КЛЕЕСВАРНОЙ СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ СУБСТРАТОВ
GLUE-WELDING METHOD FOR JOINING SUBSTRATES

Изобретение относится к комбинированным способам соединения, в частности к клеесварному соединению.
Аналогом способа того же назначения по совокупности признаков является клеесварной способ соединения, технологический процесс осуществления которого состоит из четырех этапов: подготовки поверхности, нанесения на склеиваемые поверхности слоя клея, точечной сварки, отверждения клеевого слоя без приложения внешнего давления. Клеесварные соединения обладают высокой герметичностью при температурах до 150-200 градусов, а также хорошей коррозионной стойкостью. Более равномерное распределение напряжений в клеесварных соединениях по сравнению с точечными сварными соединениями позволяет избавиться от ряда недостатков, присущих как клеевым, так и сварным соединениям, а также увеличить их работоспособность на 10-20% при температурах ниже 80-100 градусов (см. Мирзоев Р.Г. Пластмассовые детали машин и приборов / Р.Г. Мирзоев. - Л.: Машиностроение, 1971. - С. 229-230).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что прочность самого клеевого слоя недостаточна, поэтому его усиливают точечной сваркой, но он обеспечивает герметичность соединения.
Наиболее близким аналогом заявленного способа является известный из патента RU 2455912 С2 (кл. А42В 3/06, опубл. 20.07.2012), раскрывающий клеесварной способ соединения субстратов, в котором осуществляют подготовку поверхности субстрата, наносят на склеиваемые поверхности клеевой шов, усиливают его точечной сваркой, отверждают клеевой слой и армируют его, при этом клеевой шов является внутренним швом.
Недостатком известного решения, принятого за прототип, является недостаточная прочность соединения некоторых субстратов.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - произвести армирование клеевого(-ых) слоя(слоев).
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - повышение прочности клеесварного соединения.
Для достижения указанного технического результата клеесварной способ соединения субстратов включает подготовку поверхности субстрата, нанесение на склеиваемые поверхности клеевого шва, усиление его точечной сваркой, отверждение клеевого слоя и армирование его, при этом клеевой шов используют как внутренний шов, а также как внешнее покрытие, причем арматура - это упорядоченные конструкции или хаотично расположенные элементы, образующие один или несколько слоев или образующие узор в декоративных целях и выполненные из натуральных или искусственных материалов, металлических или волокнистых элементов или отходов разных производств, при этом субстраты выполняют из натуральных или искусственных материалов, однородных или разнородных, а пожароопасные элементы арматуры предварительно перед использованием пропитывают химикатами, подавляющими распространение пламени.
В качестве металлических элементов используют проволоку, фольгу сетки, сотовые или гофрированные конструкции, в качестве волокнистых элементов - волокна из стекла, асбеста, углерода, лавсана, хлопка, льна, пуха, перьев или меха, в качестве отходов разных производств - стружку, опилки, крошки, лоскуты, обрезки, обрывки металлических или неметаллических материалов, в качестве арматуры используют также пряжу, текстиль, бумагу, пленку, древесину, пластмассу, резину, кожу.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Процесс соединения субстратов включает следующие операции:
- плотная подгонка друг к другу склеиваемых поверхностей с целью создания условий молекулярного взаимодействия между клеем и склеиваемыми поверхностями при оптимальной толщине клеевой пленки;
- удаление слабых граничных слоев (жиров или масел на поверхности металлов и низкомолекулярных веществ на пластиковых изделиях);
- создание поверхности, которая самопроизвольно смачивается клеем (увеличение поверхностей энергии пластиков, удаление загрязнений с металлических поверхностей);
- образование поверхности, которая обладает микроскопической шероховатостью (в случае пластиков этому способствует преимущественное удаление аморфных участков, а в случае металлов - вытравливание кристаллитов или осаждение пористого оксида);
- подготовка поверхностей: для пластиков - это оксидирование с увеличением поверхностной энергии, а для металлов - электрохимическая обработка;
- нанесение клея на соединяемые поверхности с помощью пневматических распылителей, клеевых вальцев, клееналивных машин и проч.;
- при выдержке поверхностей в открытом положении армирование внутреннего(-их) клеевого(-ых) слоя(-ев) (фактически пленки(-ок) с оптимальной толщиной 0,05-025 мм) с применением ранее перечисленных материалов;
- сборка изделия (детали);
- выдержка клеевого(-ых) шва(-ов) под давлением, а потом вне пресса или отверждение его (их) без приложения внешнего давления;
- точечная сварка шва(-ов);
- в случае необходимости, нанесение клея(-ев) на внешнюю(-ие) поверхность(-ти) изделия в качестве покрытия с армированием клеевого(-ых) слоя(-ев);
- отверждение внешнего(-их) клеевого(-ых) слоя(-ев) с арматурой без приложения внешней нагрузки.
Заявленный способ предполагается применять в различных инженерных конструкциях и сооружениях, требующих как прочности соединения (узлы машин, колонны, фермы, мосты и проч.), так и прочности с плотностью (герметичностью) (самолеты, суда, паровые котлы, газосборники, резервуары, баки и др.). В клеесварных соединениях герметичность обеспечивается склеиванием и нанесением внешнего покрытия, а необходимая прочность - клеевым швом, усиленным армированием и точечной сваркой. Кроме того, художественно выполненное армирование поверхностного слоя изделия улучшит его декоративные свойства.