[发明专利]单界面粘接强度评价测试方法

说明书

一种单界面粘接强度评价测试方法，通过将胶粘固化后的试样平放于测试装置上方，设置压头速度对试样进行缓慢类弯曲加载，在此过程中利用位移传感器和压力传感器采集压头位移和压头载荷的变化数据；将压头载荷开始出现增长时的压头位置作为试样竖直位移的起始点，以实验停止时的压头位置作为试样竖直位移的结束点，并以此绘制试样竖直位移和压头载荷的变化曲线，实验停止前的压头载荷即为胶粘剂和试样之间单界面粘接强度的评价指标。本发明能够准确控制胶层尺寸与厚度均匀性，可有效评价测试胶层与试样的单界面粘接强度大小。

技术领域

本发明涉及的是一种粘接检测领域的技术，具体是一种单界面粘接强度评价测试方法。

背景技术

胶接是一种利用胶粘剂通过物理、化学或机械的方式使得两个原本分离的零件结合在一起的工艺，现有粘接强度的测试方法有GB/T2791-1995《胶粘剂T剥离强度试验方法》和HB5164—1981《金属胶接拉伸剪切强度试验方法》，均在两个试样之间制备一定厚度的胶层，固化后进行拉伸实验，在切应力的作用下胶层与试样发生脱离，以脱离时夹头载荷评价粘接强度。但现有的T剥离强度试验方法和剪切强度试验方法制样困难，胶粘剂在凝固前的流动性较强，在压力作用下产生侧向流动，从而难以保证胶层的厚度和均匀性，在此过程中胶层厚度的差异会导致强度测试产生较大误差，从而影响强度测试。

与此同时，T形剥离方法和拉伸剪切方法都是通过“三明治结构”将胶层涂覆在两个试样之间，制样时胶层上下粘接界面难以保持高度一致，所以无法预估胶粘剂与试样的单界面粘接强度。

发明内容

本发明针对现有测试固体材料粘接强度的方法往往受限于胶接面的面积以及胶层的厚度，误差较大的同时不能反映单界面粘接强度的问题，提出一种单界面粘接强度评价测试方法，能够准确控制胶层尺寸与厚度均匀性，可有效评价测试胶层与试样的单界面粘接强度大小。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明通过将胶粘固化后的试样平放于测试装置上方，设置压头速度对试样进行缓慢类弯曲加载，在此过程中利用位移传感器和压力传感器采集压头位移和压头载荷的变化数据；将压头载荷开始出现增长时的压头位置作为试样竖直位移的起始点，以实验停止时的压头位置作为试样竖直位移的结束点，并以此绘制试样竖直位移和压头载荷的变化曲线，实验停止前的压头载荷即为胶粘剂和试样之间单界面粘接强度的评价指标。

所述的胶粘固化是指：将涂胶辅助工装与试样对齐后叠放固定，将胶粘剂均匀涂覆在试样一侧的中心区域以及涂胶辅助工装中间的槽中，待胶粘剂基本固化后将涂胶辅助工装轻轻移开。

所述的涂胶辅助工装，预先根据试样尺寸制作且与试样等长等宽、与胶层等厚度，该工装的中间位置切割出用于灌注胶粘剂的镂空槽，所切割的区域与胶层相匹配。为确保加载过程中试样与胶粘剂之间的粘结力为拉应力，胶层厚度要小于试样厚度。

所述的试样，采用长方形结构。

所述的试样和涂胶辅助工装的表面优选预先经清洗处理，去除表面油污。

所述的类弯曲加载，试样无胶层的一侧正对压头，确保压头两侧等距后用夹具固定试样。

所述的类弯曲加载，优选当出现胶层脱离、脱落或起裂时立即停止加载，根据停止时刻的压头载荷数值可判断试样与胶粘剂之间单界面粘接强度的大小。

所述的粘接强度，即压头载荷反映了试样与胶层之间单界面粘接强度的大小。加载过程中在压力P的作用下，试样与胶层之间的粘结力使得二者变形过程中不分离，同时试样和胶层的粘接界面上存在界面切应力τ；随着载荷的增大，界面切应力τ也不断增大，当界面切应力τ增大到一定程度时，会使得胶层出现脱粘，脱离试样或胶层表面产生裂纹。压头载荷越大，说明界面粘结力越大，即试样与胶层之间单界面粘接强度越大。

技术效果