胶接接头的无损检测

　　随着新型材料和胶粘剂的出现,胶接技术越来越广泛地应用于国防、航空、航天以及汽车等领域。胶接接头可保持结构的完整性,或在两个被连接件之间传输载荷。胶接接头的优点是应力均匀、应力集中小、接头刚度提高、动疲劳抗力强、抗腐蚀、成本低、具有密封作用、无需再加工,异种材料(包括金属、陶瓷、塑料、橡胶和复合材料)的连接更常用到胶接。胶接的缺点主要表现在^[1]大多数胶接件在湿热、冷热交变、冲击以及受力条件或复杂环境下的工作寿命有限,目前还缺乏充分的试验数据。④有机胶粘剂构成的胶接接头耐温性不高,一般≯350℃,只有个别品种可在500℃下工作一定时间,无机胶粘剂可耐1 000℃高温,陶瓷胶粘剂耐温达2 000℃,但较脆。胶接件虽有较高的抗剪强度和抗拉强度,但剥离强度很低。 胶接质量目前尚无可靠的检测方法。尽管在胶接工艺和胶接质量方面投入了大量的人力物力,但胶接接头仍然是力学完整性中最薄弱的环节[2],由于胶接理论远远落后于生产实际[3,4],随着胶接结构越来越广泛地使用在重要结构上以及被连接结构的复杂程度越来越高,对胶接结构进行无损检测的要求也越来越高。所以,胶接接头的无损检测意义重大。

　　1　胶接前的检测

　　胶接接头的无损检测可分为胶接前检测和胶接后检测,胶接前被胶接表面一般都要经过预处理。良好的表面状况对形成牢固的胶接接头至关重要^[5,6] 。表面准备不好是粘附强度低的主要原因这与表面存在污染有关。由于粘附只是很薄一层材料(<10μm)上的界面现象,所以很难对粘附强度进行无损检测。生产上往往通过保证胶接前被胶接表面的质量来间接控制粘附质量。因此,胶接前的检测主要就是对被胶接件表面状况的检测,过量的水蒸气、碳水化合物及其它污染都会降低接头强度。简单的检测方法是测量表面的可润湿性,这实际上是对接触角的一种主观测量方法。由于清洁表面很容易润湿,水滴在清洁的表面上可以铺展得很开,这样就可以通过测量水滴的铺展程度来确定被胶接表面的清洁程度,把一滴给定体积的水滴在被胶接表面,然后把一个划有细密网格的透明量规置于水滴上方,读出水滴铺展的面积,以此作为表面状况的间接度量。这种方法尽管简单,却可以定量,行之有效。高灵敏的方法是使用Fokker污染检测仪,它采用振荡探针(Oscillating probe)来测量胶接件表面的电子发射能,甚至灵敏到可以检测碱洗后残留物的程度。然而,这些方法并不是在各方面都令人满意,目前还没有一种无损检测方法能够满意地测量粘附强度,保证获得最佳粘结表面的最好方法是严格控制制作过程的各个环节^[7] 。