ASTM D1002 接着結合金属の重ねせん断試験

ASTM D1002 には、金属の接合に使用される接着剤のせん断強度を評価する手順が記載されています。これらの接着剤は、自動車、航空宇宙、エレクトロニクス産業でさまざまな接合部やサブコンポーネントを接着するために一般的に使用されています。接着試験は、さまざまな材料の相対的な強度を理解するだけでなく、接着の強度と耐久性に対する環境条件や経年変化の影響を特定するためにも重要です。このガイドでは、ASTM D1002 を実行するために必要な試験装置について説明しますが、この規格に準拠した試験の実施を計画している人は、このガイドを規格全体を読むための適切な代替品と見なすべきではありません。
ASTM D1002 は、制御された試験環境および単一重ねせん断試験片の形状における接着剤の性能を現実世界の性能と相関させることができないため、主に本質的に比較することを目的としています。実際の用途では、環境条件の変化や不均一な接合形状などが、接着剤の性能の変動に寄与します。
標本
接着剤の強度を適切にテストするには、基材を使用する必要があります。 ASTM D1002 の場合、この基材は金属です。試験に許容される金属の具体的な種類とグレードについては、規格のセクション 6.4 で参照されています。試験片は、単一の重ねせん断形状で準備されます。この場合、2 つの同一の基材片には、試験対象の接着剤を使用して接着される、規定の重なり部分があります。

テスト管理と失敗モード
ASTM D1002 は、接着した試験片の両端を張力をかけて破断するまで引っ張ることによって実行されます。試験片に加えられる引張力は、接着領域全体に加えられるせん断応力に変換されます。結果には、破壊の性質だけでなく単位せん断面積ごとに表される破壊荷重も含まれます。通常、これは次の 3 つの障害タイプのいずれかとして記録されます。
接着剤の凝集 - 接着剤内部で破壊が発生します。
基材への接着 - 接着剤と基材の間の結合部分で破損が発生します。
組み合わせ不良 - 接着剤と接着剤と基材の結合の両方で破損が発生します。
ASTM D1002 では、一定の応力速度または等価変位速度のいずれかを使用することが求められています。応力率は、テスト システムのロード セルとコントローラ間の閉ループ フィードバックを使用して実行されます。妥当な誤差範囲内で目的の応力率を達成するには、ロードセルの PID 設定を調整する必要がある場合があります。多くのお客様は、テストを簡素化するために同等のクロスヘッド変位速度を使用しています。

材料試験システム
ASTM D1002 ラップせん断試験のほとんどは、通常、シングルカラムまたはデュアルカラムの万能試験機で実行されます。システムの耐荷重は接着剤の強度に依存し、通常は 1 kN ～ 30 kN の範囲になります。

グリップソリューション
単一重ねせん断試験に関連する主な課題は、荷重ストリングの位置合わせです。試験片の形状により、試験片の 2 つのクランプ端が互いにオフセットされます。グリップ ソリューションがそのオフセットを考慮していない場合、重大な横荷重が発生する可能性があり、早期の故障やデータの欠陥を引き起こす可能性があります。この機能は、オペレーターが加えられた力の中心線が荷重ストリングの中心線と一致していることを確認するのに役立ちます。手動ウェッジ グリップは、グリップ本体とジョー面の間にスペーサー ブロックを追加して使用することもできます。これらのスペーサーはオフセットを補正しますが、基板の厚さが異なる複数の試験片をテストする場合には、スペーサーの多くが必要になります。