ASTM D1002 粘合金属的搭接剪切测试

ASTM D1002 描述了评估用于粘合金属的粘合剂的剪切强度的程序。这些粘合剂通常用于汽车、航空航天和电子行业，以粘合各种接头和子部件。粘合剂测试对于了解不同材料的相对强度以及确定环境条件和老化对粘合强度和耐久性的影响至关重要。本指南将讨论执行 ASTM D1002 所需的测试设备，但是，任何计划根据该标准进行测试的人不应认为本指南足以替代阅读完整标准。
ASTM D1002 的目的主要是进行比较，因为受控测试环境中粘合剂的性能和单搭接剪切样本的几何形状无法与现实世界的性能相关联。在现实应用中，不断变化的环境条件和不均匀的接头几何形状等都会导致粘合剂性能的变化。
标本
正确测试粘合剂的强度需要使用基材。对于 ASTM D1002，该基材是金属。标准第 6.4 节引用了可接受测试的金属的具体类型和等级。样品以单搭接剪切几何形状制备，其中两块相同的基材具有限定的重叠部分，并使用被测试的粘合剂进行粘合。

测试控制和故障模式
ASTM D1002 是通过拉紧粘附样本的两端直至失效来执行的。施加到样品上的拉力转化为施加到整个粘附区域的剪切应力。结果将包括失效载荷（通常以单位剪切面积表示）以及失效的性质。通常，这可以记录为以下三种故障类型之一：
粘合剂的内聚力 - 失效发生在粘合剂内部
对基材的附着力 - 失效发生在粘合剂和基材之间的粘合处
组合失效 - 失效同时发生在粘合剂和粘合剂-基材粘合内
ASTM D1002 要求使用恒定应力率或等效位移率。应力率是使用测试系统的称重传感器和控制器之间的闭环反馈来执行的。可能需要调整称重传感器的 PID 设置，以在合理的误差范围内实现所需的应力率。许多客户使用等效十字头位移率来简化测试。

材料测试系统
大多数 ASTM D1002 搭接剪切测试通常在单柱或双柱万能试验机上进行。系统的负载能力取决于粘合剂的强度，通常在 1 kN 到 30 kN 之间。

抓取解决方案
与单搭接剪切测试相关的主要挑战是负载串对齐。测试样本的几何形状导致样本的两个夹紧端彼此偏移。如果抓取解决方案不考虑该偏移，则可能会发生显着的侧向载荷，从而可能导致过早失效和错误数据。此功能有助于操作员确保所施加力的中心线与负载串的中心线重合。手动楔形夹具也可以通过在夹具主体和钳面之间添加垫块来使用。这些垫片将补偿偏移，但如果测试具有不同基材厚度的多个样本，则需要使用许多垫片。