DIN 54459-2011 Structural adhesives - Testing of adhesively bonded joints - Preparation of samples for shear tensile tests from coil coated steel sheets《结构型胶黏剂 胶接接头 拉伸剪切试验用带卷涂覆钢板制样.pdf

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1、August 2011DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINPreisgruppe 9DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 83.180!$sM)“1804206www.din.deDDIN 54459Stru

2、kturklebstoffe Prfung von Klebverbindungen Herstellung von Zugscherproben aus bandbeschichteten FeinblechenStructural adhesives Testing of adhesively bonded joints Preparation of samples for shear tensile tests from coil coated steel sheetsAdhsives structuraux Essais denchanements de coller Prparati

3、on dun chantillon de cisaillement avec des tles fine prlaqueAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 14 SeitenDIN 54459:2011-08 Inhalt Seite Vorwort . 3 Einleitung 4 1 Anwendungsbereich 5 2 Normative Verweisungen. 5 3 Proben 5 4 Probenherstellung 6 5 Kl

4、ebflchenvorbehandlung . 9 6 Kleben 9 7 Lagern und Aufteilen 9 8 Kenndaten der Probenherstellung 10 Anhang A (informativ) Beispiel einer Klebvorrichtung 12 Literaturhinweise . 14 2 DIN 54459:2011-08 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 062-04-55 AA Prfung von Konstruktionsklebstoffen

5、, -klebeverbindungen und Kernverbunden“ im Nomenausschuss Materialprfung (NMP) erarbeitet. SICHERHEITSHINWEIS Anwender dieser Norm mssen mit blicher Laborpraxis vertraut sein. Die Norm kann nicht alle Sicherheitsprobleme ansprechen, die mit ihrer Anwendung verbunden sein knnen. Es liegt in der Veran

6、twortung des Anwenders, Manahmen fr den Arbeits- und Gesundheitsschutz festzulegen und deren bereinstimmung mit den europischen und nationalen Regelungen sicherzustellen. UMWELTSCHUTZHINWEIS Die in dieser Norm zugelassenen Materialien knnen negative Auswirkungen auf die Umwelt haben. Sobald der tech

7、nologische Fortschritt zu besseren Alternativen zu diesen Materialien fhrt, werden sie soweit wie mglich aus der Norm entfernt. Am Ende der Prfung muss der Anwender fr eine geeignete Entsorgung des Abfalls entsprechend den regionalen Bedingungen Sorge tragen. 3 DIN 54459:2011-08 Einleitung Fr vergle

8、ichende Prfungen auf dem Gebiet der Klebtechnik werden herkmmlicherweise dnne Zugscherproben“ nach DIN 53281 hergestellt, wobei Mindestdicken von 1,5 mm fr Stahlsubstrate und 3 mm fr Aluminium bzw. Kunststoffsubstrate vorgesehen sind. Fr dnnere Substrate kann es in Abhngigkeit vom Klebstoffsystem un

9、d der gewhlten berlappungslnge zum Fgeteilbruch kommen. Dieses Dokument beschreibt die Herstellung von verstrkten Prfkrpern aus bandbeschichteten Feinblechen um Fgeteilbrche whrend der mechanischen Prfung zu vermeiden. Zudem trgt die Verstrkung auch dazu bei, die Biegemomente und die daraus resultie

10、renden Schlkrfte whrend der mechanischen Prfung zu verringern. Weiterhin trifft dieses Dokument Festlegungen zur Aufstellung eines Protokolls ber Einzelheiten beim Kleben von Proben oder sonstigen Klebungen. Dies ist erforderlich, weil ein Vergleich von Prfergebnissen an Klebungen nur mglich ist, we

11、nn die Kenndaten des Klebvorgangs einheitlich sind. ANMERKUNG Die Festigkeit einer Klebung ist nicht nur abhngig von den Klebstoffeigenschaften (Kohsion), sondern auch von den Fgeteilwerkstoffen, deren Oberflchen und den Bindekrften zwischen Klebstoff und Fgeteiloberflche (Adhsion). Daher hat die Ar

12、t der Klebflchenvorbehandlung einen starken Einfluss auf das Prfergebnis. 4 DIN 54459:2011-08 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt die Herstellung von Zugscherproben aus bandbeschichteten Feinblechen fr die vergleichende Prfung, zum Beispiel fr Prfungen in Anlehnung an DIN EN 1465 und andere Prf

13、verfahren fr Klebverbunde, in Zugschergeometrie fest. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug

14、genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN EN 13887, Strukturklebstoffe Leitlinien fr die Oberflchenvorbehandlung von Metallen und Kunststoffen vor dem Kleben DIN EN ISO 291, Kunststoffe Normalklimate fr Konditionierung und Prfung 3 Proben 3.1 Form und Mae Form und Mae einer einzelnen

15、 Probe sind in Bild 1 dargestellt. Die Fgeteildicke der bandbeschichteten Feinbleche spielt eine untergeordnete Rolle, da durch das Einkleben eines Verstrkungsbleches kein Substratbruch zu erwarten ist. Die Fgeteildicke des bandbeschichteten Feinbleches ist so zu whlen, dass ein Umformen problemlos

16、mglich ist. Mae in Millimeter Bild 1 Typische Einzelprobe fr den Zugscherversuch 3.2 Wahl der Fgeteilwerkstoffe Die Auswahl der Probenwerkstoffe und der Vorbehandlungszustand richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungsbereich. 5 DIN 54459:2011-08 4 Probenherstellung 4.1 Herstellung der Probenhlften

17、ANMERKUNG Das Umformen und Verstrken der bandbeschichteten Bleche erhht die Steifigkeit der Fgeteile und erzeugt an drei Seiten eine geschlossene Oberflche der Probenhlfte ohne offene Schnittkante. Die Abmessungen des Ausgangsbleches (bandbeschichtete Feinbleche) mssen 246 mm 160 mm betragen. Vorzug

18、sweise werden einseitig beschichtete Feinbleche verwendet. Das bandbeschichtete Feinblech wird gebogen. Der Biegeradius liegt beim 2- bis 4fachen der Blechdicke des bandbeschichteten Blechs (typischerweise 2 mm). Beim Biegen ist darauf zu achten, dass der Lackaufbau nicht geschdigt wird. Ein Verstrk

19、ungsblech wird danach in das gebogene bandbeschichtete Feinblech geklebt. Die Dicke des Verstrkungsblech liegt typischerweise bei 4 mm, darf aber entsprechend den Biegeradien angepasst werden. Das Einkleben des Verstrkungsblechs muss vollflchig mit einem hochmoduligen kalthrtenden Klebstoff erfolgen

20、 (siehe Abschnitt 6). Whrend des Aushrtens muss ein gleichmiger Druck auf die gesamte Flche ausgebt werden. Austretender Klebstoff kann nach der Hrtung mechanisch entfernt werden. Die Klebschichtdicke wird nicht durch Abstandshalter eingestellt und muss durch das Zusammenpressen auf einen minimalen

21、Spalt gebracht werden (z. B. 0,1 mm). Wurde als Ausgangsblech fr das gebogene Blech kein einseitig beschichtetes Feinblech verwendet, ist die Festigkeit (Vertrglichkeit) der Verstrkungsklebung auf der Rckseitenbeschichtung (Innenseite) des bandbeschichteten Bleches gesondert zu prfen. Mae in Millime

22、ter Bild 2 Typische verstrkte Probenhlfte aus bandbeschichteten Feinblechen 6 DIN 54459:2011-08 4.2 Herstellung der Zugscherprfkrper Nach 4.1 prparierte Probenhlften werden nach einer Klebflchenvorbehandlung (siehe Abschnitt 5) mit dem zu untersuchenden Klebstoff nach Bild 3 in Zugschergeometrie gek

23、lebt (siehe Abschnitt 6). Hierbei ist darauf zu achten, dass die Klebfuge nicht im umgeformten Bereich der Probenhlften liegt. Eine entsprechende Klebvorrichtung ist in Anhang A abgebildet. Mae in Millimeter Bild 3 Typische Probe aus organisch bandbeschichteten Blechen Fr Bestndigkeitstests mssen di

24、e offenen Schnittkanten der bandbeschichteten Feinbleche mittels einer Randversiegelung gegen Unterwanderungskorrosion geschtzt werden. Die Verarbeitung der Randversiegelung orientiert sich an Abschnitt 5 und Abschnitt 6. 7 DIN 54459:2011-08 4.3 Aufteilen in Einzelproben Im Anschluss an die Herstell

25、ung bzw. Auslagerung in Bestndigkeitstests werden die Prfkrper nach Bild 4 zu Einzelproben aufgeteilt (siehe Abschnitt 7). Dabei werden die Randbereiche verworfen. Mae in Millimeter Legende a Schnittbreite Bild 4 Aufteilen der typischen Prfkrper zu Einzelproben 4.4 Ausgleich des axialen Fgeteilversa

26、tzes whrend der Zugscherprfung Whrend der Zugscherprfung ist der axiale Versatz der Fgeteile durch geeignete Manahmen auszugleichen (verschiebbare Spannbacken, unterfttern mit Ausgleichsblechen usw.). Legende F Zugkraft Bild 5 Ausgleich des Fgeteilversatzes durch Unterftterung mit Ausgleichsblechen

27、8 DIN 54459:2011-08 5 Klebflchenvorbehandlung 5.1 Reinigen Grobe Verunreinigungen auf den Klebflchen mssen entfernt werden. Die Klebflchen mssen vollstndig entfettet werden z. B. mittels organischer Lsungsmittel (Aceton, Isopropanol, Butan-2-on) oder wssriger tensidischer Reinigung. 5.2 Oberflchenvo

28、rbehandlung Die Oberflchenvorbehandlung der Proben sollte sich an dem Anwendungsfall der Klebverbindung orientieren. Hinweise zu substratspezifischen Oberflchenvorbehandlungsverfahren enthlt DIN EN 13887. 5.3 Weiterbehandlung bis zum Kleben Die vorbehandelten Klebflchen drfen nicht mehr mit der bloe

29、n Hand berhrt werden. Der Klebstoff muss zeitnah nach der Vorbehandlung aufgetragen werden. Beim Hantieren mit vorbehandelten Fgeteilen mssen zur Vermeidung von Kontaminationen Handschuhe getragen werden. 6 Kleben Es ist unmittelbar nach dem Vorbehandeln der Klebflchen zu kleben. Das Kleben wird in

30、Vorrichtungen durchgefhrt, die das Einhalten der vorgeschriebenen Abbindebedingungen (Temperatur, Anpressdruck, Zeit) und die Einhaltung der Probengeometrie sicherstellen. Die Temperatur muss in oder an der Klebschicht gemessen werden. Der Anpressdruck auf die Klebflche muss gleichmig verteilt sein,

31、 er kann mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder mit Vakuum im Autoklaven aufgebracht werden. Die Kenndaten des Klebvorgangs sind nach Abschnitt 8 zu registrieren. 7 Lagern und Aufteilen Die nach Bild 2 bis Bild 4 hergestellten Prfstcke werden bis zur Auslagerung in Bestndigkeitsprfungen bei (23 2

32、) C, vorzugsweise unter definierter Luftfeuchte nach DIN EN ISO 291, gelagert. Die Auslagerung der Proben darf erst nach vollstndiger Aushrtung entsprechend der Spezifikation des Klebstoffherstellers (technisches Datenblatt) erfolgen. Als Anhaltswert darf das Auslagern beim Verwenden von warmhrtende

33、n Klebstoffen frhestens 24 h nach dem Kleben, beim Verwenden von kalthrtenden Klebstoffen frhestens sieben Tage (einschlielich der Aushrtungsdauer) nach dem Kleben vorgenommen werden. Das Aufteilen erfolgt durch ein wrmearmes Trennverfahren, vorzugsweise Wasserstrahlabrasivschneiden. Auf eine sauber

34、e Schnittkante ist zu achten, dies ist mikroskopisch zu berprfen. Bei Einhaltung von Temperaturobergrenzen fr Beschichtung und Klebstoff knnen auch andere Trennverfahren wie Sgen oder Frsen eingesetzt werden. Nach dem Aufteilen der Prfstcke in Einzelproben darf mit der Prfung begonnen werden. 9 DIN

35、54459:2011-08 8 Kenndaten der Probenherstellung 8.1 Angaben zu den Fgeteilwerkstoffen Fr die Fgeteilwerkstoffe sind folgende Angaben festzustellen: a) Angaben zu verwendeten Werkstoff; b) Dicke der Fgeteile; c) Biegeradien bei organisch bandbeschichteten Blechen; d) Reinigungs- und Vorbehandlungsver

36、fahren und deren Parameter. 8.2 Angaben zum Klebstoff Fr den Klebstoff bzw. die Klebstoffkomponenten und fr Zusatzstoffe sind mindestens folgende Angaben festzustellen: a) Produktbezeichnung, Lieferfirma und/oder Hersteller, Lieferform (z. B. fest, pasts, flssig, pulverfrmig, folienfrmig) und Charge

37、nnummer; b) Eingangsdatum und Art der Lagerung (Temperatur, relative Luftfeuchte, Lichtverhltnisse). 8.3 Ansetzen des Klebstoffs Fr das Ansetzen des Klebstoffs sind folgende Angaben festzustellen: a) Massen bzw. Volumina der Komponenten und Zusatzstoffe; b) Klima im Ansetzraum (relative Luftfeuchte,

38、 Temperatur), Datum und Uhrzeit; c) Art des Mischvorgangs; d) Lagerungsbedingungen des Klebstoff-Ansatzes bis zum Auftragen (relative Luftfeuchte, Temperatur). 8.4 Klebstoffauftrag Fr den Klebstoffauftrag sind folgende Angaben festzustellen: a) Art und Dauer der Lagerung der vorbehandelten Fgeteile

39、bis zum Klebstoffauftrag; b) rheologischer Zustand des Klebstoffs (zhflssig, dnnflssig usw. oder Viskositt unter Angabe des Messverfahrens); c) Art des Auftragens (ein- oder beidseitig) und Auftragsgert (z. B. Spatel, Pinsel); d) Datum und Uhrzeit; e) Auftragsmenge in g/m2Klebflche oder Schichtdicke

40、 bei kleinen Klebflchen; f) offene Wartezeit; g) Klima im Arbeitsraum (relative Luftfeuchte, Temperatur). 10 DIN 54459:2011-08 8.5 Aushrten bei (23 2) C Fr das Aushrten bei (23 2) C sind folgende Angaben festzustellen: a) Art der Klebvorrichtung; b) Hhe und Dauer des Pressdrucks; c) Verweildauer in

41、der Klebvorrichtung ohne Pressdruck; d) Klima whrend des Aushrtens (relative Luftfeuchte, Temperatur bzw. zeitlicher Temperaturverlauf in graphischer oder tabellarischer Form). 8.6 Aushrten bei erhhter Temperatur Fr das Aushrten bei erhhter Temperatur sind folgende Angaben festzustellen. a) Art der

42、Klebvorrichtung (z. B. Presse, Autoklav); b) zeitlicher Temperatur- und Druckverlauf, mglichst in tabellarischer oder graphischer Form. 8.7 Zustzliche Angaben Besondere Verarbeitungsbedingungen und Abweichungen von den Vorgaben dieser Norm sind mit kennzeichnenden Einzelheiten zu beschreiben. 11 DIN

43、 54459:2011-08 Anhang A (informativ) Beispiel einer Klebvorrichtung Mae in Millimeter Bild A.1 Beispiel einer Klebvorrichtung Unterteil 12 DIN 54459:2011-08 Mae in Millimeter Bild A.2 Beispiel einer Klebvorrichtung Oberteil 13 DIN 54459:2011-08 14 Literaturhinweise DIN 53281, Prfung von Klebverbindungen Probenherstellung DIN EN 1465, Klebstoffe Bestimmung der Zugscherfestigkeit hochfester berlappungsklebungen