ASTM D1002 黏合金屬的搭接剪切測試

ASTM D1002 描述了評估用於黏合金屬的黏合劑的剪切強度的程序。這些黏合劑通常用於汽車、航空航天和電子行業，以黏合各種接頭和子部件。黏合劑測試對於了解不同材料的相對強度以及確定環境條件和老化對黏合強度和耐久性的影響至關重要。本指南將討論執行 ASTM D1002 所需的測試設備，但是，任何計劃根據該標準進行測試的人不應認為本指南足以取代閱讀完整標準。
ASTM D1002 的目的主要是進行比較，因為受控測試環境中黏合劑的性能和單搭接剪切樣本的幾何形狀無法與現實世界的性能相關聯。在現實應用中，不斷變化的環境條件和不均勻的接頭幾何形狀等都會導致黏合劑性能的變化。
標本
正確測試黏合劑的強度需要使用基材。對於 ASTM D1002，該基材是金屬。標準第 6.4 節引用了可接受測試的金屬的具體類型和等級。樣品以單搭接剪切幾何形狀製備，其中兩塊相同的基材具有限定的重疊部分，並使用被測試的黏合劑進行黏合。

測試控制和故障模式
ASTM D1002 是透過拉緊黏附樣本的兩端直至失效來執行的。施加在樣品上的拉力轉化為施加到整個黏附區域的剪切應力。結果將包括失效載荷（通常以單位剪切面積表示）以及失效的性質。通常，這可以記錄為以下三種故障類型之一：
黏合劑的內聚力 - 失效發生在黏合劑內部
對基材的附著力 - 失效發生在黏合劑和基材之間的黏合處
組合失效 - 失效同時發生在黏合劑和黏合劑-基材黏合內
ASTM D1002 要求使用恆定應力率或等效位移率。應力率是使用測試系統的稱重感測器和控制器之間的閉環回饋來執行的。可能需要調整稱重感測器的 PID 設置，以在合理的誤差範圍內實現所需的應力率。許多客戶使用等效十字頭位移率來簡化測試。

材料測試系統
大多數 ASTM D1002 搭接剪切測試通常在單柱或雙柱萬能試驗機上進行。系統的負載能力取決於黏合劑的強度，通常在 1 kN 到 30 kN 之間。

抓取解決方案
與單搭接剪切測試相關的主要挑戰是負載串對齊。測試樣本的幾何形狀導致樣本的兩個夾緊端彼此偏移。如果抓取解決方案不考慮該偏移，則可能會發生顯著的側向負荷，從而可能導致過早失效和錯誤資料。此功能有助於操作員確保施加力的中心線與負載串的中心線重合。手動楔形夾具也可以透過在夾具主體和鉗面之間添加墊塊來使用。這些墊片將補償偏移，但如果測試具有不同基材厚度的多個樣本，則需要使用許多墊片。