DIN 54461-2005 Structural adhesives - Testing of adhesive bonds - Bending peel test《结构胶粘剂 粘合剂粘结牢度测试 弯曲剥离试验》.pdf

1、Dezember 2005DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialpr fung (NMP) im DINPreisgruppe 7DIN Deutsches Institut f r Normung e.V. Jede Art der Vervielf ltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut f r Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 83.180H 9661586www.din.deXDIN 54461Str

2、ukturklebstoffe Pr fung von Klebverbindungen Biegesch lversuchStructural adhesives Testing of adhesive bonds Bending peel testAdhsifs structuraux Essai des assemblages colls Essai de dcollement la flexionAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz f rDIN V 54461:199406www.be

3、uth.deGesamtumfang 9 SeitenB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CCBB7EE8CD9NormCD - Stand 2005-12DIN 54461:2005-12 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 3 2 Normative Verweisungen 3 3 Begriffe . 4 4 Kurzbeschreibung . 4 5 Prfeinrichtungen 4 6 Vorbehandlung und Klebung . 4 6.1 Vorbehandlung de

4、r starren Fgeteile (Fgeteile 1) . 4 6.2 Vorbehandlung der abzuschlenden Fgeteile (Fgeteile 2) . 5 6.3 Anfertigung der Probe. 5 7 Durchfhrung. 6 8 Auswertung 9 9 Prfbericht 9 Bild 1 Probe fr den Biegeschlversuch 5 Bild 2 Auftrag von pastsem Klebstoff (Klebstoffraupe) 6 Bild 3 Prfstempel. 7 Bild 4 Ano

5、rdnung von Prfstempel und Fgeteilen 8 Bild 5 Beispiel eines Schldiagramms . 8 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CCBB7EE8CD9NormCD - Stand 2005-12DIN 54461:2005-12 3 Vorwort Dieses Dokument ist im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. vom Arbeitsausschuss NMP 455 Prfung von Konstruktionsklebstoffe

6、n, -klebverbindungen und Kernverbunde des Normenausschusses Material-prfung (NMP) erarbeitet worden. nderungen Gegenber DIN V 54461:1994-06 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Titel gendert; b) Anwendungsbereich erweitert; c) Festlegung des Trgerwerkstoffs entfernt; d) Festlegung der Dicke des

7、 zu fgenden Werkstoffs entfernt; e) Festlegung der freien Biegebalkenlnge entfernt; f) Prfbericht hinzugefgt; g) Vornorm redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN V 54461: 1994-06 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt ein Prfverfahren zur Ermittlung des Biegeschlwiderstandes an Klebverbindung

8、en gegen abschlende, vornehmlich senkrecht zur Klebfuge angreifende Krfte fest. Der Versuch wird vorwiegend zur vergleichenden Beurteilung der Haftfestigkeit von Werkstoffen, ihrer Oberflchen-beschaffenheit, Vorbehandlung und Reinigung herangezogen. Ebenso kann der Versuch zur vergleichenden Untersu

9、chung von Klebstoffen herangezogen werden. Der Biegeschlversuch ist insbesondere dann geeignet, wenn die Aussagegenauigkeit von anderen Versuchen keine Differenzierung des zu untersuchenden Parameters zulassen. Dies ist auch dann der Fall, wenn auf Grund guter Haftung und hoher Eigenfestigkeit des K

10、lebstoffes ein Fgeteil auerhalb der Verklebung versagt. 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 Bezu

11、g genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 50014, Klimate und ihre technische Anwendung Normalklimate DIN EN 923, Klebstoffe Benennungen und Definitionen DIN EN 13887, Strukturklebstoffe Leitlinien fr die Oberflchenvorbehandlung von Metallen und Kunst-stoffen vor dem Kleben DIN ISO

12、2768-1, Allgemeintoleranzen Toleranzen fr Lngen- und Winkelmae ohne einzelne Toleranz-eintragung B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CCBB7EE8CD9NormCD - Stand 2005-12DIN 54461:2005-12 4 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN EN 923 und die folgenden Begriffe. 3.1 Bi

13、egeschlwiderstand pbQuotient aus der Kraft Fa, in N, die notwendig ist, einen ersten Anriss in der Probe zu erzeugen (Anrisskraft), und der Probenbreite b, in mm N/mminbFpab= (1) 3.2 freie Biegebalkenlnge aoAbstand, in mm, zwischen der Aufsetzlinie des Prfstempels am abzuschlenden Fgeteil und dem Be

14、ginn der berlappung/Klebfuge 3.3 Risslnge a Abstand, in mm, vom Beginn der berlappung der Probe bis zum Ende des Risses nach dem Versuch 4 Kurzbeschreibung Ein flchig auf ein starres Metallteil berlappt geklebtes Werkstoffteil wird an seinem freien Ende in einer Prfeinrichtung 90 zur Klebflche bis z

15、u einem ersten Anriss belastet. Die dafr erforderliche Kraft wird in einem Schldiagramm festgehalten und dient zur Berechnung des Biegeschlwiderstandes. 5 Prfeinrichtungen 5.1 Druckprfmaschine oder Zugprfmaschine mit Druckprfeinrichtung. 5.2 Prfstempel (siehe Bild 3). 5.3 Einspannvorrichtung zur sta

16、rren Fixierung, mit Backenbreite 45 mm, Spannhhe 10 mm. 6 Vorbehandlung und Klebung 6.1 Vorbehandlung der starren Fgeteile (Fgeteile 1) Die Vorbehandlung ist so zu whlen, dass adhsives Versagen mglichst unterdrckt wird. Geeignete materialspezifische Vorbehandlungsverfahren sind DIN EN 13887 zu entne

17、hmen. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CCBB7EE8CD9NormCD - Stand 2005-12DIN 54461:2005-12 5 6.2 Vorbehandlung der abzuschlenden Fgeteile (Fgeteile 2) Die Fgeteile 2 werden, wenn nicht anders vereinbart, mit einer Nenndicke von bevorzugt 4 mm mechanisch gefertigt mit den Maen (75 mm) (4 mm) (25 mm)

18、 mit Allgemeintoleranzen nach DIN ISO 2768-1. Wenn nicht anders angegeben, wird die zu klebende Oberflche des Fgeteils 2 nicht mechanisch bearbeitet. Ausgenommen sind Fgeteile 2, an denen die Klebbarkeit mechanischer Vorbehandlungen untersucht werden soll. Es ist zu bercksichtigen, dass Vorbehandlun

19、gen, die auf urgeformten Oberflchen durchgefhrt werden, im Allgemeinen zu anderen Biegeschlwiderstnden fhren als solche, die auf mechanisch bearbeiteten Oberflchen erfolgen. ANMERKUNG Wird der Versuch nicht zur Bewertung einer Vorbehandlungsmethode und ihrer Parameter, einer Reinigung oder einem and

20、eren oberflchenverndernden Verfahren herangezogen, so ist die Wahl und Prozessberwachung dieses Parameters, der das Prfergebnis in besonderer Weise beeinflusst, von ausschlaggebender Bedeutung. Er richtet sich nach dem zu prfenden Werkstofftyp und dem verwendeten Klebstoffsystem und ist gegebenenfal

21、ls empirisch zu ermitteln. Wird unter diesen Voraussetzungen der Biegeschlwiderstand zur Beurteilung des Klebstoffes herangezogen, so sollte eine mglichst gut und reproduzierbar klebbare Oberflche erzeugt werden, um bei Prfung ein Kohsionsversagen erzielen zu knnen. 6.3 Anfertigung der Probe Die Pro

22、be wird durch flchiges Verkleben von Fgeteil 1 und Fgeteil 2 (siehe Bild 1) hergestellt. Es hat sich als sinnvoll erwiesen, dass zur Herstellung der Proben mit Probenhalterungen gearbeitet wird, die in der Lage sind, die Fgeteile seitlich und an der rckseitigen Stirnflche zu fhren. Mae in Millimeter

23、 Legende 1 Klebstoff 2 Fgeteil 2 3 Fgeteil 1 Bild 1 Probe fr den Biegeschlversuch Die Fgeteile sind, wenn nicht anders gefordert, mindestens 24 h oder bis zum Gleichgewichtszustand im Normalklima 23/50 nach DIN 50014 zu lagern. Bei der Herstellung der Proben ist auf exaktes Fixieren der Fgeteile bis

24、 zu einer ausreichenden Hantierbarkeit der Probe besonders zu achten. Die Kantenparallelitt ist mit max. 0,2 mm einzuhalten. berschssiger Klebstoff ist sowohl an den fluchtenden Kanten als auch am berstehenden Fgeteil 2 sorgfltig abzuarbeiten. Das Fgeteil 2 darf dabei am berlappungsende nicht beschd

25、igt oder angekratzt werden. Klebstoffreste an der Unterseite sind ebenfalls nicht zulssig, da sie das Prfergebnis beeinflussen knnen. Wird die Probe zur Aushrtung des Klebstoffes erwrmt, so ist auf Grund der unterschiedlichen Wrmeausdehnung der beiden Fgeteile mit dem Auftreten von Eigenspannungen z

26、u rechnen. Sie wirken insbesondere an der whrend der Prfung besonders belasteten Anrisslinie. ANMERKUNG 1 Das Fgeteil 2 wird in eine vorgefertigte Lehre eingelegt mit den Maen 75 mm 25 mm etwa 6 mm, wobei das Ma 75 mm nach einer Seite offen ausgebildet ist. Vor Einlegen des Fgeteils 2 wird z. B. dur

27、ch Einlegen einer nicht haftenden Polyethylen-Folie verhindert, dass austretender berschssiger Klebstoff die Probenhalterung verschmutzt und das Herausnehmen der geklebten Probe erschwert. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CCBB7EE8CD9NormCD - Stand 2005-12DIN 54461:2005-12 6 Der Klebstoffauftrag au

28、f eines der Fgeteile muss derart erfolgen, dass beim anschlieenden Fgen der relativ groen Fgeflche keine Luftblasen eingeschlossen werden, der Klebstoff die gesamte Fgeflche benetzt und mglichst gleichmige Klebschichten erzeugt werden (z. B. mit Klebstoffraupe, siehe Bild 2). Das anschlieende Aufbri

29、ngen des Fgeteils 1 erfolgt entsprechend den Klebstoffspezifikationen der Hersteller. Mae in Millimeter Legende 1 Klebstoffraupe 2 Fgeteil 1 Bild 2 Auftrag von pastsem Klebstoff (Klebstoffraupe) ANMERKUNG 2 Es hat sich als sinnvoll herausgestellt, die Qualitt der Klebverbindung mit transparenten Kun

30、st-stoffteilen zu prfen und mit ihnen den Klebvorgang zu ben. Bei der Klebung sind die Hinweise der Klebstoffhersteller zu bercksichtigen. 7 Durchfhrung Es sind mindestens 5 Proben zu prfen. Die Prfung ist im Allgemeinen im Normalklima 23/50 nach DIN 50014 durchzufhren; andere Prfklimate sind zu ver

31、einbaren. Die Dicke des Fgeteils 2, die Breite der Fgeflche und die mittlere Klebschichtdicke sind zu messen. Die Probe ist seitlich am Fgeteil 1 auf der gesamten Lnge starr zu lagern bzw. einzuspannen. Das Fgeteil 2 darf nicht eingespannt werden. Das Fgeteil 2 ist mit einem Prfstempel (siehe Bild 3

32、) im Abstand aolinienfrmig (parallel zur Vorderkante des Fgeteils 1 und parallel zur Oberflche des Fgeteils 2) zu belasten (siehe Bild 4). Die Lnge des freien Biegebalkens aosollte bevorzugt 2,5 mm betragen. Bei Belastung mit dem Prfstempel wird das Fgeteil 2 vom Fgeteil 1 weggebogen, so dass eine q

33、uasi linienfrmige, senkrecht zu den Fgeflchen wirkende Kraft in die Klebschicht am Beginn der berlappung eingeleitet wird. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CCBB7EE8CD9NormCD - Stand 2005-12DIN 54461:2005-12 7 Mae in Millimeter Bild 3 Prfstempel B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CCBB7EE8CD9NormCD

34、- Stand 2005-12DIN 54461:2005-12 8 Legende 1 Prfstempel 2 Fgeteil 2 3 Fgeteil 1 Bild 4 Anordnung von Prfstempel und Fgeteilen Die Prfgeschwindigkeit betrgt 5 mm/min. Die zum Erreichen eines ersten Anrisses in der Probe notwendige Kraft wird dabei in Abhngigkeit von der Durchbiegung des Fgeteils 2 (e

35、ntsprechend dem Weg des Prfstempels) in einem Schldiagramm (siehe Bild 5) festgehalten. Die Prfung ist beendet, wenn das Fgeteil 2 gebrochen ist oder die gesamte Klebung versagt hat. Legende x festzulegende Maximaldurchbiegung FaAnrisskraft Bild 5 Beispiel eines Schldiagramms B55EB1B3E14C22109E918E8

36、EA43EDB30F09CCBB7EE8CD9NormCD - Stand 2005-12DIN 54461:2005-12 9 8 Auswertung Zur Auswertung dient das Schldiagramm nach Bild 5. Aus ihm wird die Anrisskraft Faentnommen und daraus der Biegeschlwiderstand pbnach Gleichung (1) berechnet. Ist im Schldiagramm keine ausgeprgte Anrisskraftspitze erkennba

37、r, so wird die Kraft bei einer vorher festzulegenden Durchbiegung von z. B. 4 mm herangezogen. Ein weiteres Kriterium zur Bewertung der Haftfestigkeit ist die Bestimmung der Risslnge a nach 3.3. Zur Bewertung von Verfahrensparametern fr Klebprozesse, z. B. des Reinigungsvorganges, knnen auch die Str

38、eubreite der Biegeschlwiderstnde oder Risslngen herangezogen werden. 9 Prfbericht Im Prfbericht sind mindestens anzugeben: a) Hinweis auf diese Norm b) Bezeichnung des verwendeten Klebstoffs; c) Bezeichnungen der Fgeteilwerkstoffe; d) Fgeteildicken; e) mittlere Klebschichtdicke; f) Prfklima; g) freie Biegebalkenlnge ao; h) Anrisskraft Fa, Biegeschlwiderstand pbund Risslnge a; i) smtliche Abweichungen von dieser Norm; j) Datum und Ort der Prfung. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CCBB7EE8CD9NormCD - Stand 2005-12