Témata
Reklama

Vliv tloušťky vrstvy lepidla na pevnost lepeného spoje

O technologii lepení se všeobecně soudí, že je vynálezem posledních několika desetiletí. Při podrobnějším zkoumání však lze lepení vystopovat již v dávné historii lidstva. Archeologickým důkazem použití technologie lepení jsou například sošky nalezené při vykopávkách starého Babylonu, které mají oči zalepené do hlavy. Důležitým krokem v rozvoji moderního lepení bylo jeho využití při výrobě letadel za 2. světové války

Pro úspěšné použití lepení v praxi jsou velmi důležité dobré znalosti technologie i vlastností používaných lepidel. Příčinou selhání lepeného spoje totiž většinou není nízká pevnost lepidla, ale nedostatečná příprava lepených povrchů, použití nevhodného druhu lepidla či nevhodná konstrukce lepeného spoje.
Reklama
Reklama
Reklama

Výhody a nevýhody

Při rozhodování o typu lepeného spoje je třeba kromě ekonomického hlediska zvážit technické přednosti, ale i nedostatky technologie lepení ve srovnání s tradičními způsoby spojování (např. svařováním, pájením, nýtováním či šroubováním). Lepení je třeba považovat za jejich doplněk, nikoliv univerzální náhradu.
Mezi výhody lepení patří možnost dosáhnout vysoké pevnosti spojů, zejména při namáhání ve smyku a rázu. Spoje mohou být vodotěsné, plynotěsné, elektricky vodivé nebo elektricky, tepelně, příp. i zvukově izolující, dále tlumí vibrace v konstrukci a zvyšují tuhost i vzpěrovou pevnost souboru, správně navržený lepený spoj zabraňuje vzniku elektrolytické koroze kovových adherentů. Z nevýhod stojí za zmínku nerozebíratelnost spojení, citlivost na namáhání v odlupování, časově omezená životnost většiny typů lepidel, omezená odolnost proti vyšším teplotám nebo vysoké požadavky na rovinnost a čistotu povrchu lepených dílů.

Pevnost spoje

Výsledná pevnost spoje je ovlivňována mnoha faktory. Při výpočtu je třeba zohlednit nejen velikost zatížení silou nebo momentem, ale i další vlivy, kterými se při výpočtu jiných typů spojení obvykle nezabýváme. Více či méně výrazně je pevnost spojení ovlivněna například tloušťkou vrstvy lepidla, drsností lepeného povrchu nebo pečlivostí přípravy povrchu před lepením. Pevnost spojení závisí nejen na velikosti lepené plochy, ale i na jejím tvaru. Neméně důležitým požadavkem, a to již ve fázi návrhu spoje, je správný výběr typu lepeného spoje a optimálního lepidla. Při lepení je samozřejmým požadavkem nutnost dodržení technologického postupu předepsaného výrobcem použitého lepidla.

Příprava a provedení experimentů

Cílem provedených experimentů bylo stanovení vlivu tloušťky vrstvy lepidla na pevnost lepených spojů namáhaných tahem. Do zkoušek bylo zařazeno sedm druhů sekundových lepidel od sedmi výrobců. Zkoušky byly provedeny podle normy DIN 53288. Podstatou zkoušky pevnosti lepených spojů při zatěžování tahem je namáhání zkušebního spoje ve směru osy vzorku až do jeho porušení.
Čelní plochy vzorků byly před lepením obroušeny, poté odmaštěny perchloretylenem a osušeny. Konstantní tloušťka vrstvy lepidla byla zajištěna použitím distančních drátků s různým průměrem (0,04; 0,10; 0,15; 0,20 a 0,25 mm) položených na lepené plochy. Pro každou spáru bylo slepeno vždy 5 spojů.

Vyhodnocení experimentů

Výsledky jsou názorně vidět z grafu, hledané závislosti jsou pro jednotlivá sekundová lepidla rozdílné. U většiny produktů lze sledovat růst pevnosti až do dosažení maxima při optimální tloušťce vrstvy lepidla a poté pokles pevnosti. Pro jedno z lepidel však má závislost již od nejmenší zkoušené tloušťky vrstvy klesající tendenci. Z výsledků zkoušek vyplývá, že pro použití sekundových lepidel nelze formulovat obecně platný pokyn, týkající se optimální tloušťky vrstvy lepidla. Lze však konstatovat, že pro většinu z nich bylo největší pevnosti dosaženo při spáře v rozmezí od 0,05 do 0,15 mm. Rovněž naměřená maximální pevnost zkoušených lepidel je odlišná, pohybuje se v rozmezí od cca 14 do 28 MPa.

Závěr

Cílem provedených zkoušek bylo zjistit závislost pevnosti lepeného spoje na tloušťce vrstvy lepidla. Na základě výsledků provedených laboratorních zkoušek lze formulovat tyto závěry:
  • pro sekundová lepidla nelze stanovit obecně platnou instrukci, týkající se optimální tloušťky vrstvy lepidla, potřebné pro dosažení maximální pevnosti lepeného spoje; pro většinu zkoušených lepidel bylo největší pevnosti dosaženo při spáře v rozmezí od 0,05 do 0,15 mm;
  • maximální pevnost spojů lepených vybranými sedmi sekundovými lepidly se pohybovala od cca 14 do cca 28 MPa;
  • při porovnání zjištěných výsledků pevnosti s cenou jednotlivých zkoušených lepidel se nepotvrdilo, že použití dražších lepidel garantuje dosažení vyšší pevnosti lepeného spoje.
  • Doc. ing. Milan Brožek, CSc.,
    KMaST TF ČZU v Praze
    Reklama
    Vydání #1,2
    Kód článku: 30137
    Datum: 05. 02. 2003
    Rubrika: Inovace / Spojování a dělení
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Tvoříme historii vodního paprsku

    Každá investice do podniká je spojena s velkým očekáváním. Jistou dávku důvěryhodnosti ve správnou investice může dávat také historie firmy i samotné technologie. Technologie řezání vysokotlakým vodním paprskem Flow slaví v tomto roce již 50 let, resp. 40 let v případě abrazivního vodního paprsku.

    Vplyv ochrannej atmosféry pri zváraní hliníkových zliatin

    Ľahké neželezné kovy ako hliník, horčík, titán a ich zliatiny, ktoré sú používané najmä v automobilovom, leteckom a kozmickom priemysle, musia spĺňať vysoké a často protichodné nároky ako je napríklad dostatočná pevnosť pri zachovaní vysokej ťažnosti alebo dobrá korózna odolnosť. Inak povedané, využívajú sa tam, kde ich náhrada dostupnejšími materiálmi nie je možná. Na zváranie materiálov z ľahkých neželezných kovov je potrebné použiť takú technológiu zvárania, ktorá bude ich vlastnosti degradovať čo najmenej. Celý rad štúdií a doterajších praktických skúseností ukazujú, že väčšina problémov vznikajúcich pri konvenčnom zváraní oblúkovými metódami môže byť potlačená použitím laserového lúča.

    Inovovaná fiber laserová centra

    Dnešní výrobci plechových dílů vyžadují vysoce flexibilní, efektivní a inteligentní řešení. Nové inovace ve výrobě vláknového laseru Prima Power byly navrženy a vyvinuty tak, aby splňovaly tato očekávání. Platino Fiber Evo je nejnovější verzí platformy Platino s více než 2 000 instalací po celém světě, vylepšenou o důležité technologické inovace.

    Související články
    Harmonizace ve svařování

    Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Laserová technologie Platino pro každého

    Nová verze fiber laseru Platino od italského výrobce Prima Power je jeden z nejúspěšnějších produktů z celého portfolia společnosti. 2D laser postavený na více než konsolidované platformě ze syntetického granitu má na kontě více než 2 000 instalací po celém světě. Stroj byl vybaven a aktualizován důležitými technologickými inovacemi, které přispívají k tomu, že je ještě rychlejší, spolehlivější a produktivnější.

    Řezání vysokým tlakem

    Pro řezání drobných a kompletních tvarů kombinovaných (složených) materiálů nebo oceli používá řada podniků řezání vysokoenergetickým kapalinovým paprskem s abrazivem. Na trhu jsou nyní nabízeny tři rozdílné stroje, od základního modelu až po vysoce rychlostní variantu.

    Oscilující paprsek laseru pracuje přesněji

    Univerzálním nástrojem naší doby je laser, kterým je možné bezdotykově opracovávat téměř všechny materiály. Ještě lépe a přesněji se podaří materiály řezat nebo gravírovat, když paprsek laseru kmitá.

    Autogen, plazma či laser?

    Ať ve strojírenském, elektrotechnickém, potravinářském, chemickém či důlním průmyslu, nebo ve stavebnictví, zemědělství a mimo jiné také při výrobě dekoračních předmětů, tam všude nacházejí uplatnění CNC stroje pro termické dělení materiálů.

    Metody spojování využívající principy plastické deformace

    Součástí automobilů je množství nejrůznějších dílů, k jejichž výrobě se používají různé technologické procesy a široké spektrum materiálů. Technologie jako svařování, lepení a mechanické spojování jsou obvykle používány ke spojování jednotlivých dílů během montáže automobilu. Ačkoliv je technologie svařování velmi rozšířená, může svou podstatou ovlivňovat celkovou kvalitu spojovaných částí, jejich přesnost a spolehlivost. Vynaložená energie a síla potřebná pro spojování je při použití lepení nebo mechanických spojů vždy nižší než při svařování. Přitom stále rostou požadavky na vyšší stupeň deformace, produktivitu práce a na nižší náklady spojovacích operací.

    Nová generace polovodičových laserů s diamantovým sendvičem

    Vědci z univerzity ve Stuttgartu ukázali cestu pro novou generaci polovodičových laserů. Tyto mají být zejména výkonnější a použitelné v nových oblastech. Lasery jsou založeny na diamantovém sendviči.

    Revoluce ve svařování laserem

    Nejnovější technologie firmy Trumpf BrightLine Weld pro pevnolátkové lasery umožňuje svařování s nízkým rozstřikováním při rychlostech pohybu, které lze v dnešní době dosáhnout pouze pomocí CO2 laserů. BrightLine Weld umožňuje svary s částečným průvarem pro svařence s přenosem síly nebo svary s úplným průvarem pro svařování trubek a profilů. Tato technologie umožňuje výrazné zvýšení produktivity a energetické účinnosti. Vysoce kvalitní svarové švy se projevují vysokou mechanickou pevností vyrobených dílů. Minimalizované rozstřikování snižuje znečištění obrobku, upínacích zařízení a rovněž optiky. Výsledkem je zkrácení prostojů stroje, méně oprav dílů, vysoká životnost pracovní optiky a následkem toho podstatné snížení nákladů.

    Aktuální možnosti v laserovém svařování

    Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

    Nové úkoly v technologii vodních paprsků

    Jednou za dva roky pořádá Oddělení desintegrace materiálů Ústavu geoniky Akademie věd ČR konferenci o technologii vysokorychlostních vodních paprsků. Letos organizátoři pro své setkání vybrali nádherné a inspirativní prostředí Lednicko-Valtického areálu, zapsaného do seznamu světového a kulturního dědictví UNESCO. V pořadí již pátá konference této série přitáhla pozornost mnoha zahraničních a tuzemských odborníků.

    Lepení ve výrobě karoserie

    Lepení patří k velmi dynamicky se rozvíjejícím odvětvím spojování materiálů. Jeho rozvoj v automobilovém průmyslu je dán komplexními požadavky na karoserii, vývojem nových materiálů a jejich povrchových úprav i zvyšujícími nároky na užitné vlastnosti skeletu vozu. Vnitřní i vnější konstrukce moderních vozidel tvoří celá řada speciálních kovových i nekovových materiálů a plastů, které je nutné fixovat a u nichž konvenční technologie spojování již nedostačují.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit