La guía definitiva de la norma ASTM D1002 para el ensayo de cizallamiento de materiales adheridos

ASTM D1002 describe el procedimiento para evaluar la resistencia al cizallamiento de adhesivos utilizado para unir metales. Estos adhesivos se utilizan comúnmente en las industrias automotriz, aeroespacial y electrónica para unir varias juntas y subcomponentes. Las pruebas adhesivas son fundamentales para comprender la resistencia relativa de diferentes materiales, así como para identificar los efectos de las condiciones ambientales y el envejecimiento en la resistencia y durabilidad de una unión. Esta guía discutirá el equipo de prueba requerido para realizar ASTM D1002, sin embargo, cualquier persona que planee realizar pruebas según este estándar no debe considerar esta guía como un sustituto adecuado para leer el estándar completo.

¿Qué mide?

La norma ASTM D1002 pretende ser principalmente de naturaleza comparativa, ya que el rendimiento de un adhesivo en un entorno de ensayo controlado y una geometría de muestra de cizallamiento de una sola vuelta no puede correlacionarse con el rendimiento en el mundo real. En aplicaciones del mundo real, las condiciones ambientales cambiantes y las geometrías de juntas no uniformes, entre otras cosas, contribuyen a la variación del rendimiento del adhesivo.

ASTM D1002

Especímenes

La comprobación adecuada de la resistencia de un adhesivo requiere el uso de un sustrato. En el caso de ASTM D1002, este sustrato es metálico. Los tipos y grados específicos de metales aceptables para las pruebas se mencionan en la sección 6.4 de la norma. Las muestras se preparan en una geometría de corte de una sola vuelta, donde dos piezas idénticas de sustrato tienen una sección de superposición definida que se adhiere utilizando el adhesivo que se está probando.

Control de prueba y modos de falla

ASTM D1002 se realiza tirando de los dos extremos de las muestras adheridas en tensión hasta la falla. La fuerza de tracción aplicada a la muestra se traduce en una tensión cortante aplicada a toda la zona adherida. Los resultados incluirán la carga de falla, a menudo expresada por unidad de área de cizallamiento, así como la naturaleza de la falla. Normalmente, esto se puede registrar como uno de los tres tipos de error siguientes:

  • Cohesión del adhesivo: el fallo se produce dentro del adhesivo
  • Adhesión al sustrato: el fallo se produce en la unión entre el adhesivo y el sustrato
  • Error de combinación: el fallo se produce tanto en la unión del adhesivo como en la del sustrato

ASTM D1002 requiere el uso de una tasa de tensión constante o una tasa de desplazamiento equivalente. La velocidad de tensión se realiza utilizando una retroalimentación de bucle cerrado entre la célula de carga del sistema de prueba y el controlador. Es posible que sea necesario ajustar la configuración PID de la célula de carga para lograr la tasa de tensión deseada dentro de una banda de error razonable. Muchos clientes utilizan la tasa de desplazamiento de cruceta equivalente para simplificar las pruebas.

Modos de fallo ASTM D1002

Sistema de prueba de materiales

La mayoría de los ensayos de cizalladura ASTM D1002 se realizan normalmente en una máquina de ensayo universal de una o dos columnas, como los sistemas de las series 3400 y 6800 de Instron. La capacidad de carga del sistema depende de la resistencia del adhesivo, que normalmente oscila entre 1 kN y 30 kN.




Configuración del ensayo de la norma ASTM D1002
1) Instron 6800
2) Tablero Bluehill Universal
3) Celda de Carga Serie 2580
4) Serie 2710 Mardazas Manuales

 

ASTM D1002

Soluciones de agarre

El principal desafío asociado con las pruebas de cizallamiento de una sola vuelta es la alineación de la cadena de carga. La geometría de la muestra de prueba hace que los dos extremos sujetos de la muestra se desvíen entre sí. La carga lateral significativa puede ocurrir si la solución de agarre no tiene en cuenta ese desplazamiento, lo que podría causar fallas prematuras y datos defectuosos. Las mordazas avanzadas de acción de tornillo 2710-11X y las mordazas neumáticas de acción lateral  2712-04X (capacidades de 5 y 10 kN) tienen compensaciones integradas que permiten ajustar manualmente las caras de las mordazas a la izquierda o a la derecha. Esta funcionalidad ayuda al operador a asegurarse de que la línea central de la fuerza aplicada coincide con la línea central de la cadena de carga. Las mordazas manuales de cuña también pueden utilizarse con la adición de bloques espaciadores entre el cuerpo del agarre y la cara de la mandíbula. Estos espaciadores compensarán el desplazamiento, aunque muchos de ellos serán necesarios si se prueban múltiples muestras con diferentes espesores de sustrato.

Modelo de 10 kN | 2712-046
2710-112
Modelo de 500 N | 2710-0112

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