих случаях клеи позволяют скреплять между собой части с поверхностью сложной формы, с трудом поддающиеся соединению обычными методами.

6. Клеи выполняют роль герметиков. Так как клеевой шов непрерывен, они могут служить уплотнениями по отношению к жидкостям, а также многим газам.

7. Клеи могут выполнять роль изоляторов или проводников. Клей, как правило, является изолятором. Состав многих клеев подбирают специально, чтобы сделать их проводниками. Таким образом, клеевые слои между соединяемыми поверхностями могут обладать свойствами как изоляторов, так и проводников.

8. Клеи позволяют крепить толстый материал к тонкой подложке. Сварка металла толстых сортаментов с тонкими металлическими листами сопряжена с трудностями. С неметаллами же металлы не удается надежно сваривать. Клеи позволяют соединять между собой материалы в самых разных сочетаниях.

9. Клеи часто помогают снизить себестоимость изделий. Экономическую эффективность применения клеев очень трудно оценить. Расходы обычно зависят от используемой оснастки, инструментов и объема задания по выпуску изделий. Снижение расходов не есть главная причина, заставляющая прибегать к клеевым соединениям, но они обеспечивают экономию в крупномасштабном производстве, особенно при соединении металла с металлом. Так, обшивку большой площади можно приклеить почти с такой же затратой человеко-часов, что и на обшивку вдвое меньшей площади, в то время как затраты труда на соединение поверхностей с помощью болтов и заклепок пропорциональны площади соединяемых поверхностей.

С другой стороны, клеям присущ ряд своих недостатков и ограничений. Назовем некоторые из них.

1. Необходимость операций по отверждению, когда требуется высокая прочность при повышенных температурах, удобнее всего осуществляемых в печи, прессе или автоклаве. Подобная практика может оказаться неприемлемой или нецелесообразной для некоторых материалов, размеров или конфигураций деталей.

2. Строгость соблюдения технологии, требующаяся для оптимизации свойств клеевых соединений. Так, подготовка поверхности к склеиванию относится к числу наиболее важных операций и требует привлечения опытного персонала и постоянного контроля за качеством продукции.

3. Подверженность воздействию среды. Хотя недлительное действие обычных жидкостей (воды, смазочных веществ, масел и растворителей) слабо отражается на прочности клеевых соединений, подобное изменение прочности зависит от природы клея и длительности действия. Прочность клеев обычно снижается под действием солнечного света и тепла. Технологию склеивания надо подбирать осторожно, с учетом возможного воздействия среды на клеевые соединения. Здесь приходится проводить испытания, чтобы правильно подобрать клей применительно к изготовляемому узлу.

4. Трудности конструирования соединений. При конструировании соединений надо предусматривать, чтобы наибольшие рабочие напряжения совпадали по направлению с максимальной прочностью клеевого соединения, сводя до минимума напряжения в его самом слабом направлении. Главное здесь состоит в том, чтобы учесть последовательность всех операций при изготовлении изделия, поскольку многие клеи разлагаются (стареют) при нагревании под действием постоянной нагрузки. Было бы неразумно склеивать часть узла клеем, свойства которого станут ухудшаться при после дующих операциях отверждения всего узла.

5. Необходимость учета при конструировании изделия ожидаемой долговечности клеевых соединений, так как срок службы многих клеев зависит от воздействия среды и может оказаться короче проектируемого срока службы всего изделия.

6. Растворение в компонентах клеев. Растворители, содержащиеся во многих клеях, способны отрицательно повлиять на склеиваемые части. Это можно устранить правильным анализом и выбором системы клея, основанными на знании свойств склеиваемой под ложки, наложением на нее грунтов и защитных покрытий.

7. Контролировать и гарантировать качество изделий с клеевыми соединениями много труднее, чем при обычных видах соединения. Технологию приходится соблюдать очень тщательно с проверкой сборки на всех стадиях производства. Внедрение методов неразрушающего контроля повышает шансы на удовлетворительное решение задачи оценки качества таких изделий.

8. Изделия с клеевыми соединениями могут делать только квалифицированные специалисты, нехватка которых создает большие трудности. Раньше подготовке таких кадров не уделялось должного внимания. По мере усложнения клееных конструкций и технологии склеивания становилось все очевиднее, что успех в решении этих задач определяется прежде всего наличием персонала надлежащей квалификации.

Прежде чем перейти к обсуждению основных вопросов, связанных с клеевыми соединениями, необходимо тщательно проанализировать требования к подлежащей склеиванию детали. До того как приступить к проектированию конструкции, надо знать ответы на определенные вопросы.

1. Какие материалы предстоит склеивать? Какие именно сплавы? Какова их твердость и как проводилась окончательная подготовка поверхности?

2. Какова толщина склеиваемых частей? Имеется ли эскиз или чертеж детали и изделия?

3. Каково конечное назначение изделия? Является ли оно первым узлом или же только его частью?

4. Каковы предельные (верхняя и нижняя) температуры, которые придется испытывать клеевому соединению или всей конструкции? Остаются ли эти температуры постоянными или же меняются? Какова длительность действия этих температур за срок службы клеевого соединения?

5. Попадет ли клеевое соединение в условия влажности? Если попадет, то какова ожидаемая влажность, какова длительность его пребывания во влажной атмосфере и какая температура в этой атмосфере?

6. Каким испытаниям подвергают деталь? Какие военные спецификации распространяются на деталь, если таковые существуют?

7. С какими химическими растворителями, маслами или другими жидкостями придется соприкасаться клеевому соединению? При какой температуре?

8. Должна ли деталь быть электрически сплошной? Если да, то в какой степени? Должна ли деталь быть изолятором? Каковы требования к ее удельному объемному сопротивлению, диэлектрической прочности и т. д.?

9.Каким прочностным требованиям должно отвечать клеевое соединение? Какие напряжения при растяжении, сдвиге, отдире, сжатии, ударе, вибрации и других видах нагружения должно выдерживать соединение? Какова допустимая минимальная прочность клеевого соединения при верхних и нижних предельных напряжениях подобного рода?

10. Существует ли какая-нибудь причина, заставляющая отдать предпочтение пленочному клею по сравнению с пастообразной ком позицией? Почему? Относится ли это к отдельным узлам или же ко всей конструкции?

11. Какие условия отверждения в отношении температуры и давления может выдержать склеиваемая деталь или склеиваемая конструкция?

12. Существуют ли условия, ограничивающие применимость наличного вспомогательного оборудования или оснастки?

13. Какова последовательность всех операций склеивания и отверждения?

14. Какого рода контроль качества окажется наиболее эффективным? Это зависит от сложности конструкции, размеров и транспортабельности деталей и соединяемых материалов.

Когда на все эти вопросы будут даны полные ответы, необходимо проанализировать следующие общие моменты: 1) необходимые материалы, 2) необходимую рабочую силу, 3) конструкцию соединения и 4) расходы. Вопросы конструирования соединения рассматриваются в одной из последующих глав.

При анализе расходов учитывают следующие моменты: стоимость приготовления клеев применительно к нуждам производства, объем отходов и забракованных деталей, необходимость в контролерах и рабочих, пригодность существующего оборудования для операций склеивания. На оборудование и средства производства, необходимые для изготовления клеевых соединений нужной прочности и с нужными эксплуатационными показателями, падает главная доля всех расходов.

При этом следует учесть еще способ нанесения клеев и требующееся для этого время.