关于结构粘合剂最大的问题之一是,“我怎么知道粘合剂是好的?”在开发过程中,对接头进行了多种条件的试验,但这些试验都是破坏性试验。新型的无损检测技术使工程师们能够检测到接吻时的断裂。

关于结构粘合剂最大的问题之一是,“我怎么知道粘合剂是好的?”在开发过程中,对接头进行了多种条件的试验,但这些试验都是破坏性试验。关节断了证明它以前是好的。我们如何使用无损检测来检查粘合的质量?

无论这些方法被称为无损检测(NDT)、无损评估(NDE)或无损询问(NDI),它们都将能量发送到联合区域,并根据该能量与保税区的相互作用检测可记录的破坏。某种类型的信号变化会发生,典型的测量取决于输入信号和输出信号之间的差异。测量的差异可能与时间延迟、相位延迟、频移或信号衰减有关。

能量可以通过超声波探头、激光探头、热探头、机械干扰器或它们的组合来传递。对于胶粘剂应用,最常用的方法是利用超声波能量。超声波是在换能器中产生的,换能器通常是一种将电能转换为声能的压电装置。超声波的频率通常很高,从100千赫兹到几兆赫。频率越高,分辨率越高,但可用功率就越低。

较新的技术采用相控阵超声波,类似于医学超声波成像。许多小型换能器单元由单个能量脉冲排列并依次驱动。扫描头可能有几十个细胞。

改变细胞间的脉冲时间,就会产生相控阵超声波能量,扫过键区。由此产生的反射有一个相位延迟,与它们传播的距离、它们在路径中遇到的东西以及它们所经历的衰减量成比例。展示的结果是人们熟悉的象形文字,它提供了相当多的细节和分辨率。这是我们在EWI检查焊缝时使用的方法;我们还对它进行了调整,以观察粘合剂的粘合线。

在接合处使用不同的材料,从塑料到金属或复合材料到金属,会带来其他困难。超声波对由于密度或衰减的巨大差异而产生的不连续很敏感。声音在每种材料中的速度和衰减是不同的,导致信号衰减和反射的程度不同。

胶粘剂具有与塑料相似的特性,因此很难分辨胶粘剂与塑料的界面。对比鲜明的胶粘剂-金属界面反射良好,但通过胶粘剂返回的信号明显减弱。在用任何材料粘接的粗线上,信号衰减可超过95%。

这就是电子技术发挥作用的地方。采用信号平均和信号处理来提高信噪比。与相控阵方法一起,这种方法在灵敏度上有了显著的提高。

最近开发了一种很有前途的新方法。一个测量到的激光能量脉冲被引入到表面,这将产生一个机械的微型冲击波。通过对反射波的检测,确定了激光能量的出入差。随着能量的增加,在某一时刻,激波会打破某一精确区域的化学键,从而阻止了反射回去。

键的强度就等于原始的入射能量。由于脱粘面积小,不会影响接头的性能。这是为数不多的能真正衡量粘结强度的技术之一,而不仅仅是粘结完整性或质量。

我们在找什么?相对容易找到空隙或缺失的粘合剂。这就是所谓的“接吻脱胶”,它是由粘合剂与粘接表面接触,但没有粘接强度造成的。这不能用简单的超声波检测到。

基于信号处理和在入射波中引入横波的方法可以用于检测吻分离。上面提到的激光方法有最大的可能检测到接吻分离,因为反射激波停止在分离。

没有人会相信他们无法衡量或知道的东西。传统的在开发过程中进行破坏性试验,然后统计地减少余量的方法是好的。但是,能够定量地评估粘合剂的健康状况是进一步使用结构粘合剂的重要一步。