底胶随炉试片剥离强度试验影响因素分析

底胶随炉试片剥离强度试验影响因素分析

陈泽兴

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 理化试验室 150060

摘要：以科研生产中常用的底胶随炉试片为基础，研究不同影响因素对底胶剥离试验的影响。结果表明底胶胶层厚度、底胶涂敷方式、试验速度以及随炉试片制备加工工艺对剥离试验影响较大，而得出的结论对此类底胶随炉试片剥离试验有指导意义。

摘要：剥离试验 底胶 影响因素 制备工艺

1引言

工艺文件规定，车间制备成品零件的同时要制备随炉试片。因此，喷涂底胶工序的随炉试片要在规定的时间内送实验室进行相关剥离强度试验，利用随炉试片剥离强度值来反映成品件底胶喷涂和粘接的效果。近期，理化试验过程中出现底胶随炉试片剥离强度不合格，且破坏模式不理想的情况。经过工艺分析，本论文对底胶胶层厚度、底胶涂敷方式、试验速度以及试片制备加工工艺方面进行了比对试验。

2试验部分

2.1剥离试验简介

剥离强度是测定胶接接头的抗线应力的能力的大小，其强度用每单位宽度的胶接面上所能承受最大破坏载荷来表示，单位是KN/m。胶接接头不仅受到拉伸应力与剪切应力作用，有时还会受到线应力作用。剥离是一种胶接接头常见的破坏形式之一。

剥离试验用的试件其中一个是挠性材料（如薄的金属蒙皮，织物，橡胶，皮革等），而另一个试件可以是一刚性材料（如厚的金属梁等）或者也同为一柔性材料，由于至少有一个试件为柔性材料（见图1），当接头承受剥离力作用时，被粘物的柔性部分首先发生塑性变形，然后胶接接头慢慢地被撕开。根据试片的结构和剥离结构的不同，剥离试验可分为T剥离强度单位为KN/m； 90°剥离强度单位为KN/m； 180°剥离强度单位为KN/m； Bell剥离(浮滚剥离)强度单位为KN/m； 爬鼓剥离强度单位KN.m/m。其中浮滚剥离可以获得更稳定剥离数据和剥离效果。此随炉试片剥离强度就使用浮滚剥离强度衡量。

图1剥离试样以及试验原理

2.2试验原料

0.6mm厚的304不锈钢板、3.0mm厚的2A12铝合金板、MB1113.06胶膜、EC1290底胶、丙酮、酒精、脱脂棉、毛刷、耐高温胶带、脱模剂。

2.3 试验设备

剪板机、铣床、喷枪、AI-50KN拉力机、剥离工装（见图1）、数显卡尺、厚度计、裁刀、试验台、固化压板机、温湿度计、加温烘箱。

2.4随炉试片制备参数

喷涂底胶后室温放置30min，80℃烘干30min。

胶膜固化参数：120℃下恒温60min，升温速速：≤5℃/min，压力保持0.35MPa±0.02MPa，＜60℃后可以启模。

3试验结果与讨论

3.1随炉试片制备加工工艺对剥离强度的影响

表1两种不同剥离试片的制备加工工艺

按照表1中规定，在其他条件（底胶选取机械喷涂、试验速度100mm/min以及底胶厚度4μm）保持一致的情况下，试片制备加工工艺对剥离强度的影响见表2。

表2不同剥离试片制备加工工艺对应剥离强度值

从表2中可以明显看出，工艺B（整张试片制备法）的试样剥离强度值明显高于工艺A（单条试片制备法），工艺B更准确的反映随炉试片粘接的真实性能。

分析两种制备加工工艺，区别在于加工25mm宽试片的工艺排序问题。工艺A（单条试片制备法）是先直接将基材试片裁剪成25mm宽，最后在试验之前清除挤出胶瘤。而工艺B（整张试片制备法）则是整张试片制备，最后机械裁剪。由此可见，工艺A中打磨试片边缘的胶瘤对剥离强度有很大影响。

3.2底胶的涂敷方式

为了改善胶接性能，提高涂膜与基层的黏结强度，使涂膜不发生剥离现象，防止涂膜层出现针眼、气孔等缺陷，应选取合适的底胶涂敷工艺。目前底胶涂敷工艺有很多，包括人工刷涂、自动浸涂、机械喷涂、淋涂以及静电喷涂等。车间常用的是刷涂和喷涂。在其他条件（工艺B—整张试片制备法制备加工试片、试验速度100mm/min以及底胶厚度4μm）保持一致性的情况下，两种车间常用的底胶涂敷工艺对应剥离强度见表3。

表3不同底胶涂敷工艺的剥离强度

从表3中可以看出，对于底胶EC1290，其机械喷涂工艺对应的剥离强度略高于人工刷涂工艺，两者差别不是很大。因此，在实际生产过程中尽可能的选取机械喷涂方式。但是基于成品零件的形状以及结构等原因，不允许使用机械喷涂，只能刷涂，这种情况下人工刷涂要做到均匀一致，尽可能的达到喷涂效果。

3.3胶层厚度对剥离试验的影响

在其他条件（底胶选取机械喷涂、试验速度100mm/min以及工艺B—整张试片制备法制备加工试片）保持一致性的情况下，底胶厚度对剥离强度的影响见图2。由图2可以看出，随着底胶厚度的增加，剥离强度呈现出先上升后区域稳定的趋势。当底胶厚度在4μm时，强度值相对最大，继续增加胶层厚度，对剥离强度影响不大。

图2 不同底胶厚度对应的剥离强度

3.4剥离试验速度对剥离试验的影响

在其他条件（工艺B—整张试片制备法制备加工试片、底胶机械喷涂以及底胶厚度4μm）保持一致性的情况下，不同剥离试验速度（50mm/min、75 mm/min、100 mm/min、125 mm/min、150 mm/min）对应剥离强度变化见图3。从图3中可以看出随着剥离速度增加，剥离强度值升高。在100 mm/min以下，剥离强度变化不明显。

当速度超过100 mm/min时，剥离强度出现骤增的现象。这是因为当速度超过100 mm/min，试样受到拉伸力的作用后，剥离响应时间变短，挠性材料（在本浮滚剥离试样中挠性材料是0.6mm厚的不锈钢板）应力松弛没有完全释放，因此，显示的载荷包含挠性材料的弯曲应力，所以导致剥离强度急剧增加，故此速度下的剥离试验不能反映真实的胶结好坏。

图3不同试验速度对应剥离强度变化

4结论

4.1剥离试样的制备加工工艺对剥离强度有很大影响，针对于本随炉试片，建议使用整张试片粘接，然后机械裁剪的方法制备试片。

4.2底胶厚度并不是越厚对剥离试验月有利，控制在4μm左右最佳。

4.3尽可能使用机械喷涂底胶，对于只能刷涂的情况，人工刷涂要做到均匀一致，尽可能的达到喷涂效果。

4.4试验速度不宜太高，试验方法规定速度在50～100 mm/min之间，因此实际操作过程中要严格遵守试验方法规定，建议选择100 mm/min。

参考文献

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