3

Фиг 73. Типичный клеевой шоп В соединения обшивки С сото­вым заполнителем.

В цельнометаллической трехслойной панели с заполнителем из: металлических сот может быть несколько различных типов клеевых соединений. Соединение заполнителя с обшивками особенно важно с точки зрения прочности конструкции и ее веса. Для того чтобы обшивки и сердцевина выполняли свои функции, их необходимо па дежно связать в единое целое. Поэтому при склеивании облицовок с сердцевиной, так же как и для склеивания самого сотового запол­нителя, применяют конструкционные клеи — на фенольной или эпоксидной основе или их сочетания.

і—стейка ячейки сот, 2—клей, 3— обшивка.

При склеивании необходимо уделять внимание подготовке склеиваемых по­верхностей, нанесению клея и условиям отверждения. Подготовка к склеиванию та же, что и обычно применяемая при склеивании металлов. Сердцевина из алюминиевых сот чаще всего не нуж­дается в очистке, если она не побывала в условиях, где могло произойти силь­ное загрязнение, например, при механи­ческой обработке. "*

При склеивании обшивки с сердцевиной широко используют ме­тоды вакуумной запрессовки, часто с применением автоклава.

Для клеев, предназначенных для склеивания металлов в моно­литных конструкциях, прочность соединения внахлестку берется за предварительный критерий при выборе подходящего состава клея Для слоистых конструкций с легким заполнителем эта прочность ни в коем случае не является решающей. Стенки сотовых ячеек при­крепляют к обшивке преимущественно Т-образным соединением в виде наплыва (фиг. 73). Небольшой треугольничек в поперечном сечении шва отвержденного клея является самым эффективным ва­риантом наплыва. Высоковязкие клеи, например, клеи на эпоксид­ной основе, с хорошими свойствами смачивания и растекания соз­дадут такие наплывы у стенок ячеек. Клеи на фенольной основе, та­кие, как НАЛ «Хай-‘Гемп», которЬіе обычно дают плохо наполнен­ные швы — «филлет» —, можно ‘модифицировать умеренным добав­лением наполнителя или эластомерных материалов (клей СИТ) для получения хороших соединений обшивки с сердцевиной.

Клеи в соединении должны противостоять нескольким различ­ным видам сил. Обшивка может подвергаться растяжению, напри мер, при изгибе езндвичевой панели. В этом случае все соединение

обшивка—сердцевина будет находиться в напряженном состоянии. Если в клеевом соединению произойдет местное разрушение, то мо­жет возникнуть тенденция к его дальнейшему распространению и последовательному отслаиванию обшивки от сердцевины. Чем выше прочность клеевого соединения на отдир, тем лучше оно сопротив­ляется этому разрушению. Повышенная прочность при отдире сооб­щает клеевому соединению также стойкость к вибрациям, к удар­ным нагрузкам при эксплуатации изделия и к нагрузкам, возникаю­щим во время механической обработки в процессе его изготовле­ния[18]. Прочность на растяжение соединения обшивка—сердцевина в направлении, перпендикулярном поверхности обшивки-—отрыв, должна быть не меньше, чем гирочпость на сжатие самого сердце­винного материала в направлении, перпендикулярном плоскости приклейки его * обшивке. Это обусловливается тем, что обшивка при потере устойчивости во время сжатия вдоль обшивки — продольный изгиб — в равной мере может дать выпучивание как внутрь, так и наружу.

Для соединения обшивки трехслойного материала с заполните лем желательно, чтобы клей позволял приклеивать обе обшивки к заполнителю за одну операцию. Опять-таки можно применять клей с относительно высоким содержанием твердых продуктов или соот­ветствующим образом модифицированный клей на фенольной основе.

Необходимо, чтобы образовавшиеся при склеивании обшивок с сердцевиной клеевые швы —• валики — были в основном непористы — ми. Отверстия и пустоты в клеевом шве в данном случае, так же как з клеевом шве в соединении внахлестку, значительно снижают работоспособность пзделия [19].

Метод, применяемый фирмой Норт Американ Авиэйшн для улуч­шения оклеивания обшивок с сотовым заполнителем, заключается в паї сенти покрытия, клея на материал сот окунанием. Когда ис­пользуют клей СНТ или 422, то края алюминиевых сот сначала по­гружают в разбавленный раствор (примерно 10%->ный в ацетоне) СНТ или НАА «Хай-Темп». После высушивания выполняют обыч­ную процедуру склеивания Дополнительное капиллярное действие, вызываемое стенками ячеек, дает улучшенное качество клеевых швов — «наплывов», связывая стенки сот с обшивкой. Часто серд­цевину грунтуют, например, нанесением с помощью клеевых валь цев клея, которым осуществляется склеивание.

Толщина клеевого слоя, наносимого на обшивку, является дру­гим важным фактором наряду с вязкостью клея и нанесением клея

12

єр

кВ

3,6

1.2

х

V

2 U 6 8 W

Размер сотовой ячейки в мм

Фанг. 74. Прочность клеевого соедини шея обш’ивии с сотовым заполните •чем ‘В зависимости от размера ячеек сот (по данным фирмы Гексель Про дактс).

§

I,

!§• •сз * Ечз

0 „

1 §

a

81

£

•8 £ 5. з

/—прочность при равномерном отрыне, 2—прочность при отдире.

ка соты. Недостаточная величина клеевых наплывов около стенок
сот (см. фиг. 73) может быть результатом слишком тонкого слоя
клея. Однако можно значительно сэкономить в весе, ести избегать
излишне толстых слоев.

Обычно применяют клееные покрытия, имеющие удельный вес
0,14—0,49 кг на кв. м площади обшивки.

Хотя плотность заполнителя, а отсюда и его механические свой
ства зависят главным образом от толщины стенок ячеек, тем не ме-
нее прочность соединения обшивка—заполнитель для определенного
клея является в основном функцией размера ячейки. Это особенно
справедливо в случае заполнителя из сотового материала. На

фиг. 74 показано повышение
прочности клеевого соединения
с уменьшением размера ячейки.
Этот последний параметр опре-
деляется как диаметр окруж-
ности, вписанной внутрь пра-
вильного шестиугольника ячей-
ки. Мелкие ячейки дают боль-
шую поверхность склейки при
данной толщине стенки. Кроме
того, гораздо слабее проявляет-
ся тенденция тонких обшивок
втягиваться в соты, покрывать-
ся «ямочками».

Присутствие Ті клеевом СО
единении прокладки из ткани,
пропитанной клеем, очцнь по-
лезно для повышения прочности
на отдир соединения обшивки
‘с сердцевиной. Многие клеи

поставляются в таком виде. В противном случае большинство клеев,
особенно жидких, можно применять в соединении, сочетая их с про-
слойкой из ткани. Установлено, что стеклоткань весьма подходит
для этой цели.

Другой способ также часто применяется для повышения прочно-
сти соединения на отдир, особенно если употребляются клеи на
эпоксидной основе. В этом случае на обшивки наносят тонкое грунто-
вое покрытие из более «гибких» податливых клеев, например, клеен
на основе каучука или фенольных клеев, модифицированных вини
ловыми смолами или эластомерам», таких, как FM-47. Это покры-
тие хорошо высушивают и по крайней мере частично отверждают
перед нанесением клеев, которые в отвержденном состоянии явля-
ются более хрупкими.

Интересно отметить, что в алюминиевых сотах, выпускаемых
фирмой Гексель Продактс, делают крошечные отверстия в стенках
сот. Когда летучие вещества удаляются во время отверждения клея,
они могут выходить через эти отверстия. Если* бы летучие вещества
остались внутри конструкции с легким (сотовым) заполнителем.

Некоторые клеи для металлов, пригодные для сэндвич-конструкций

Максималь­ная рабочая температура

в °С

Марка клен

Фирма-изготовитель

Эпон VI

Шелл Кемикэл

Ара. чьдит

Сиба, Нью-Йорк

Сайклвелд С-6, С-14 и 55-9

Крайслер, Трентон, Мичиган

80

Бостик 7008 и 7026

Б Б. Кемикэл, Кембридж, Массачузег

Метлбонд MN3C

Нармко Рэзин эид Коутингз

FM-45 и FM-47

Блумингдейл Раббер

Ридакс

Сиба, Нью-Йорк

ГІликозайт

Ю. С. Плайвуд, Нью-Йорк

ЕЛ-1177

Миннесота Майнипг

Эпон VIII

Шелл Кемикэл

95

Сайклвелд С-3

Крайслер, Трентон

РА-101

Блумингдейл Раббер

260

СНТ

Норт Америкэн Аби-эйнш, Дауни, Кали­

форния

422

Шелл Дивелопмент, Эмервилл, Калифорния

высокие внутренние давления, развивающиеся особенно при повы­шенных температурах, сильно ослабили бы — конструкцию.

Вторым типом клеевого соединения, — играющим важную роль в слоистых конструкциях с сотовым заполнителем, является соедине­ние в выступающих местах соприкасающихся листов или полос, — об разющих соты. Это соединение осуществляется в процессе изготов­ления сотового материала. Обычно для этой цели применяют клеи па фенольной основе. Клеевые соединения внутри сотового мате­риала помогают выдерживать напряжения сдвига и повышают прочность материала на сжатие в направлении, перпендикулярном к плоскости с клейки их с обшивкой, т. е. параллельным плоскости стенок ячеек сот. Однако эти соединения далеко не так сильно на­пряжены, как соединения между обшивками и сотовым заполните­лем, вследствие относительно большей площади склейки в первом случае по сравнению со вторым.

В сэндвичевых панелях используются еще два типа клеевых со единений: соединения смежных отсеков заполнителя и соединения заполнителя с обладающими высокой плотностью вкладышами,

окантовками и узлами, например, деталями приводных механизмов, петлями шарниров, частями стопорных устройств и т. п.

Обычно отсеки заполнителя подгоняют механически, а затем клей заливают в промежуток между ними. Чаще всего применяют клеи на эпоксидной основе или с высоким содержанием наполните­лей. Иногда применяют пропитанную ткань — в зависимости от формы соединяемых частей. Клей должен заполнять кромки метал­лических пластинок, плотно прилипая к ним без давления, и отверж­даться в изделии без усадки и вытекания.

Аналогично для соединения материала заполнителя с вклады­шами, окантовками или узлами требуется клей, который во ‘время процесса отверждения не вытекает из вертикально расположенных деталей.

Может возникнуть необходимость в клеевом слое значительной толщины для обеспечения гарантированного контакта. Особенно хороши для этой цели эпоксидные клеи, поскольку они могут обра­зовывать сплошные клеевые соединения при большой толщине [Клее­вого слоя.

В обоих случаях предпочитают использовать клеи, обладающие качествами зазорозаиолпитслей. Выбор клея имеет меньшее значе­ние, если окантовка приклеивается после завершения первого этапа сборки, однако обычно применяют склеивание всех деталей, входя­щих в слоистую конструкцию с заполнителем, за одну операцию.