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ASTM D1002 膠粘劑粘合金屬搭接剪切試驗權威指南

ASTM D1002 描述了評估用於粘合金屬 的粘合劑 的剪切強度的程式。這些膠粘劑通常用於汽車、航空航太和電子行業,用於粘接各種接頭和子元件。膠粘劑測試對於瞭解不同材料的相對強度以及確定環境條件和老化對粘合強度和耐久性的影響至關重要。本指南將討論執行 ASTM D1002 所需的測試設備,但是,任何計劃根據本標準進行測試的人都不應認為本指南足以替代閱讀  完全標準

它測量什麼?

ASTM D1002 在本質上主要是比較性的,因為膠粘劑在受控測試環境中的性能和單搭接剪切試樣的幾何形狀不能與實際性能相關聯。在實際應用中,不斷變化的環境條件和不均勻的接縫幾何形狀等因素都會導致膠粘劑性能的變化。

標本

正確測試膠粘劑的強度需要使用基材。在 ASTM D1002 的情況下,該基材是金屬。標準第 6.4 節引用了可接受測試的金屬的具體類型和等級。試樣以單搭接剪切幾何形狀製備,其中兩塊相同的基材具有確定的重疊部分,這些重疊部分使用被測粘合劑粘合。

測試控制和故障模式

ASTM D1002 是通過拉動粘附試樣的兩端直至失效來執行的。施加在試樣上的拉力轉化為施加到整個粘附區域的剪切應力。結果將包括破壞載荷,通常以每單位剪切面積表示,以及破壞的性質。通常,這可以記錄為以下三種故障類型之一:

  • 膠粘劑的內聚 力 - 故障發生在膠粘劑內部
  • 與基材的粘附 力 - 膠粘劑與基材之間的粘合處失效
  • 組合失效 - 失效發生在膠粘劑和膠粘劑-基材的粘接中

ASTM D1002 要求使用恆定應力率或等效位移率。應力率是使用測試系統的稱重感測器和控制器之間的閉環反饋來執行的。可能需要調整稱重感測器的 PID 設置,以在合理的誤差範圍內達到所需的應力率。許多客戶使用等效的橫樑位移率來簡化測試。

ASTM D1002 失效模式

材料測試系統

大多數 ASTM D1002 搭接剪切試驗通常在單柱或雙柱萬能試驗機上進行,例如 Instron 的 3400 系列6800 系列 系統。系統的負載能力取決於膠粘劑的強度,通常在 1 kN 到 30 kN 之間。

ASTM D1002 測試設置


6800 系列萬能試驗系統


Bluehill Universal 軟體


2580 系列稱重感測器


2710 系列平推夾具

 

ASTM D1002

抓取解決方案

與單搭接剪切試驗相關的主要挑戰是載荷鏈對中。試樣的幾何形狀導致試樣的兩個夾緊端相互偏移。如果夾持解決方案沒有考慮該偏移,則可能會產生顯著的側向載荷,從而導致過早失效和數據錯誤。Instron 的 2710-11X 高級螺紋夾具 和 2712-04X(5 和 10 kN 量程) 氣動平推夾具 均具有集成偏置,允許您手動向左或向右調整卡爪面。此功能可説明作員確保所施加力的中心線與載荷鏈的中心線重合。 手動楔形夾具 也可以在夾具體和鉗面之間添加墊片來使用。這些墊片將補償偏移,但如果測試具有不同基材厚度的多個試樣,則需要其中的許多墊片。

2712-046-01-19

10 kN 型號 |2712-046
2710-112-01-24

500 N 型號 |2710-0112