СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КЛЕЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ
METHOD OF CONTROLLING QUALITY OF ADHESIVE JOINT

Изобретение относится к способам контроля качества клееных материалов и может быть использовано при контроле качества клеевого соединения неразрушающим методом.
Известен способ контроля качества клеевого соединения, регламентированный ГОСТ 27812-2005 «Конструкции деревянные клееные. Методы определения стойкости клеевых соединений к расслаиванию». Сущность испытаний клеевых соединений на стойкость к расслаиванию состоит в создании внутренних напряжений в клеевых швах с помощью различных режимов воздействия (переменных давлений, температуры, влажности) на испытуемые образцы и определении показателей расслаивания, вызванного этими воздействиями.
Недостатком известного способа является то, что он трудоемкий, требует изготовления довольно сложных образцов, является разрушающим и связан с потерей древесины.
Известен способ контроля качества клеевого соединения, регламентируемый ГОСТ 15613.1-84 «Древесина клееная массивная. Методы определения предела прочности клеевого соединения при скалывании вдоль волокон» - прототип. Сущность известных методов заключается в определении разрушающей нагрузки при испытании образца и вычислении предела прочности при этой нагрузке.
Недостатком известного способа является то, что он трудоемкий, требует изготовления довольно сложных образцов, является разрушающим и связан с потерей древесины.
Известны общие технические требования к качеству клееных конструкций, регламентируемые ГОСТ 20850-84 «Конструкции деревянные клееные. Общие технические условия». Согласно требований ГОСТ приемку готовой продукции проводят по полученным при механических испытаниях образцов показателям прочности при скалывании вдоль волокон, расслаивании, а также оценивают визуально пороки древесины, толщину клеевого слоя, его непрерывность, причем непроклеенные участки не допускаются. Следует отметить, что визуальная оценка качества клеевых слоев на готовом изделии не является объективной и требует усовершенствования способа контроля.
Техническая задача изобретения - повышение эффективности способа контроля качества клеевого соединения путем выполнения контроля неразрушающим способом, снижения его трудоемкости, повышения точности оценки за счет определения качества клеевого соединения по группе новых параметров, а именно по толщине клеевого слоя и сплошности клеевого соединения.
Поставленная задача достигается тем, что в способе контроля качества клеевого соединения, включающем определение прочности клеевого соединения, - качество клеевого соединения определяют в процессе облучения исследуемого объекта рентгеновским излучением, при этом определяют толщину клеевого слоя и сплошность клеевого соединения, причем последнюю определяют посредством регистрации интенсивности рентгеновского излучения до и после его прохождения через исследуемый объект, а прочность клеевого соединения находят по экспериментально полученному графику зависимости предела прочности клеевого соединения при скалывании вдоль волокон от толщины клеевого слоя.
Изобретение имеет следующие отличия от прототипа:
- качество клеевого соединения определяют в процессе облучения исследуемого объекта рентгеновским излучением;
- в процессе облучения исследуемого объекта рентгеновским излучением определяют толщину клеевого слоя и сплошность клеевого соединения;
- сплошность клеевого соединения определяют посредством регистрации интенсивности рентгеновского излучения до и после его прохождения через исследуемый объект;
- прочность клеевого соединения находят по графику зависимости предела прочности клеевого соединения при скалывании вдоль волокон от толщины клеевого слоя.
Это позволит повысить эффективность способа контроля качества клеевого соединения путем выполнения контроля неразрушающим способом, снижения его трудоемкости, повышения точности оценки за счет определения качества клеевого соединения по группе новых параметров, а именно по толщине клеевого слоя и сплошности клеевого соединения.
В просмотренном патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также технических решений, содержащих указанные признаки.
Изобретение применимо и будет использоваться в отрасли в 2010-2011 г.г.
На фиг.1 представлено изображение на рентгеновской пленке бруска, имеющего два клеевых соединения.
На фиг.2 представлена схема бруска, имеющего одно клеевое соединение.
На фиг.3 представлена принципиальная схема устройства для определения толщины клеевого слоя методом рентгенографии.
На фиг.4 представлен график зависимости прочности клеевого соединения от толщины клеевого слоя (соответствующей толщине «рентгеновской тени»).
Способ выполняют следующим образом.
ПРИМЕР.
Сущность заявленного способа контроля качества клеевых соединений состоит в определении группы параметров, а именно толщины клеевого слоя и сплошности клеевого соединения при помощи рентгенограмм, при этом определяют толщину клеевого слоя по толщине рентгеновской тени.
На фиг.1 представлено изображение на рентгеновской пленке бруска, имеющего два клеевых соединения. Клеевые соединения представлены светлой частью, т.к. имеют большую плотность в результате заполнения клеем пустот в поверхностных слоях пиломатериалов. По рентгенограмме можно также определить плотность древесины, наличие пороков, а также их формы и размеры.
На фиг.3 изображена схема установки для проведения исследований, в которой содержится источник рентгеновского излучения 1 и приемник рентгеновского излучения 2. В установке имеются (не показано) регистратооры интенсивности рентгеновского излучения.
Исследуемые клееные бруски 3 из цельной древесины перемещают через рентгеновский аппарат вдоль источника рентгеновского излучения 1 со скоростью, необходимой для получения отчетливого снимка клеевого соединения на рентгеновской пленке или до регистрации прошедшего излучения на специальном экране приемника излучения 2, находящихся позади исследуемого объекта 3.
Мощность излучения, фокусное расстояние и время экспозиции зависят от размеров и изучаемой клееной древесины. В зону должны попадать: клеевое соединение и 1 см высоты ламели. Это ограничение служит для повышения скорости обработки, без деления изображения на зоны, а также для возможности обработки цельного изображения клеевой балки без потерь и наложения изображения.
Толщина рентгеновской тени h (см. фиг.2) может быть определена по следующему алгоритму:
1) сканируют рентгеновское изображение (сканер, лазер, средства компьютерного моделирования и т.д.) для получения изображения вида, показанного на фиг.2. В лабораторных исследованиях для определения толщины клеевого слоя и наличия пороков древесины может быть использован стандартный рентгеновский аппарат;
2) с помощью градиентного перехода цвета (черное-белое) при помощи программных средств с точностью 0,01 мм определяют толщину белой тени h, характеризующей толщину клеевого слоя;
3) одновременно могут быть определены пороки древесины графическим способом (используя фильтр градиентного перехода черное-белое), при котором клеевой слой и скрытые пороки древесины будут характеризоваться белым цветом, (фиг.1), а цельная древесина будет представлена черным цветом;
4) обрабатывают полученные данные и определяют прочность клеевого соединения по экспериментально полученному графику зависимости прочности клеевого соединения при скалывании (определяемой согласно ГОСТ 15613-77 «Древесина клееная. Метод испытания клеевого соединения на скалывание вдоль волокон») от толщины клеевого слоя.
Принципиальная схема установки для определения толщины клеевого слоя методом рентгенографии представлена на фиг.3.
Пример экспериментального графика для определения прочности клеевого соединения в бруске шириной 70 мм, при использовании рентгеновского аппарата с рентгеновской трубкой мощностью 48 кВт, фокусным расстоянием 110 мм и временем экспозиции - 0,04 с при использовании в качестве связующего клея Клебит 303 DIN EN 203 D3-D4, представлен на фиг.4.
Сплошность клеевого соединения определяют посредством регистрации интенсивности рентгеновского излучения до и после его прохождения через исследуемый объект. Изменение интенсивности рентгеновского излучения может быть зафиксировано либо регистратором интенсивности, либо при помощи рентгеночувствительных пленок в виде графического изображения.
Таким образом, изобретение позволит повысить эффективность способа контроля качества клеевого соединения путем выполнения контроля неразрушающим способом, снижения его трудоемкости за счет исключения подготовки специальных образцов, повышения точности оценки за счет определения качества клеевого соединения по группе новых параметров, а именно толщине клеевого слоя и сплошности клеевого соединения, определяемых путем исследования рентгенограмм.