Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Vliv tloušťky vrstvy lepidla na pevnost lepeného spoje
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

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.

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
    2

    Další články

    Technologie spojování/ dělení materiálů

    Komentáře

    Nebyly nalezeny žádné příspěvky

    Sledujte nás na sociálních sítích: