बंधी हुई असेंबली विफलता? पहले आंतरिक तनाव का इलाज समझें

जब कोई बंधन जोड़ विफल हो जाता है, तो हमारे पहले कदम में आम तौर पर यह आकलन करना शामिल होता है कि चिपकने वाली ताकत पर्याप्त है या नहीं, सतह का उपचार उचित है, संसेचन पर्याप्त है, और सामग्री पुरानी नहीं हुई है।

हालाँकि, वास्तविक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में, कुछ विफलताएँ केवल कमीशनिंग पर ही शुरू नहीं होती हैं; बल्कि, चिपकने वाला पूरी तरह से ठीक हो जाने पर संभावित जोखिम पहले से ही मौजूद हैं।

यह संभावित खतरा अवशिष्ट आंतरिक तनाव की उपस्थिति है।

यह अदृश्य है और इसे सीधे तौर पर मापना कठिन है, फिर भी इसकी प्रकृति रहस्यमय नहीं है। सीधे शब्दों में कहें, चिपकने वाला इलाज और ठंडा करने के दौरान सिकुड़न से गुजरता है; यदि आसपास का सब्सट्रेट इसके मुक्त विरूपण को प्रतिबंधित करता है, तो असंक्रमित भाग चिपकने वाली परत के भीतर अवशिष्ट तनाव बन जाता है।

आज, मैं इस अवधारणा को पूरी तरह से समझने में आप सभी का मार्गदर्शन करूंगा।

आंतरिक तनाव के खतरे "ऊर्जा भंडारण" प्रकृति के होते हैं।

ठीक होने पर, चिपकने वाली परत लोचदार तनाव ऊर्जा के एक हिस्से को संग्रहीत करती है। यह ऊर्जा बाद के इंटरफेशियल प्रदूषण, माइक्रोक्रैक प्रसार और विकृत विरूपण के लिए अंतर्निहित प्रेरक शक्ति के रूप में कार्य करती है।

उदाहरण के तौर पर इंटरफ़ेस डिलैमिनेशन और डिलैमिनेशन को लें: आंतरिक तनाव परिचालन भार के शीर्ष पर जमा हो जाता है, जिससे वास्तविक इंटरफ़ेस तनाव डिज़ाइन की गणना की गई रेटिंग मान से कहीं अधिक हो जाता है। दूसरे शब्दों में, चिपकने वाली परत की औपचारिक सेवा शुरू होने से पहले ही, इंटरफ़ेस पहले से ही अत्यधिक पूर्व-तनाव के अधीन है।

एक अन्य उदाहरण सटीकता बहाव है, जो रोबोट, मोटर और ऑप्टिकल घटकों जैसी सटीक असेंबली के लिए विशेष रूप से हानिकारक साबित होता है।

मोटर में चुंबकीय कोर की स्थिति, ऑप्टिकल घटकों का संरेखण, और संरचनात्मक भागों के आयाम सभी आंतरिक तनावों के क्रमिक रिलीज के कारण दीर्घकालिक बहाव से गुजर सकते हैं। यदि घटक शुरू में असेंबली के दौरान अनुपालन करते हैं लेकिन सैकड़ों घंटों के संचालन के बाद विचलन प्रदर्शित करते हैं, तो ऐसे मुद्दे अक्सर आंतरिक तनाव की उपस्थिति से उत्पन्न होते हैं।

साथ ही जीवन की थकान भी कम होती है। आंतरिक तनाव दीर्घकालिक औसत तनाव स्तर का प्रतिनिधित्व करता है जो सामूहिक रूप से थकान जीवन वक्र को कम करता है। तापमान चक्र, आर्द्रता और कंपन का संयोजन अक्सर ऐसी स्थितियों की ओर ले जाता है जहां उत्पाद प्रारंभिक परीक्षण में सफल हो जाते हैं लेकिन बड़े पैमाने पर उत्पादन के दौरान विफल हो जाते हैं।

इसलिए, आंतरिक तनाव कोई गौण मुद्दा नहीं है, बल्कि संबंध विश्वसनीयता के लिए मूलभूत शर्त है। यह न केवल यह निर्धारित करता है कि आसंजन हो सकता है या नहीं, बल्कि यह भी निर्धारित करता है कि उसके बाद बंधन कितने समय तक स्थिर रहता है।

आंतरिक तनाव को समझने के लिए सबसे पहले इसकी उत्पत्ति को समझना होगा।

चिपकने वाले इलाज के दौरान आंतरिक तनाव मूल रूप से दो प्रकार के उपभेदों से उत्पन्न होता है जो संकुचन की प्रवृत्ति प्रदर्शित करते हैं लेकिन वास्तव में ऐसा नहीं कर सकते हैं।

पहली श्रेणी सिकुड़न का इलाज है, जिसे रासायनिक सिकुड़न भी कहा जाता है।

तरल मोनोमर्स में, अणु वैन डेर वाल्स बलों (कमजोर इंटरैक्शन) के माध्यम से संपर्क बनाए रखते हैं। दो अणुओं के परमाणुओं के बीच कोई रासायनिक बंधन नहीं हैं; वे लगभग 0.3-0.4 एनएम (जो दोनों अणुओं के वैन डेर वाल्स रेडी के योग का प्रतिनिधित्व करता है) की विशिष्ट दूरी के साथ, निकटता में मौजूद हैं।

पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया के दौरान, मोनोमर्स के बीच सहसंयोजक बंधन बनते हैं। उदाहरण के तौर पर सबसे आम सी-सी एकल बांड को लेते हुए, इसकी बांड लंबाई लगभग 0.154 एनएम है। इसका मतलब यह है कि मूल रूप से लगभग 0.35 एनएम की ढीली दूरी से अलग हुए दो अणुओं को अब लगभग 0.15 एनएम की लंबाई वाले सहसंयोजक बंधन द्वारा जबरन एक साथ लाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप अंतर-आणविक दूरी आधे से अधिक कम हो जाती है। (आकृति)

स्थूल स्तर पर, खरबों ऐसे आणविक युग्मों का एक साथ संकुचन मात्रा में कमी के रूप में प्रकट होता है। यह एक भौतिक परिणाम है जिसे किसी भी अतिरिक्त पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया में पूरी तरह से टाला नहीं जा सकता है।

दूसरी श्रेणी थर्मल बेमेल तनाव है।

कई चिपकने वाले पदार्थों को ठीक करने के लिए गर्म करने की आवश्यकता होती है। इलाज के बाद, जब उच्च तापमान से कमरे के तापमान तक ठंडा किया जाता है, तो चिपकने वाले और सब्सट्रेट के थर्मल विस्तार गुणांक भिन्न होते हैं।

चिपकने वाले पदार्थ का थर्मल विस्तार गुणांक आम तौर पर धातु, मैग्नेट और सिरेमिक जैसी आधार सामग्री की तुलना में काफी अधिक होता है। ठंडा करने के दौरान, चिपकने वाला और सिकुड़ जाता है, लेकिन आधार सामग्री इसके मुक्त संकुचन को रोकती है, जिससे चिपकने वाली परत रुक जाती है और अवशिष्ट आंतरिक तनाव उत्पन्न होता है।

यहां सबसे महत्वपूर्ण अवधारणा जेल बिंदु है।

जेल बिंदु से पहले, चिपकने वाला तरल रहता है और बह सकता है। इस चरण के दौरान, भले ही संकुचन होता है, सामग्री प्रवाह, पुनर्गठन और भरने के माध्यम से ऐसी विकृति को समाप्त कर सकती है, जिससे आंतरिक तनाव का संचय कम हो जाता है।

जेल प्वाइंट के बाद स्थिति बदल जाती है. चिपकने वाले पदार्थ के भीतर एक त्रि-आयामी नेटवर्क बनना शुरू हो जाता है, और सामग्री धीरे-धीरे तरल से ठोस अवस्था में परिवर्तित हो जाती है। इस स्तर पर, चिपकने वाली परत भार वहन करने की क्षमता प्राप्त कर लेती है और बाद में सिकुड़न और विरूपण की घटनाओं को "याद" रखना शुरू कर देती है।

दूसरे शब्दों में, जेल बिंदु के बाद होने वाला संकुचन का हिस्सा वास्तव में आंतरिक तनाव पैदा करने वाला होता है।

जैसे-जैसे समय बढ़ता है, सामग्री और अधिक ठोस हो जाती है, और इसका टीजी लगातार बढ़ता रहता है। जब टीजी वर्तमान ऑपरेटिंग तापमान से अधिक हो जाता है, तो चिपकने वाली परत रबरयुक्त अवस्था से कांच जैसी अवस्था में परिवर्तित हो जाती है।

कांच की अवस्था में प्रवेश करने पर, चिपकने वाली परत का मापांक तेजी से बढ़ता है, जिससे श्रृंखला खंड की गति अधिक कठिन हो जाती है; परिणामस्वरूप, तनाव का एक हिस्सा जिसे पहले जारी किया जा सकता था, उसे दूर करना और भी कठिन हो जाता है।

इसलिए, आंतरिक तनाव को सरलता से इस प्रकार समझा जा सकता है:

जेल बिंदु से पहले: आसानी से तनाव उत्पन्न किए बिना संकुचन हो सकता है।

जेल बिंदु के बाद: जेल परत एक नेटवर्क बनाना शुरू कर देती है, और बाद में सिकुड़न को रोका जाता है।

विट्रीफिकेशन के बाद: सामग्री कठोर हो जाती है, इसकी आणविक श्रृंखलाएं स्थिर हो जाती हैं, जिससे तनाव मुक्ति अधिक कठिन हो जाती है।

जैसा कि हम जानते है:

तनाव=मापांक × तनाव

अंतिम आंतरिक तनाव ≈ प्रभावी मापांक × (पोस्ट-जेलेशन सिकुड़न को ठीक करता है + थर्मल बेमेल विरूपण) - विश्राम रिलीज

ताप बेमेल विरूपण को सरलता से इस प्रकार समझा जा सकता है:

थर्मल बेमेल विरूपण ≈ (चिपकने वाला थर्मल विस्तार गुणांक - सब्सट्रेट का थर्मल विस्तार गुणांक) × प्रभावी तापमान अंतर

केवल जेल बिंदु के बाद होने वाला संकुचन और थर्मल बेमेल, लगातार बढ़ते मापांक से गुणा, प्रक्रिया के दौरान विश्राम के माध्यम से जारी हिस्से को घटाकर, अंतिम शुद्ध आंतरिक तनाव का गठन करता है।

यही कारण है कि आंतरिक तनाव का अध्ययन करना मुश्किल है: यह एक ही पल में अचानक उत्पन्न नहीं होता है बल्कि इलाज और शीतलन प्रक्रियाओं के दौरान धीरे-धीरे जमा होता है। इस पूरी प्रक्रिया के दौरान, सिकुड़न, तापमान, मापांक और सामग्री की तनाव मुक्त करने की क्षमता सभी में निरंतर परिवर्तन होता रहता है।

अब यह व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है कि आंतरिक तनाव एक ही पल में अचानक उत्पन्न नहीं होता है, बल्कि इलाज और शीतलन प्रक्रियाओं के दौरान धीरे-धीरे जमा होता है।

यहां हर पैरामीटर लगातार बदल रहा है: संकुचन दर, तापमान, मापांक और यहां तक ​​कि सामग्री की तनाव मुक्त करने की क्षमता भी अलग-अलग होती है।

इसलिए, आंतरिक तनाव का लक्षण वर्णन केवल एक संख्यात्मक मान पर निर्भर नहीं कर सकता है; इसे एक साथ दो प्रश्नों का समाधान करना होगा:

पहला, अंत में कितनी मात्रा में तनाव या विकृति रहती है?

दूसरा, इलाज की प्रक्रिया के दौरान ये तनाव कैसे बनते हैं?

जब परीक्षण विधियों की बात आती है, तो उन्हें आम तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है।

एक श्रेणी में तनाव या विरूपण परिणामों का प्रत्यक्ष माप शामिल है, जबकि अन्य में मॉडल स्थापित करने के लिए भौतिक आंतरिक मापदंडों को मापना शामिल है।

श्रेणी 1: तनाव या विरूपण परिणामों का प्रत्यक्ष माप

यह दृष्टिकोण चिपकने वाले के ठीक होने के बाद संरचना में उत्पन्न विकृति या अवशिष्ट तनाव की सीमा निर्धारित करने पर केंद्रित है।

सबसे शास्त्रीय विधि कैंटिलीवर बीम या बाईमटेरियल बीम झुकने का दृष्टिकोण है। चिपकने वाला पतली धातु शीट, सिलिकॉन वेफर्स, या अन्य सब्सट्रेट सामग्री पर लगाया जाता है; इलाज के दौरान, चिपकने वाला सिकुड़न सब्सट्रेट को मोड़ने का कारण बनता है। वास्तविक समय में वक्रता को मापकर और स्टोनी के समीकरण के अनुरूप एक विधि को नियोजित करके, चिपकने वाली परत के भीतर औसत तनाव की गणना की जा सकती है। यह दृष्टिकोण सहज और अच्छी तरह से स्थापित होने के फायदे प्रदान करता है, जिससे तनाव ठीक होने के समय के साथ कैसे बदलता है, यह दर्शाने वाले वक्रों के दृश्य को सक्षम किया जा सकता है।

फाइबर ब्रैग ग्रेटिंग (एफबीजी) तकनीक भी है। जेल परत के भीतर ऑप्टिकल फाइबर को एम्बेड करके, जेल के भीतर तनाव को वास्तविक समय में मापा जा सकता है। यह विधि अकेले सतह विरूपण माप की तुलना में जेल की आंतरिक स्थिति का अधिक सटीक प्रतिबिंब प्रदान करती है, हालांकि इसमें उच्च लागत और अधिक परिचालन जटिलता शामिल है।

एक वितरित ऑप्टिकल सेंसर (छवि स्रोत) का उपयोग करके मिश्रित लैमिनेट्स में तनाव की निगरानी का इलाज करें

पारदर्शी चिपकने वाले पदार्थों के लिए, तनाव प्रेरित द्विअपवर्तन के माध्यम से तनाव वितरण का निरीक्षण करने के लिए फोटोइलास्टिसिटी या द्विअर्थी तरीकों को भी नियोजित किया जा सकता है।

इसके अतिरिक्त, अवशिष्ट तनाव या अप्रत्यक्ष तनाव को मापने के लिए ड्रिलिंग, कोर सैंपलिंग, एक्स किरण विवर्तन (एक्सआरडी), न्यूट्रॉन स्कैटरिंग और रमन शिफ्ट विश्लेषण जैसी विधियों को भी विशिष्ट परिस्थितियों में नियोजित किया जा सकता है।

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