SU1702256A1 - Method for determining adhesive strength in joints between materials - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам определени  адгезионной прочности соединений материалов и позвол ет повысить точность при контроле соединений геотекстильных материалов путем снижени  погрешностей , св занных со структурными изменени ми материалов в зоне, прилегающей к зоне сплавлени . К соединению при- кладывают статическую нагрузку, воздействуют на него перпендикул рными к его поверхности ультразвуковыми колебани ми до сплавлени  егс элементов. Ультразвуковые колебани  прикладывают перпендикул рно поверхности соединени . Измер ют врем  воздействи  ультразвуковых колебаний и толщину сплавленного сло , по которым определ ют параметр А прочности по следующему соотношению: А 15,59 + О.ОП- 1,34d - 0.57F, где t - врем  воздействи  ультразвуковых колебаний; d - толщина сплавленного сло , мм; F- величина статической нагрузки, Н. (ЛThe invention relates to methods for determining the adhesion strength of materials joints and improves the accuracy in controlling joints of geotextile materials by reducing the errors associated with structural changes in materials in the zone adjacent to the fusion zone. A static load is applied to the compound, and it is applied perpendicular to its surface by ultrasonic vibrations until the elements are fused. Ultrasonic vibrations are applied perpendicular to the surface of the joint. The exposure time of the ultrasonic vibrations and the thickness of the fused layer are measured, from which the strength parameter A is determined by the following relationship: A 15.59 + OOP-1.34d - 0.57F, where t is the exposure time of the ultrasonic vibrations; d is the thickness of the fused layer, mm; F- static load value, N. (L

Description

Изобретение относитс  к испытательной технике, а именно к способам определени  адгезионной прочности материалов.The invention relates to a test technique, and specifically to methods for determining the adhesive strength of materials.

Известен способ контрол  качества сварных соединений полимерных материалов , основанный на электроискровом принципе . Изделие помещают между электродами, на которые подаетс  высокочастотное напр жение. При наличии дефекта воздушный промежуток между электродами пробиваетс , что и регистрируетс  оператором.There is a method of quality control of welded joints of polymeric materials, based on the electric spark principle. The product is placed between the electrodes to which the high frequency voltage is applied. If there is a defect, the air gap between the electrodes is punched, which is recorded by the operator.

Недостатком указанного способа  вл етс  отсутствие количественной оценки прочности сварного соединени .The disadvantage of this method is the lack of a quantitative assessment of the strength of the welded joint.

Известен также способ контрол  прочности ультразвуковой сварки полимерных текстильных материалов, заключающийс  в определении разрывной прочности сварного соединени  материалов. Данный способ определени  адгезионной прочности материалов основан на воздействии на соединение ультразвуковых колебаний (УЗК) пер пендикул рно поверхности соединени  до его сплавлени  и измерени  толщины сплавленного соединени .There is also known a method for controlling the strength of ultrasonic welding of polymeric textile materials, which consists in determining the tensile strength of a welded joint of materials. This method of determining the adhesion strength of materials is based on exposing the compound to ultrasonic vibrations (UST) perpendicular to the surface of the compound before it is fused and measuring the thickness of the fused compound.

Недостатком известного способа  вл етс  низка  точность при испытани х геотекстильных материалов, так как в этих материалах в зонах, прилегающих к зоне сплавлени , в результате теплового воздействи  происход т такие структурные изменени  как охрупчивание, вли ющее на прочностные параметры образца соединени .The disadvantage of this method is low accuracy when testing geotextile materials, since in these materials in the areas adjacent to the fusion zone, as a result of thermal effects, such structural changes as embrittlement occur, affecting the strength parameters of the sample compound.

Цель изобретени  - повышение точности при контроле соединений геотекстильных материалов путем снижени ,The purpose of the invention is to improve the accuracy in controlling the compounds of geotextile materials by reducing,

ОABOUT

гоgo

Ю (ЛYu (L

оabout

погрешностей, св занных со структур ш- ми изменени ми материалов в зоне, прилегающей к зоне сплавлени .The errors associated with the structures are due to changes in materials in the zone adjacent to the fusion zone.

На чертеже представлено устройство дл  осуществлени  способа контрол  прочности сварного соединени .The drawing shows a device for carrying out a method for controlling the strength of a welded joint.

Устройство содержит генератор 1 ультразвуковой частоты, предназначенный дл  воздействи  на элементы 2 соединени  материалов и св занный с и.эмерите- лем 3 времени, вход которого соединен с толщиномером 4, выполненным, например , в виде микрометра, св занного с генератором 1 Каждый элемент 2 имеет толщину ho.The device contains an ultrasonic frequency generator 1, designed to act on the elements 2 of the compound of materials and associated with the transmitter and time 3, the input of which is connected to the thickness gauge 4, made, for example, in the form of a micrometer connected to the generator 1 Each element 2 has a thickness of ho.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Включают генератор 1 и воздействуют на элементы 2 ультразвуковыми колебани ми , перпендикул рными к поверхности соединени . Одновременно с генератором 1 включают измеритель 3 и толщиномер 4. При образовании проплавленного сло , соответствующего сформированному сварному соединению, сигнал с толщиномера 4 поступает на генератор 1 и измеритель 3 времени, отключа  ихThe generator 1 is turned on and the elements 2 are subjected to ultrasonic vibrations perpendicular to the surface of the joint. Simultaneously with the generator 1, the meter 3 and the thickness gauge 4 are turned on. When a melted layer is formed corresponding to the welded joint formed, the signal from the thickness gauge 4 goes to the generator 1 and the meter 3 times, turning them off

Как показали экспериментальные проверки, соединение геотекстильного материала сформировано при толщине hnp проплаченного сло , равнойAs shown by experimental tests, the compound of the geotextile material is formed with the thickness hnp of the laminated layer equal to

h 2 h + п лр -3 и о - 10 ,h 2 h + p lr -3 and o - 10,

(D(D

где h0 - исходна  толщина элемента 1 доwhere h0 is the initial thickness of element 1 to

воздействи  ультргзвуковых колебанийthe effects of ultrasonic vibrations

По окончании воздействи  улыразву ксвых колебаний определ ют прочность материала, в качестве параметра А которой принимают следующее соотношениеAt the end of the impact of the vibrations, the strength of the material is determined, the parameter of which is the following relation

А 15,59 + 0.01t - 1,34d - 0.57F, (2) где А - параметр прочности, кгь/см,A 15.59 + 0.01t - 1.34d - 0.57F, (2) where A is the strength parameter, kg / cm,

t - врем  воздействи  ультразвуковых колебаний,с;t is the time of exposure to ultrasonic vibrations, s;

d - толщина сплавленного сло , мм;d is the thickness of the fused layer, mm;

F - статическа  нагрузка, Н.F - static load, N.

Во врем  воздействи  ультразвуковых колебаний на соединение геотекстильного материала изменени м подвергаютс  не только диффундирующие слои но и слои, прилегающие к зоне сплавлеьи . В геотекстильном материале в установившемс  режиме в этих сло х происход т такие структурные изменени , как охрупчивание, оказывающее вли ние на прочностные характеристики соединени . Учет времени воздействи  ультразвуковых колебаний позвол етDuring the effect of ultrasonic vibrations on the compound of the geotextile material, not only the diffusing layers undergo changes, but also the layers adjacent to the fusion zone. In the geotextile material, in such a steady state, structural changes such as embrittlement occur in these layers, affecting the strength characteristics of the joint. Considering the time of exposure to ultrasonic vibrations allows

оценить вли ние этих слоев на прочностные характеристикиevaluate the effect of these layers on the strength characteristics

Формула (2) получена экспериментальным путем на основе матричной алгебры,Formula (2) is obtained experimentally on the basis of matrix algebra,

позволившей получить зависимость параметра прочности А, как функции времени воздействи  ультразвуковых колебаний, толщина шва и статической нагрузки на основе экспериментальных данныхwhich allowed us to obtain the dependence of the strength parameter A as a function of the time of exposure to ultrasonic vibrations, the thickness of the seam and the static load based on experimental data

Результаты эксперимента и матрицыThe results of the experiment and the matrix

планировани  представлены в таблице.the planning is presented in the table.

v t-12 Y d-1v t-12 Y d-1

X 1 ,X 2 - -Q-g- ,X 1 X 2 - -Q-g-,

F-10 АЗ1 ,F-10 AZ1,

A -9,67 f 0,04 - -0,67xA -9.67 f 0.04 - -0.67x

x ))x))

0,510.51

(3)(3)

После приведени  подобных членов получим формулу (2).After bringing such members, we obtain formula (2).

Пример. Объектом испытани   вл лась полоска геотекстильного материала дорнита Ф-26. Врем  проплавлени  измер лось секундомером, площадь проплавлени  участка S 100 мм ,Example. The object of the test was a strip of geotextile material Dornite F-26. The penetration time was measured by a stopwatch, the penetration area of the area S 100 mm,

статическа  нагрузка составила 8 Н, толщина сварною соединени  d 1 мм (измер - пась микрометром)., амплитуда колебаний 15 ± 3 мкм, частота колебаний 44 ± 4 кГц Подаавив полученные выше параметрыthe static load was 8 N, the thickness of the welded joint was d 1 mm (measured using a micrometer)., the oscillation amplitude was 15 ± 3 µm, the oscillation frequency was 44 ± 4 kHz. Suppressing the parameters obtained above

в формулу (2), получим значение А 9,85 гкс/см.in formula (2), we obtain the value of A 9.85 gks / cm.

Указанное значение в пределах ошибки эксперимента соответствует данному параметру , полученному на разрывной машинеThe specified value within the experimental error corresponds to this parameter obtained on a tensile machine

при разрушении соединени upon breaking the joint

Claims (1)

Формула изобретени  Способ определени  адгезионной прочности соединений материалов, заключающийс  в гом, что к испытуемому соединениюThe invention The method of determining the adhesion strength of compounds of materials, which consists in the fact that to the test compound прикладывают статическую нагрузку, воздействуют на него ультразвуковыми колебани ми , перпендикул рными к его поверхности, до сплавлени  элементов соединени  и измер ют толщину сплавленного сло , по которойa static load is applied, it is subjected to ultrasonic vibrations perpendicular to its surface, before the elements of the joint are fused, and the thickness of the fused layer is measured, along which определ ют прочность, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности при контроле соединений геотекстильных материалов путем снижени  погрешностей, св занных со структурными изменени миdetermine the strength, characterized in that, in order to increase accuracy in controlling the joints of geotextile materials by reducing the errors associated with structural changes материалов в зоне, прилегающей к зоне сплавлени , измер ют врем  воздействи  ультразвуковых колебаний, с учетом которого суд т о прочности по параметру А, который определ ют из соотношени materials in the zone adjacent to the fusion zone, measure the time of exposure to ultrasonic vibrations, taking into account the strength of the parameter A, which is determined from the ratio где А - параметр прочности, кгс/см;where A is the strength parameter, kgf / cm; t- врем  воздействи  ультразвуковых колебаний , с;t is the time of exposure to ultrasonic vibrations, s; d -толщина сплавленного сло , мм;d is the thickness of the fused layer, mm; F- величина статической нагрузки, Н; 0,01 - коэффициент KI, 1/с; 1,34 - коэффициент К2, 1/мм; 0,57- коэффициент Кз, 1/м.F is the static load value, N; 0.01 - coefficient KI, 1 / s; 1.34 is the coefficient K2, 1 / mm; 0.57-coefficient Ks, 1 / m.