Test de cisaillement par recouvrement ASTM D1002 sur les métaux liés par adhésif

ASTM D1002 décrit la procédure d'évaluation de la résistance au cisaillement des adhésifs utilisés pour le collage des métaux. Ces adhésifs sont couramment utilisés dans les industries automobile, aérospatiale et électronique pour coller divers joints et sous-composants. Les tests d'adhésifs sont essentiels pour comprendre la résistance relative des différents matériaux, ainsi que pour identifier les effets des conditions environnementales et du vieillissement sur la résistance et la durabilité d'une liaison. Ce guide abordera l'équipement de test requis pour exécuter la norme ASTM D1002. Cependant, toute personne envisageant d'effectuer des tests selon cette norme ne devrait pas considérer ce guide comme un substitut adéquat à la lecture de la norme complète.
ASTM D1002 est destiné à être principalement de nature comparative, car les performances d'un adhésif dans un environnement de test contrôlé et la géométrie d'une éprouvette de cisaillement à un seul recouvrement ne peuvent pas être corrélées aux performances réelles. Dans les applications réelles, les conditions environnementales changeantes et les géométries de joints non uniformes, entre autres choses, contribuent à la variation des performances de l'adhésif.
SPÉCIMENS
Tester correctement la résistance d’un adhésif nécessite l’utilisation d’un substrat. Dans le cas de la norme ASTM D1002, ce substrat est métallique. Les types et qualités spécifiques de métaux acceptables pour les tests sont référencés dans la section 6.4 de la norme. Les échantillons sont préparés selon une géométrie de cisaillement à recouvrement unique, dans laquelle deux morceaux identiques de substrat ont une section de chevauchement définie qui sont collées à l'aide de l'adhésif testé.

CONTRÔLE DES TESTS ET MODES DE DÉFAILLANCE
ASTM D1002 est réalisé en tirant les deux extrémités des échantillons collés en tension jusqu'à rupture. La force de traction appliquée à l'éprouvette se traduit par une contrainte de cisaillement appliquée à l'ensemble de la zone adhérée. Les résultats incluront la charge de rupture, souvent exprimée par unité de surface de cisaillement, ainsi que la nature de la rupture. Généralement, cela peut être enregistré comme l’un des trois types de défaillance suivants :
Cohésion de l'adhésif - la rupture se produit au sein de l'adhésif
Adhésion au substrat - la rupture se produit au niveau de la liaison entre l'adhésif et le substrat
Défaillance combinée : la défaillance se produit à la fois dans la liaison adhésif et adhésif-substrat.
ASTM D1002 exige l'utilisation d'un taux de contrainte constant ou d'un taux de déplacement équivalent. Le taux de contrainte est effectué à l'aide d'un retour en boucle fermée entre la cellule de charge et le contrôleur du système de test. Les paramètres PID de la cellule de pesée devront peut-être être ajustés pour atteindre le taux de contrainte souhaité dans une bande d'erreur raisonnable. De nombreux clients utilisent le taux de déplacement équivalent de la traverse pour simplifier les tests.

SYSTÈME D'ESSAI DES MATÉRIAUX
La plupart des essais de cisaillement par recouvrement ASTM D1002 sont généralement effectués sur une machine d'essai universelle à une ou deux colonnes. La capacité de charge du système dépend de la résistance de l'adhésif, généralement comprise entre 1 kN et 30 kN.

SOLUTIONS DE PRÉHENSION
Le principal défi associé aux essais de cisaillement sur un seul tour est l’alignement des chaînes de charge. La géométrie de l'éprouvette fait que les deux extrémités serrées de l'éprouvette sont décalées l'une par rapport à l'autre. Une charge latérale importante peut se produire si la solution de préhension ne tient pas compte de ce décalage, provoquant potentiellement des pannes prématurées et des données erronées. Cette fonctionnalité aide l'opérateur à garantir que la ligne centrale de la force appliquée coïncide avec la ligne centrale de la chaîne de charge. Les poignées compensées manuelles peuvent également être utilisées avec l'ajout de blocs d'espacement entre le corps de la poignée et la face de la mâchoire. Ces espaceurs compenseront le décalage, même si un grand nombre d'entre eux seront nécessaires si vous testez plusieurs échantillons avec différentes épaisseurs de substrat.