Adhesiv kuvveti ve sıkılığı başarılı bağlanmış-jointler
dizaynında önemli verilerdir. Adhesivler elastik davranışlar gösterdiğinden
ultimat kuvvet ve başlangıç modül değerleri adhesivi karakterize etmekte
yeterli olmaz; servis sıcaklığında ve nem koşullarındaki shear ve gerilmede
stres-strain eğrilerinin de incelenmesi gerekir. Endüstride genellikle
uygulanmakta olan iki standartlar ASTM
D 5656 ve ASTM D2095 (Çubuk Örneklerle Adhesivlerin Gerilme Kuvveti Testi.
Bölüm. 5.1 – b2)
a.1.
ASTM D5656: Kalın- Adherend Metal Lap Shear Jointlerle Gerilme Yüklemesinde
Adhesivlerin Shear Stres-Strain Davranışlarının Tayini
Bu test metodu
yapıştırıcıların stres-strain (gerilme-gevşeme) davranışlarının incelenmesinde
kullanılan kalın-adherend lap-shear örneklerin testlerini kapsar.
Test Örnekleri: Kullanılan
yapıştırıcı için, bağlanma yüzeyleri 229 x 229-mm x 9.5 ± 0.05-mm boyutlarda
olan (2024-T3 aluminyum gibi) iki sert adhered hazırlanır. Metal yüzeyi uygun
işlemlerle iyice temizlenir. Adherent levhanın bir yüzüne düzgün bir tabaka
halinde yapıştırıcı (pasta, film şeklinde olabilir) uygulanır. Diğer bir
adherent levha yapıştırıcı (adhesiv) kaplanmış levhanın üstüne terleştirilir
(Şekil-1a). Gerekli kalınlığa ulaşılıncaya kadar, yapıştırıcı levhalar
arasından akıncaya kadar basınç uygulanır. Adhesiv kürlenir. Kürleme işleminden
sonra bağlanmış panelden 25.4 mm genişlikte test örnekleri kesilir; örnekler
özel bir makinede şekillendirilir, genişlik, uzunluk, kalınlık ölçmeleri yapılır.
(D5656)
Ölçülen Özellikler: Şekil-2(a)
da = test örneği
yer-değiştirmesi
dKN = KN’de ölçülen yer-değiştirmesi
dLL = LL’de ölçülen yer-değiştirme
dUL = UL’de ölçülen yer-değiştirme
Fi = yük, FKN = KN’deki yük, FLL =
LL’deki yük, FUL = UL’deki yük
l = çakışma (overlap) uzunluğu
L = da yer değiştirmedeki yük
|
M = 1000 N’da metal yer-değiştirme
p = ortalama nokta aralığı
t = yapıştırıcı-tabakanın kalınlığı
w = örnek genişliği
d1 – d2 = A hattı boyunca stres değişimi
g1 – g2 = A hattı boyunca düzeltilmiş shear strain
|
Şekil-1: (a) Bağlanmış adherend
(metal) levhalar, (b) tipik bir test
örneği profili (boyutlar mm)
Şekil-2: (a) Yük yer-değiştirme
eğrisi, (b) Digital veri için shear stres-strain eğrisi
a.2.
ASTM D1002: Tek-Lap (Bindirmeli)-Joint Adhesiv Bağlı Metal Örneklerin Gerilme
Yüküyle Görünür Shear Kuvveti (Metal-Metal)
Adhesiv bağların
kuvvet testlerinin doğruluğu bağlama (bonding) proses koşullarına bağlıdır;
örneğin, adhesiv uygulanmadan önce malzeme yüzeyinin temizlenmesi, adhesivin
uygulanma şekli (yayma hızı, filmlerde kalınlık, kat sayısı, bir veya iki
yüzeye uygulama, kurutma ortamı gibi), basınç uygulamasından önce sistemin
hazırlanması (oda sıcaklığı, relatif nem, v.s. gibi), kürleme şartları. Testten
önce, özel bir durum belirtilmedikçe, süreç, sıcaklık ve relatif nem ayarlanmalıdır.
Test Örnekleri: Levhalar için kalınlık = 1.62 ± 0.125 mm, bu
kalınlıktaki pek çok metal için önerilen uzunluk = 12.7 ± 0.25 mm (Şekil-1)
(Test örneği olarak önerilen metaller D1002’de belirtilmiştir).
Test Jointlerin
hazırlanması: Şekil-2 ve
Şekil-3
Ölçülen
Özellikler: Her örnek için
çökmedeki yük, çökmenin yapısı ve seviyesi (adhesiv veya metalde kohezyon veya Adezyon
gibi) kaydedilir.
Şekil-1: Test
örneği formu ve boyutları
b. Bağlı Joint Karakterizasyon Testleri
b.1. Çift Bindirmeli Joint Testler
ASTM
D3528: Çift Bindirmeli Adhesiv Jointlerin Kuvvet Özelliklerinin Gerilme
Yüklemesiyle İncelenmesi
Adhesiv bağların
kuvvet testlerinin doğruluğu bağlama (bonding) proses koşullarına bağlıdır:
Yüzey temizlenmesi, karıştırma yönü, adhesiv uygulaması, sistemin
şartlandırılması, kürleme koşulları, test koşulları. Bu test metodu,
metallere bağlanan adhesivlerin (yapıştırıcılar) gerilme shear kuvvetlerinin
tayinini kapsar. Testte kullanılan makinenin yükleme hızı 8.27-9.65
MPa/dakikadır. Makinede test gripleri ve gerekli eklentilerle yük uygulamasında
örneğin konumu uzun ekseni uygulanan çekme yönüne yönlendirilir.
Test Örnekleri:
Test örnekleri Şekil-1 veya Şekil-2’de verilen form ve
boyutlardan birine uygun olabilir. Örnekler uygun test panellerinden kesilir
(Şekil-3 ve Şekil-4). Aluminyum alaşım örnekler için levha kalınlığı = 3.24 ±
0.25 mm, pek çok metal için bindirme uzunluğu L = 12.7 ± 0.025 mm’dir.
Şekil-3’de Tip A örnekler için standart test paneli form ve
boyutları, Şekil-4’de Tip B örnekler için standart test paneli form ve
boyutları verilmiştir. A: önceden delinmiş pim deliklerini gösterir,4’er
adettir, 2.4 mm çaplıdır. B: adhesiv alevlenme kontrolü için kullanılan
maddedir, genellikle TFE fluorokarbon önerilirdir.
b.2. Tek Bindirmeli Joint Testler
ASTM
D3165: Adhesivlerin Shear Kuvvetinin, Tek-Bindirmeli Laminat Sistemlere Gerilme
Yüklemesiyle İncelenmesi
Bu test metodu
adhesivlerin (yapıştırıcı) kıyaslamalı shear kuvvetlerinin tayini için
geliştirilmiş bir metottur; adhesiv, standart bir tek-bindirmeli joint
örneğinde test edilir. Test örnekleri Şekil-1’de görülen form ve boyutlardadır.
Bunlar Şekil-2’deki test jointlerden kesilir. Pek çok metal levhanın önerilen
kalınlığı 1.62 6 ±.125 mm, bindirme uzunluğu 12.7 ± 0.3 mm’dir. Her örnek için
çökme yükü ve çökmenin miktarı (adhesiv veya metaldeki kohezyon) kaydedilir.
Şekil-1:
Test örneğinin form ve boyutları
Şekil-2: Standart test joint
