应变片贴法注意事项(3)

2019-08-31 19:13

2.环氧树脂类粘接剂

环氧树脂胶是用环氧树脂,掺入固化剂加热聚合的。它与其它树脂胶相比,粘贴的材料范围广,品种多。

这种树脂固化时体积变化小,特别是常温固化时,收缩量很小。因选用的树脂种类和固化剂的不同,其固化过程的温度要求也不同,分为常温固化及加热固化两种。固化后粘接层抗剪强度为1-2㎏/m㎡,加热固化的粘接强度较大。这种粘接剂对纸基和胶基应变片及箔式应变片均适用。它适合于所有金属(但对含炭量多的铸钢,石墨等其粘接力很低)、玻璃、塑料(聚四氟乙稀、氯乙稀、聚乙稀等除外)、瓷器等材料,均有良好粘接性能。这种粘接剂吸水率比较小,耐化学侵蚀性能好,可做防潮剂。

粘接剂由于使用的固化剂种类不同,其耐热性能也不同,一般耐热温度为70-140℃。耐热温度高的粘接剂,其固化过程所需要的温度也高,固化时收缩量也大。若在粘接剂中掺入适当的填料时,其固化时的收缩量可以减小,同时提高了热传导系数和抗剪强度。我们试验室所用6101#环氧树脂是属于常温固化类的,使用的固化剂有低分子聚酰胺和乙二胺(固化剂)加二丁脂(增韧剂)两种。用聚酰胺做环氧树脂固化剂,可以起增塑柔韧作用,比用乙二胺作固化剂的固化时间长,所以可以给人以较长操作时间(约40分钟),而且,由于低分子聚酰胺用量的百分比范围较宽,对称量准确的要求不高,便于配制。此种配胶无挥发物质,所以固化后不留下孔洞,绝缘好,并且具有良好的抗腐蚀性、耐水性、耐磨性、化学稳定性。在常温下固化,可以不用红外线灯烤。此种粘接剂的配方见表4。

另外,我们还用“914”室温快速固化环氧粘接剂,它由新型环氧树脂和新型胺类固化剂组成:该粘接剂分为A、B(即树脂、固化剂)两部分。使用非常方便,只要近似按比例挤出混合使用即可。绝缘、防潮均好。

3.氰基丙稀酸类粘接剂

目前使用的501胶、502胶是属于氰基丙稀酸类粘接剂。它是一种不含溶剂的无色透明的液体,流动性好。是在常温下吸收空气中的微量水份进行固化。使用时仅用手指加压0.5-1分钟便能固化。所以现场使用很方便,短时间内可粘贴数量较多的应变片。不论是纸基片、胶基片、或箔式应变片均可以使用。但作长时间的应力测定或反复作用的应力测定时,其粘接力多少有些下降,防潮性稍差些。

4.其它类粘接剂

如BΦ-2胶、BΦ-4胶、BJI-2胶、BJI-4胶等,因要加温固化,使用不方便。

常用聚合型粘接剂 表4

粘接剂名称 环 氧 贴片用: 环氧树脂:乙二胺:二丁脂 <177℃ 配 比 使用温度 备注 1.配比的比例是重量比 2.溶于丙酮,甲苯,不溶于无水酒精 树 脂 粘 接 剂 =100%:7%:5% 封绝缘用: 环氧树脂:乙二胺:二丁脂 =100%:8-10%:10-15% 贴片用(成半固化状态): 环氧树脂:低分子聚酰胺 =100%:50-80% 封绝缘用(成全固化状态): 环氧树脂:低分子聚酰胺 =100%:90-110% 1.应避光低温(<5℃)保存,保存期三个月。 -70℃~+120℃ 同上 502胶 氰基丙烯酸乙脂加少量增塑剂 -50℃~100℃ 2.冬季使用时试件需加温,否则不易粘贴。 树脂A:固化剂B=6:1 (重量比) 914胶 树脂A:固化剂B=5:1 (体积比) 聚乙稀醇缩甲乙醛:K-211胶:溶剂=3g:2g:38CC BJI-4 (溶剂配比为:氯化苯:异戊醇:乙二醇乙醚=1:1:1)

三、电阻应变片的粘贴方法

70℃~80℃ 聚乙稀醇缩甲乙醛配制较复杂,市场上无供应,上海华东电子仪器厂用此胶专作传感器用。 +60℃~-60℃ 1.可长期贮存。 2.每次配制后最好在五分钟内用完,配制量不宜过多,不宜作大面积粘贴。 (一)电阻应变片的检查

在粘贴电阻应变片以前,首先要对应变片的质量和主要参数-电阻值、灵敏系数等进行检查。 1.外观质量检查

应变片的外观质量检查,可用放大镜来检查应变片的电阻丝(或电阻栅)是否平直均匀,片内有无气泡、霉斑、锈点等缺陷,特别要注意丝栅圆角弯头处是否规则,否则测定时将会引起较大的误差。

2.电阻值检查

先用万用表的欧姆挡检查应变片有否断线或短路,然后用惠斯登电桥测量其电阻值。所测量电阻值与名义电阻值之差应小于±0.5%,如超过此误差值时,很可能应变片中电阻丝已经开始发霉,焊接触点存在问题,或有隐患,不能使用。

将测量后的应变片,在灵敏系数相同条件下,按电阻大小进行分组。当每组应变片采用同一公共补偿片时,其电阻值之差不宜大于1欧姆,而补偿片的阻值应取中值,以免应变仪的桥臂阻值相差太大而不能进行预调平衡。

3.灵敏系数的检查

如果为了提高测量精度,对每批应变片的灵敏系数值宜进行检查测定。测定方法如前述。 (二)电阻应变片的粘贴方法

为了保证应变片和试件表面粘贴牢固,试件变形时两者不发生任何滑移,必须认真贴片。不同类型的应变片,不同类型的粘接剂及被贴试件材料的不同,粘贴的方法也不同,但粘贴的工序基本相同,大致如下:

1.处理试件表面 (1)平整试件表面

在制作试件时最好对试件表面提出质量要求,如混凝土浇注时,在测点范围内不应有麻面和气孔。石膏和砂浆制作的试件不应有浮浆。如果没有达到上述要求时(如有麻面),不宜用水泥砂浆抹平,最好改变测点位置,不然就得用喷浆方法垫平。对石膏和砂浆试件,要将浮浆去掉。然后用手提砂轮将表面磨去薄薄一层(厚1-2mm),再按一般方法将试件打磨到用手抚摸很平整,无凹凸现象为止。钢材试件表面的铁锈可用手持式电动砂轮、旧砂轮块、钢锉刀、钢丝刷等去锈。去锈的长度应比应变片两端各长2-3厘米。螺纹钢在不损伤有效面积的条件下,磨去几个螺纹,并沿圆周均匀去锈。用2#-3#铁砂布打磨,然后再用0#铁砂布将贴片位置表面打磨到▽3-▽4的加工精度,做到表面无锈斑、锈点、凹凸痕迹为止。钢材表面如太粗糙应变片不易贴好,太光滑由于磨擦力不够,应变容易打滑。最好用00#铁砂布在表面轻轻打出交叉的45°斜纹,对应变片的粘贴牢度及提高测量精度很有帮助。若打磨后不是立即进行贴片,则应在上述表面涂上凡士林或黄油以防锈。

(2)清洗试件表面

试件表面磨好以后,用丙酮、无水酒精进行清洗,如表面有油垢及锈时,应先用汽油洗去,然后再用丙酮、酒精清洗。最后单方向清洗一次,至白纱布上没有黑的痕迹为止。有机玻璃上不能用丙酮清洗。待其上溶剂完全挥发后再进行贴片。

(3)底层

在混凝土、石膏与砂浆上粘贴应变片时,应先用环氧树脂胶做隔潮层,配方 可参照前面表4.底层的厚度为0.5-1mm,待底层完全干燥后用铁砂布将其表面磨平。

另外也可将铝箔纸(香烟锡纸,铝箔纸等)剪成小条,预先贴在贴片位置上(包括引出线部分),做隔潮层。然后按一般方法贴片。

2.划线

根据试验方案,在试件上画出每个测点的纵向和横向中心线。在应变片两端也要画出纵向中心线,该线应与电阻丝平行,而不是与应变片的基底平行。

3.贴片

由于采用粘接剂不同,贴片的工艺也有差别。这是着重介绍一下502胶及环氧树脂胶的贴片工艺。 (1)502胶使用方法

在混凝土和钢材等金属表面上,均可使用502胶粘贴应变片。贴片前,先剪好聚乙烯薄膜(比应变片大2-3倍),把应变片放在薄膜上,在应变片和试件表面上分别涂502胶。应变片上胶水不宜过多,以浸透为准。在空气中暴露一段时间(约30秒)后,把应变片放在欲贴位置上,用手指把胶水从一端赶到有引出线的一端,然后放上海绵,用夹子夹住,或者在海绵上放木板用1-2㎏重物加压,过数分钟即可去掉。聚乙烯薄膜因与502胶不粘接,可在502胶固化后取下。一般在室内放置24小时后即可做试验。

操作时注意事项:

a.应变片正、反面不要搞错(正面有引出线),贴片时在应变片反面涂胶,与试件相粘贴。 b.502胶固化很快,所以粘贴动作要迅速,以免暴露时间过长,胶水固化,粘贴不牢。 c.502胶防水性能差一些,所以不宜用于钢筋混凝土构件中钢筋上贴片。

d.胶水粘到手上时,可用硝基甲烷,二甲基甲醯胺,丙酮溶掉,如不慎溅于眼内,切忌用水冲,可涂油质眼药膏即可脱落。

(2)环氧树脂胶使用方法

根据前面表4配方,进行配胶。在试件表面贴片位置和应变片背面都涂上一层胶,把应变片贴在欲贴位置上,然后,盖上聚氯乙烯薄膜,用手指把胶从一端赶到有引出线一端,放上海绵用夹子夹住,或重

物加压,等胶基本固化后再拿掉。在用手揿的时候,胶的厚薄要匀,不能太厚,一般贴片后48小时如果绝缘大于500MΩ即可做试验。

操作时注意事项:

配胶时要注意加药剂的顺序,环氧树脂中要先加增润剂,后加固化剂。反之,将无法调制。随配随用,配好后要马上使用,一次最好不要超过100克,以免超过固化时间,使用不完,造成浪费。

4.干燥

如果粘贴应变片的胶水干燥不好,则不能保证应变片与试件共同变形。同时应变片的绝缘电阻也将下降,使读数产生漂移,因此,应变片贴好后,必须进行干燥处理。

应变片干燥方法大致可分为两种:一种是自然干燥,另一种是人工干燥。采用人工干燥的方法进行烘烤,应进行一段自然干燥后再进行。如502胶可在贴片2-4小时后采用人工干燥方法。环氧树脂胶可在贴片12小时后再进行人工干燥。

(1)常温空气中自然干燥

在温度>15℃和相对湿度<60%时,可进行自然干燥,此法需要时间长(约48小时) (2)人工干燥

当室温低于15℃和相对湿度>60%时,必须用人工干燥。 a.吹风机干燥

用吹风机干燥时,热量比较集中,烘干时间短,温度在40-50℃时只需一小时。吹风机离应变片距离不要太近,否则由于应变片过热而使应变片基底烘焦而损坏。

b.烘箱中干燥

烘箱中的热量比较均匀,一般在40-50℃时只需2-3小时即可,缺点是耗电 量大,仅适用于小试件的干燥。

c. 红外线灯干燥

用红外线灯泡烘烤热量比较均匀,使用方便。并且可以同时烘烤许多片,效

率高。用250W的红外线灯泡,离应变片20厘米左右,温度在40-45℃,一般3-4小时即可烘干,如果绝缘未达到要求时,可继续增加烘干时间。

注意事项:


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