§ 6. Способи з’єднання деталей

Пригадайте

Які способи з’єднання деталей ви знаєте?
Які клеї для з’єднання дерев’яних деталей виробу вам відомі?
Чи вважають процес склеювання деталей технологічним процесом?

Що таке склеювання і які види клеїв існують

Для виконання різних з’єднань деталей із конструкційних матеріалів використовують немеханічні способи, і серед них основними є: склеювання, паяння (рис. 6.1), зварювання (рис. 6.2).

Рис. 6.1. Паяння

Рис. 6.2. Зварювання

Найбільш доступним, порівняно простим і безпечним способом для з’єднання нетрадиційних матеріалів в умовах шкільної майстерні є процес склеювання.

Рис. 6.3. Склеювання деталей з оргскла за допомогою двосторонньої адгезивної або самоклеєної стрічки

Склеювання — метод створення нероз’ємного з’єднання елементів конструкцій за допомогою клеїв. Процес склеювання ґрунтується на явищі дифузії — взаємного проникнення дотичних речовин (рис. 6.3).

Склеювання завдяки сучасним технологіям виготовлення клеїв дозволяє з’єднувати деталі з різноманітних конструкційних матеріалів: деревини і скла, пластмаси і металу, пластику й оргскла, кераміки та пінопласту тощо.

Складні конструкції з оргскла, що складаються з багатьох деталей, найчастіше збирають за допомогою склеювання. Міцність шва склеюваних деталей може досягати до 80 % міцності самого матеріалу, що є досить високим показником.

Весь клей для оргскла (пластику) можна розділити на дві групи за принципом дії речовини:

фізичний принцип склеювання (клей не розчиняє склеювані поверхні): клеї містять розчинники, які поступово випаровуються, і клейова маса твердне, з’єднуючи склеєні частини, тобто утворюється з’єднувальний шар між деталями;
хімічний принцип склеювання (клей розчиняє склеювані поверхні, молекули однієї деталі взаємодіють із другою, утворюючи монолітний шов): у двокомпонентних клеях компоненти перемішуються і вступають у реакцію, поступово тверднучи. Таке з’єднання іноді називають холодним зварюванням. Реакція у двокомпонентному клеї виникає у разі підвищення температури, змішування компонентів, уведення в суміш каталізаторів або активаторів.

Склеювання як технологія складається з послідовних операцій, які умовно можна поділити на дві частини: підготовка деталей до склеювання і власне процес їхнього з’єднання склеюванням.

Технологічний процес склеювання деталей складається з таких послідовних операцій:

підготовка поверхонь до склеювання;
нанесення клею;
складання або з’єднання склеюваних деталей;
склеювання за певної температури та створення тиску на поверхні, що з’єднуються;
вистоювання з’єднаних деталей;
очищення швів від залишків клею;
остаточна обробка клейових швів і контроль якості з’єднання.

Під час з’єднання деталей склеюванням треба слідкувати, щоб не утворювалося так зване непроклеювання з’єднуваних частин деталей (наявність ділянок, на яких не відбулося з’єднання склеюванням). Тому необхідно ретельно готувати поверхні перед склеюванням і уважно наносити шар клею на поверхні, які будуть з’єднуватися.

З'єднання деталей за допомогою термоклею

Матеріали хімічного походження, або так звані нетрадиційні матеріали, склеюють клеями нового покоління — термоклеями. Ця технологія розроблялася для промисловості, але потім знайшла застосування у побуті. Особливо популярне термосклеювання серед моделістів і конструкторів, адже дає можливість швидко отримати міцне й надійне з’єднання різнорідних матеріалів.

Термоклей має вигляд циліндричних стрижнів діаметром 6-12 мм та завдовжки від 45 до 200 мм. Перед безпосереднім використанням термоклей нагрівають за допомогою спеціального пристрою — термопістолета.

Термопістолет (рис. 6.4) призначений для плавлення клею і його подавання до з’єднуваних поверхонь.

Термопістолет складається з таких основних частин: корпусу, ручки з важелем, сопла, отвору для клейового стрижня, підставки, електричного дроту.

Для склеювання клейовий стрижень вкладають в отвір над ручкою пістолета і просовують його натисканням важеля пістолета (рис. 6.5).

Рис. 6.4. Термопістолет

Рис. 6.5. Заправляння пістолета клейовим стрижнем

Рис. 6.6. Способи нанесення клею

Нагрівальний елемент термопістолета плавить клей за температури 200 °С. Набуваючи рідкого стану, клей витікає з розігрітого сопла пістолета і наноситься на склеювані поверхні у вигляді крапель або прямих чи хвилястих смужок (рис. 6.6).

На що слід зважати, користуючись термоклеєм?

Вироби, призначені для склеювання, мають витримувати без деформації короткочасний вплив температури від 180° С до 200° С. Тому при склеюванні пластику гарячим клеєм потрібно бути дуже обережним (особливої акуратності потребують видимі деталі).
Склеювані поверхні мають бути очищені і знежирені. Дуже гладкі поверхні слід попередньо обробити наждачним папером або напилком.
Клей наносять на один бік, потім вироби швидко притискають один до одного на кілька хвилин. Якщо поверхня склеювання велика, клей наносять точково.
Затверділа клейова маса є електроізолятором. У деяких ситуаціях це може стати в пригоді: наприклад, можна ізолювати гарячим клеєм металеві деталі, які не повинні мати електричного контакту. Такий варіант часто використовують при кріпленні світлодіодів.

Під час виконання робіт з використанням термопістолета необхідно дотримуватися таких правил безпечної праці:

1. Працювати інструментом лише з дозволу вчителя!

2. Перед увімкненням термопістолета в електромережу зарядити пістолет клейовим стрижнем.

3. Поставити пристрій на підставку й увімкнути в електромережу.

4. Не можна перевіряти ступінь розігріву сопла термопістолета пальцями!

5. Не можна натискати на важіль термопістолета під час розігрівання клею, оскільки це може призвести до пошкодження механізму подавання клею.

6. Під час нагрівання термопістолета необхідно спостерігати за соплом: якщо клей набуде необхідного рідкого стану, на виході сопла з’явиться краплинка рідкого клею — пристрій готовий до роботи (див. рис. 6.7).

7. Клей наносити рівномірними краплями або смужками.

8. Після завершення роботи слід вимкнути пристрій та залишити його на підставці до повного охолодження сопла.

9. Не можна діставати з термопістолета залишки клейового стрижня, яким ви працювали, оскільки частина стрижня, що була розігріта соплом, під час виймання може пошкодити пристрій.