Технологический процесс приформовки включает приготовление приформовочной массы, подготовку со­единяемых поверхностей, нанесение при формовочной массы, отверждение и контроль качества соединения. Контроль качества исходных материалов и условия их хранения аналогичны контролю качества материалов, перерабатываемых контактным формованием, и услови­ям их хранения.

Для приготовления приформовочной массы стеклян­ную ткань в помещении, оборудованном приточно-вы­тяжной вентиляцией, с влажностью не более 65% и тем­пературой не ниже 291 К раскраивают на прямолиней­ные полосы, которые вырезают по линейке остроотточен - ными ножами или пневматическими машинками; криво­линейные полотнища, вырезаемые по шаблонам; заготовки сложной конфигурации. При необходимости хранения раскроенной ткани более суток ее укладывают в герметичные полиэтиленовые пакеты.

Процесс приготовления связующего для приформо­вочной массы аналогичен процессу его приготовления в случае контактного формования [116, с. 181].

Одной из важнейших операций процесса приформов­ки является подготовка соединяемых поверхностей. Наи­более эффективные способы подготовки поверхностей — использование так называемых жертвенных слоев и ме­ханическая обработка.

В первом случае соединяемые участки поверхностей перед формованием деталей покрывают одним слоем стеклянной ткани так, чтобы исключалась ее сквозная пропитка. Непосредственно перед соединением прифбр - мовксй этот слой удаляют,

Если этот способ подготовки не приемлем из-за эко­номических соображений, поверхности зачищают ма­шинками, снабженными шлифовальными. кругами, до полного удаления с них лаковой пленки связующего [87]. При этом прочность при растяжении соединения встык с накладками тем больше, чем меньше зерни­стость шлифовальных кругов, поскольку при более глад­кой поверхности (при меньшей зернистости) обеспечива­ется более равномерная толщина слоя связующего в зо­не контакта приформовочной' массы с соединяемой де­талью, Механизированную обработку можно вести с по­мощью машинок, снабженных наждачными полотнами, или. обдувая поверхность металлическими опилками. Способ зачистки не оказывает влияния на прочность уг­лового соединения при отрыве. После механической об­работки поверхности очищают тампоном, смоченным рас­творителем (ацетоном, уайт-спиритом или хлорпроизвод- ньштг углеводородов), При разнотолщинности стыкуемых кромок, превосходящей допустимые нормы, их выравни­вают, наформовывая или снимая слои материала. В случае соединения приформовкой деталей из ме­талла и стеклопластика поверхность металла подверга­ют дробеструйной обработке, наносят приформовочную массу и отверждают до отлила.

Способ нанесения приформолочной массы зависит от типа наполнителя в ней. Приформовочную массу на ос­нове стеклянной ткани наносят преимущественно вруч­ную аналогично выкладке слоев материала при контак­тном. формовании. Применяют послойную укладку или используют пакеты из стеклянной ткани. Прочность сты­ковых соединений (выполняемых: в идеальных условиях) при послойной укладке приформовочной массы и ис­пользовании пакетов одинакова [113]. Однако проч­ность соединений, полученных в производственных усло­виях укладкой пакетов, на 25—34% ниже прочности соединений, изготовленных способом послойной уклад­ки, Поэтому ща практике применяют последний метод, несмотря на его более низкую производительность.

При выполнении углового соединения приформовоч­ную массу целесообразнее наносить в виде пакета из 2—3 слоев стеклянной ткани' причем первый и послед­ний слои следует укладывать отдельно. Поверхности деталей сначала покрывают слоем связующего (преиму­щественно кистью), затем на них укладывают-первый слой стеклянной ткани наименьшей длины и пропиты­вают связующим с помощью кисти, аналогично посту­пают со вторым и последующими слоями стеклянной ткани до получения накладки необходимой толщины.

Для окончательной пропитки ткани и удаления из нее воздушных пузырей накладку прикатывают рифле­ными валками (с продольными или кольцевыми канав­ками), валками из перфорированного листа или валка­ми с поверхностью из проволочной сетки, так. как они не разбрызгивают смолу, хорошо вытесняют воздушные пузырьки и не приклеиваются к приформовочной массе в отличие от гладких валков. Чтобы не промывать вал­ки (например, из полипропилена) после окончания при­катан, используют сменные чехлы из полиамидного плюша.

Одним из .недостатков приформовки методом, анало­гичным контактному формованию, является неравномер­ная пропитка накладок связующим, что объясняется трудностью поддержания постоянного усилия (50— 160 Н) при ручной прикатке валками. Применение вал - , ков с регулируемым прижимом, например пневматиче­ским способом, позволяет улучшить качество накладок.

Прочность стыковых и угловых соединений при рас­положении деталей в. нижнем и вертикальном положе­ниях, практически одинакова, а при расположении дета­лей в потолочном положении — уменьшается соответст­венно на 20—40 и 24—30%. Такое снижение прочности ' объясняется трудностью обеспечения качественной при­катан накладок вручную и возможностью образов а, ни я в'них пор.

Для фиксации перед приформовкой элементов жест~‘ кости, соединяемых с корпусной деталью, применяют деревянные бруски, приклеиваемые к корпусу. Клей вы - 'бнрают таким, чтобы бруски можно было бы легко уда­лить после приформовки. Полку элемента жесткости Т-образного профиля крепят с одной стороны к бруску С помощью гвоздей, а затем приформовывают с проти-

воположной стороны. После удаления брусков прифор - мовку проводят по месту их расположения.

Для того чтобы ускорить проведение подготовитель­ных монтажных работ и снизить затраты на производ­ство, с одной стороны элемента жесткости экструзией наносят утолок из полиэтилена.

Для. ускорения нанесения приформовочных накладок можно использовать предварительно пропитанную сы­рую. ткань. Однако укладка сырой ткани — достаточно трудоемкий. процесс, при котором к тому же" труднее обеспечить нормальные санитарные условия труда.

Более совершенна приформовка так называемым симплекс-методом, сущность которого заключается в пропитке уложенной ткани одновременно с уплотнением формуемой накладки. Связующее подается по шлангу непосредственно в прикатывающие полые рифленые валки с отверстиями.

Отверждение связующего при приформовке проис­ходит без приложения давления и преимущественно без подогрева. Выдержка при комнатной температуре со­ставляет не менее трех суток. Более прогрессивной яв­ляется технология соединения приформовкой, при кото­рой предусматривается дополнительная обработка шва в поле токов высокой частоты, в электростатическом по­ле, у-излучением, с помощью ультразвука или электро­магнитных вибраторов [118]. Наиболее целесообразно проводить обработку шва через 30 ч (но не позднее, чем через 70 ч) после нанесения приформовочной массы. Уп­рочнение соединения при его обработке в поле токов 'ВЫ­СОКОЙ частоты и электростатическом поле объясняется дальнейшей полимеризацией связующего, ориентирова­нием диполей вдоль силовых линий поля, а следова­тельно, и усилением их. взаимодействия, и возрастанием глубины диффузии связующего в материал соединяемых деталей. При ультразвуковой обработке и обработке электромагнитными вибраторами происходит главным образом уплотнение материала накладок.

При использовании в качестве приформовочной мас­сы композиций на основе рубленого .стеклянного волок­на операцию нанесения материала накладок можно ме­ханизировать. Особенно это эффективно при угловом соединении полотнищ или оболочки с элементами жест­кости, так как, например, трудоемкость изготовления

приформовочных угольников в зависимости от их типо­размера, массы и конфигурации составляет. от 25 до 30% общей трудоемкости изготовления корпуса судна.

В последнее время широкое распространение получил механизированный способ при формовки элементов же­сткости к обшивкам корпусов судов из стеклопластика, основанный на напылении приформовочной массы (114]. Этот способ характеризуется производительностью в

3— 3,5 фаза большей, чем при контактном формовании, и, кроме того, позволяет. применить более дешевые ма­териалы по сравнению с приформовкой методом контак­тного формования, снизить массу приформовочных угольников и увеличить прочность углового соединения при отрыве. ' -

Центральным научно-исследовательским институтом технологии судостроения создана специальная установ­ка для напыления (марки УНПС) [114], снабженная специальными устройствами регулирования и настрой­ки, позволяющими изменять производительность напы­ления, соотношение между связующим и стеклянным ■волокном в приформовочной массе, а также, длину во­локон. С помощью такой установки материал угольни­ков можно напылять в горизонтальном, наклонном и вертикальном положениях, т. е. при угле наклона об­шивки к горизонтальной плоскости 0—1,57 рад.

Приформовка при сборке изделий, имеющих форму тел вращения (трубопроводы,'цилиндрические контейне­ры и др.), выполняется подобно намотке. Места стыка или перекрытия деталей заматывают лентой из-стеклян­ного волокна, стеклянной ткани или другого наполните­ля, пропитанного, полиэфирным или эпоксидным связу­ющим, которое затем отверждают, в ряде случаев при­меняя высокочастотный нагрев.

Заключительной операцией в технологическом про­цессе приформовки является контроль качества соеди­нения. При визуальном контроле проверяют наличие складок в материале, смещений наружных слоев накла­док, разрывов армирующих наполнителей, участков с неоднородной пропиткой связующим. С помощью разру­шающих методов контроля определяют прочность соеди­нения образцов при. различных видах нагружения.

Качеств^ приформовки (в судостроении) оценивают главным образом по непроницаемости и наличию сквоз -

кьіх й внутренних дефектов. Ёолее удобным и более чув­ствительным методом контроля непроницаемости по сравнению с известным методом «керосин—мел» явля­ется люминесцентный [119]. Дефекты обнаруживаются по яркому желто-зеленому, свечению люминесцентной жидкости, освещаемой источником УФ-шета. Таким ме­тодом контроля удобно пользоваться для оценки плот­ности узлов прохода продольных элементов жесткости через непроницаемые переборки.

Из современных методов неразрушаюгцего контроля соединений применительно к лриформовке наибольший интерес представляют ультразвуковая дефектоскопия и рентгенография [120].

Применение. ультразвука при дефектоскопии основа­но на способности ультразвуковых упругих колебаний с большой скоростью (до 12000 м/с) распространяться в твердых телах и отражаться от границы сред с различ­ными акустическими свойствами. Известны три основ­ных метода применения ультразвука для обнаружения внутренних дефектов: теневой,, эхо-метод, резонансный.

Теневой метод основан на получении звуковой тени в местах - . нарушения сплошности материала. Этот мето^позволяет определять размеры, а иногда и конфигурацию дефектов, но не дает возможно­сти судить 6 глубине их залегания. Для проведения контроля в этом случае необходимо иметь двухсторонний доступ к проверяемой кон­струкции, а также обеспечить надежный акустический контакт излу­чателя и приемника с поверхностью изделия, который создают при­менением иммерсионной-среды (чаще всего воды). Возможность использования теневого метода зависит от размеров иммерсионной ванны и конфигурации изделия.

Эхо-метод основан на отражении ультразвуковых колебаний от границы раздела двух сред с различными акустическими свойствами. Его можно применять при одностороннем доступе к изделию. Им­пульс ультразвуковых колебаний отражается от противоположной поверхности изделия (дна) и во время паузы в работе генератора - принимается на ту же пьезопластинку искательной головки. Если па пути ультразвуковой волны встречается какой-либо дефект, то часть энергии отразится от границы дефекта и будет принята раньше,.чем «донный» сигнал (рис. IV.3). В результате преобразования ультра­звуковых колебаний в электрические на экране электроннолучевой трубки появляется начальный (зондирующий) импульс и отраженный от противоположной стороны изделия донный импульс. При наличии дефекта между этими импульсами возникает импульс, отражённый от поверхности дефекта.

Этим методом можно контролировать изделия из стеклопласти­ков толщиной не более 50 мм. Кроме того, область применения эхо- метода ограничивает также и то, что в пределах 10—15 мм от по­верхности изделия, со стороны которой производится контроль, де-

фекты не обнаруживаются. Это. так называемая мертвая зона. Импульсный эхо-дефектоскоп-ДУК-12 дает возможность возбуждать ультразвуковые колебания в материале при. наклонном положении искательной головки, что при выбранной рабочей частоте 0,8 МГц уменьшает глубину мертвой зоны до 1 мм. Создание этого прибора решило проблему дефектоскопии крупногабаритных конструкций из стеклопластиков, собираемых с применением приформовкп. Качество соединения проверяется беглым прозвучиванием всей конструкции. Порядок передвижения искательной головки. по поверхности изделия зависит от его размера, конфигурации и назначения. С помощью люминесцентно-световой дефектоскопии^ выявляют сомнительные участки, определяют их границу и затем эти участки подвергают более детальному обследованию с помощью импульсного эхо-дефек­тоскопа 'ДУК-12.

Резонансный метод основан на возбуждении в объеме материала непрерывных ультразвуковых колебаний, частота которых периоди­чески меняется. Плавно изменяя частоту, получают эффект резонанса ультразвуковых колебаний, который фиксируется в виде импульсов на экране электроннолучевой трубки. Эффект резонанса наступает всякий раз, когда толщина изделия равна целому числу полуволн ультразвука, т. е. в случае возникновения стоячих волн ультразву­ковых колебаний, излучаемых и отраженных от противоположной: стороны изделия.

Момент возникновения стоячих волн фиксируется на экране элек­троннолучевой трубки go всплескам импульсов (рис. IV.4). Если й материале имеется дефект, то резонанс возникнет раньше и на экране появится измерительный импульс. Прибор в этом случае указывает толщину материала над дефектом. По принципу резонансного метода работают приборы УРТ-7 и ДУК-10 [120].

Эффективным средством контроля соединений в крупногабарит­ных конструкциях является также ультразвуковой велоси. мметриче­ский метод [121]. Метод основан на изменении скорости рас пр остр а-

нения и амплитуды упругих волн в материале шва при наличии в нем дефекта и может применяться при одностороннем и двухстороннем под­ходе к изделию. ■

Применяя велосимметрический метод, можно обнаружить зоны на­рушения соединений на глубине до 25 мм. Минимальная площадь выяв­ляемого дефекта составляет 1,5-— 15 см1 в зависимости от глубины за­легания и характеристик материала.

Велосимметрический метод допу­скает контроль изделий с гладкими и шероховатыми поверхностями. Бла­годаря сухому точечному контакту вибраторов с изделием, переменная кривизна приформовочных накладок не создает затруднений. Для контро­ля этим методом используют дефек­тоскоп типа УВФД-1, Однако на точ­ность показаний при контролу этим методом влияют помехи интер­ференционного характера. Основными из них являются помехи, на­блюдаемые при расположении искательной головки вблизи края изделия. Краевой эффект проявляется на расстояниях до 5—6 см от границы контролируемого изделия.

Импедансный метод и метод вибрации способны выявить дефек­ты при соединении не только однородных, но и разнородных мате­риалов [120]. Импедансный метод [122] основан на сравнении жесткости отдельных участков соединений конструкции. Если стер­жень, совершающий продольные колебания, соприкасается с моно­литным участком изделия, то вся конструкция колеблется как единое целое и механическое сопрЛивлепие {механический импеданс), ока­зываемое изделием стержню, определяется жесткостью всей конст­рукции. Нарушение сплошности материала вызывает изменение его жесткости. Сила реакции при этом резко уменьшается, что приводит к падению напряжения иа пьезоэлементе датчика. Эти изменения импеданса материала шва фиксируются стрелочным индикатором или оповещаются световыми сигналами.

Для контроля по этому методу созданы приборы ИАД-2 и ИАД-З. Усовершенствованным импеда. веным акустическим дефекто­скопом является прибор АД-40И [123, с. 490].

Метод вибрации основан на возбуждении свободных колебаний, соответствующих собственным механическим колебаниям материала изделия. При наличии дефекта изменяются упругие свойства мате­риала, в результате чего при возбуждении в нем механических коле­баний возникает спектр частот, отличающийся от спектра, соответ­ствующего качественному соединению. Молоточек вибратора с часто­той 50 Гц ударяет по поверхности изделия, возбуждая в материале упругие колебания, которые затем улавливаются приемником. Эти колебания, преобразованные в электрические сигналы, усиливаются во всему частотному спектру и пропускаются через фильтр. При этом основной спектр частот, соответствующий качественному шву, отсе-

кается. Принцип обнаружения дефек­тов этим методом применяется в при­борах типа ЧИКГТ,

Контроль качества соединения просвечиванием рентгеновскими лу­чами основан на различной интенсив­ности излучения в местах дефекта и бездефектного материала. Излучение, прошедшее через сплошной, шов, бу­дет больше ослаблено, чем излучение, прошедшее через шов, имеющий де­фекты. Однако ввиду длительности процесса просвечивания и фотообра - бртки - пленки рентгенографию приме-' няют лишь при выборочном контроле и для расшифровки дефектов, выяв­ленных другими методами.

При выполнении соединений при - формовкой в ответственных конст­рукциях после наложения накладок зазор между стыкуемыми кромками соединяемых деталей можно устано­вить только при просвечивании сты­ков рентгеновскими лучами (рис.

IV.5). Если зазор превышает I мм, то на рентгеновской пленке этот де­фект проявляется, довольно четко. Из-за низкой плотности полимер­ных материалов для контроля их соединений следует применять мяг­кое рентгеновское излучение (напряжение от 50 до 120 кВ [120]), позволяющее получать снимки с высокой контрастность*. Для кон­троля в этом случае применяют аппараты РУП-5, РУП-60-20-1, РУП-150-10-1, УРПН-70-1 или портативный аппарат РУП-120-5-1. В аппарате РУП-150-10-1 имеется острофокусиая трубка с диамст1 ррм фокусного пятна 0,3 X 1.4 мм, что позволяет использовать его для контроля изделий толщиной > 3 мм.