Исследование эффективности ультразвуковой обработки поверхностей деталей в среде адгезива при подготовке к склеиванию

Подготовка склеиваемых поверхностей — важная операция для обеспечения прочности клеевых соединений деталей, широко используемых в машиностроении. Некоторую сложность вызывает удаление тонкой оксидной пленки молекулярной толщины, так как после удаления она тут же образуется вновь. Для предотвращения повторного окисления обработанной поверхности предложен способ ультразвуковой обработки поверхности, на которую уже нанесен адгезив. Предполагается, что кавитация на границе сред деталь — адгезив, вызванная ультразвуком, разрушит оксидную пленку, а адгезив станет барьером для взаимодействия кислорода воздуха с обработанной поверхностью. Другими возможными факторами, обусловливающим эффективность ультразвуковой обработки, являются: усиление капиллярного эффекта, проявляющегося в повышении скорости и уровня подъема адгезива в капиллярах, что облегчает его проникновение в пористые структуры; усиление химического эффекта, заключающегося в ускорении различных химических реакций; генерирование и передача теплоты, возникающей вследствие потерь энергии при распространении ультразвуковых колебаний. Ультразвук также влияет на процесс полимеризации. При проведении исследований использована схема, предусматривающая касание пластины, прикрепленной к излучателю, одновременно с деталью и адгезивом. Результаты исследования показали эффективность ультразвуковой обработки поверхностей деталей в среде адгезива перед склеиванием, особенно алюминиевых.
EDN: TBEOHK, https://elibrary/tbeohk

Литература

[1] Схиртладзе А.Г., Скрябин В.А. Применение клеевых композиций при ремонте изделий. Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2022, № 1, с. 25–28.

[2] Исаев С.П., Еренков О.Ю., Шевчук К.А. Исследование влияния СВЧ-излучения на технологические свойства карбамидоформальдегидного клея. Клеи. Герметики. Технологии, 2023, № 6, с. 2–6.

[3] Косенко Е.А., Закорский Д.К., Ду А. и др. Особенности подготовки металлических поверхностей деталей машин перед склеиванием. Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2021, № 12, с. 13–16.

[4] Овчинникова В.В., Нефедов Н.И., Мазурова Д.В. и др. Исследование влияния способов обработки поверхности на антикоррозийные свойства катафорезного покрытия на основе грунтовки HR-4000ALB/HR-6000. Успехи в химии и химической технологии, 2023, т. 37, № 6, с. 94–96.

[5] Шутов И.В., Кривилев М.Д., Королев М.Н. Изучение разрушения паяных соединений сплава АМг6. Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение, 2024, т. 26, № 1, с. 42–49.

[6] Булков А.Б., Пешков В.В., Корчагин И.Б. и др. Влияние физико-химического состояния контактных поверхностей титана на прочность и топографию разрушения сварного соединения. Сварочное производство, 2021, № 9, с. 22–27.

[7] Косенко Е.А., Нигметзянов Р.И., Кострыкин В.В. Обоснование выбора способа механической обработки поверхностей деталей машин, подлежащих склеиванию металлонаполненными клеящими композициями. Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2021, № 7, с. 30–35.

[8] Тамаркин М.А., Тищенко Э.Э., Верченко А.В. Технологические основы обработки полимеркомпозитных деталей гибким абразивным инструментом. Наукоемкие технологии в машиностроении, 2021, № 8, с. 25–34, doi: https://doi.org/10.30987/2223-4608-2021-8-25-34

[9] Быковский Н.А., Кантор Е.А., Шулаев Н.С. и др. Комбинированный метод переработки отработанного кислого травильного раствора производства изделий из титана. Записки Горного института, 2025, т. 272, с. 51–58.

[10] Третьяков А.Ф. Влияние предварительной химической обработки на качество твердофазных сварных соединений проволок при изготовлении пористых сетчатых материалов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2022, № 2, doi: https://doi.org/10.18698/2308-6033-2022-2-2156

[11] Бороздина Е.А. Определение прочности одинарного клеевого соединения образцов из полимерных композиционных материалов внахлест с образцами из титанового сплава. Дневник науки, 2023, № 4. URL: https://dnevniknauki.ru/images/publications/2023/4/technics/Borozdina.pdf

[12] Сарсенгалиев А.М. Повышение эффективности ультразвукового удаления оксидного поверхностного слоя с внутренних поверхностей в деталях сложной конструкции сочетанием кавитации и контактного вибровоздействия. Дисс. … канд. тех. наук. Саратов, 2018. 131 с.

[13] Сундуков С.К. Ультразвуковые технологии при получении клеевых соединений: обзор. Клеи. Герметики. Технологии, 2023, № 4, с. 33–40.

[14] Сундуков С.К. Влияние ультразвуковой обработки эпоксидного клея на прочность соединения. Клеи. Герметики. Технологии, 2023, № 11, с. 24–31.

[15] Приходько В.М., Нигметзянов Р.И., Сундуков С.К. и др. Современные направления ультразвуковой жидкостной обработки в машиностроении. Наукоемкие технологии в машиностроении, 2021, № 8, с. 12–17, doi: https://doi.org/10.30987/2223-4608-2021-8-12-17

[16] Басов А.А., Козинер Ю.Д., Кравцов Д.А. и др. Направленная ультразвуковая очистка малодоступных внутренних поверхностей теплообменных устройств, изготовленных методами аддитивных технологий. Цветные металлы, 2022, № 9, с. 78–83, doi: https://doi.org/10.17580/tsm.2022.09.11

[17] Келлер О.К., Кратыш Г.С., Лубяницкий Г.Д. Ультразвуковая очистка. Ленинград, Машиностроение, 1977. 184 с.

[18] Негров Д.А. Ультразвуковые колебательные системы для синтеза полимерных композиционных материалов. Омск, Изд-во ОмГТУ, 2012. 128 с.

[19] Насыров А.М., Овчинников М.Н. Волновые процессы. Ч. 8. Акустические колебания и волны. Казань, КГУ, 2003. 32 с.

[20] Хмелев С.С. Повышение эффективности кавитационно-акустических воздействий на химико-технологические процессы в аппаратных системах с жидкой фазой значительной вязкости. Дисс. … канд. тех. наук. Бийск, 2011. 156 с.

[21] Хмелев В.Н. Применение ультразвука высокой интенсивности в промышленности. Бийск, Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010. 203 с.