Badania wpływu ciepła na stan energetyczny warstwy wierzchniej stali S235JR

• Autorzy: Szabelski J. , Kuczmaszewski J.

Warianty tytułu

EN

Research on the influence of heat on energetic properties of steel S235JR surface layer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono teoretyczne rozważania dotyczące stanu przygotowania powierzchni, w szczególności do operacji klejenia oraz wpływu ciepła na parametry połączenia klejowego na różnych etapach jego konstytuowania i eksploatacji. W celu sprawdzenia wpływu temperatury powierzchni na kąt zwilżania przeprowadzone zostały badania eksperymentalne dwiema cieczami pomiarowymi: wodą destylowaną i dijodometanem. Na ich podstawie wyznaczono energię powierzchniową (SEP) badanej próbki i jej zmianę w zależności od jej temperatury. Określono również zmianę pracy adhezji w kontakcie stal S235JR – woda destylowana i stal S235JR – dijodometan w funkcji temperatury. Analiza wyników wykazała zauważalną zmianę wartości swobodnej energii powierzchniowej próbki w badanym zakresie temperatur, sięgającą 16 –18% w zależności od metody obliczeniowej. Na tej podstawie przewiduje się, że powierzchnia przygotowana do klejenia, ogrzana przed wykonaniem połączenia, może ze względu na większą energię powierzchniową, a więc także bardziej efektywną zwilżalność – wykazywać lepsze cechy adhezyjne, co być może wpłynie również na parametry wytrzymałościowe połączenia klejowego.

EN

Theoretical considerations over parameters defining the condition of the prepared surface, particularly to adhesive bonding operations were presented in the paper as well as the influence of heat on parameters of an adhesive joint on the various stages of its life. Experimental research were conducted using two measuring liquids: distilled water and diiodomethane in order to examine the influence of the increased temperature on the wetting angle of the surface prepared for adhesive bonding. On the basis of test results – the surface free energy (SFE) of the studied sample and its change in relation to the temperature were obtained. The change of the work of adhesion (WOA) was also calculated for steel S235JR / distilled water and S235JR steel / diiodomethane arrangements in function of the temperature. The analysis of results shows the noticeable change of the SFE of the test sample in the examined temperatures range, reaching 16–18% depending on the method used. Basing on obtained results one can predict, that the surface prepared to bonding heated before the bonding operation may, due to higher SFE and as a result of it – increased wettability, show better adhesive characteristics what will possibly further more lead to increase of strength properties of adhesive joint.

Słowa kluczowe

PL

kąt zwilżania; temperatura; energia powierzchniowa; warstwa wierzchnia

EN

wetting angle; free surface energy; temperature; surface layer

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 12
• Strony: 47--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szabelski J.

• Instytut Technologicznych Systemów Informacyjnych, Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

autor

Kuczmaszewski J.

• Katedra Podstaw Inżynierii Produkcji, Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

Bibliografia

• 1. PN-EN ISO 4287:1999/A1:2010P. Specyfikacje geometrii wyrobów. Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa. Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchni.
• 2. Packham D. E.: Roughness and adhesion. Handbook of Adhesion. John Wiley & Sons Ltd, Nowy Jork 2005, pp. 407 – 408.
• 3. Henkel Company. Loctite Worldwide Design Handbook. Loctite, Monachium 1998.
• 4. Porębska M., Skorupa A.: Połączenia spójnościowe. PWN, Warszawa 1997.
• 5. Kuczmaszewski J., Fundamentals of metal-metal adhesive joint design. Lublin University of Technology, Lublin 2004.
• 6. KRUSS GmbH Hamburg. KRUSS Software for Drop Shape Analysis for contact angle measurement systems. User manual. Hamburg 2012.
• 7. Żenkiewicz M.: Analiza głównych metod badania swobodnej energii powierzchniowej. Polimery, tom 52, nr 10, 2007, ss. 760 - 767.
• 8. Domińczuk J., Szabelski J.: Analysis of Energetic Properties of the Surface Layer – Overview of Methods for Measuring the Contact Angle and the Surface Free Energy. Computer Aided Production Engineering. Lubelskie Towarzystwo Naukowe, Lublin 2013, ss. 42 – 53.
• 9. Rudawska A.: Wybrane zagadnienia konstytuowania połączeń adhezyjnych jednorodnych i hybrydowych. Politechnika Lubelska, Lublin 2013.
• 10. Szabelski J., Domińczuk J.: Analiza wpływu obróbki termicznej na wytrzymałość połączeń gwintowo-klejowych. Innowacje w Zarządzaniu i Inżynierii Produkcji. Polskie Towarzystwo Zarządzania Produkcją, Opole 2014, ss. 805 – 814.
• 11. Czub P., Bończa-Tomaszewski Z., Penczek P., Pielichowski J.: Chemia i technologia żywic epoksydowych WNT, Warszawa 2002.
• 12. Szabelski J.: Heat Resistance of Selected Two Component Epoxy Adhesives. Mieżdunarodnaja nauczno-techniczeskaja konfierencija studentow, aspirantow i mołodych uczienych „Progresiwnyje naprawlenija razwitija maszyno-priborostrojenija, transporta i ekologi”, Sewastopol 2013.
• 13. Pielichowski K., Njuguna J.: Thermal Degradation of Polymeric Materials. iSmithers Rapra Publishing, Shawbury 2005.
• 14. Loctite Research, Development & Engineering. Wybrane Arkusze Danych Technicznych: Hysol, Dublin 2005.
• 15. PN-EN 13887:2005P Kleje do połączeń konstrukcyjnych. Wytyczne przygotowania powierzchni metali i tworzyw sztucznych przed klejeniem.
• 16. Wiśniewski S., Wiśniewski T.: Wymiana Ciepła. WNT, Warszawa 2000.
• 17. Osborne K.L. III,: Temperature-Dependence of the Contact Angle of Water on Graphite, Silicon and Gold. Worcester Polytechnic Institute, Worcester 2009.