Effect of the surface treatment on the strength of the single-lap adhesive joints

• Autorzy: Doluk Elżbieta , Rudawska Anna , Stančeková Dana

Identyfikatory

DOI

10.15199/160.2021.1.3

Warianty tytułu

PL

Wpływ obróbki powierzchniowej na wytrzymałość jednozakładkowych połączeń klejowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper analyzed the shear strength of the single-lap adhesive joints made of zinc galvanized coat of steel sheet. Mechanical treatment of the samples was carried out using P120, P180, P220, P400 and P600 abrasive papers. In the experiment were used two variants of surface treatment: with a degreaser and without a degreaser.A two-component epoxy adhesive Epidian 53/IDA/100:40 was used to make the joints.The strength tests were carried out on a Zwick/Roell Z150 testing machine, PN-EN 1465 standard. The article contains also the results of the maximum force and the values of the surface roughness parameters (Ra, Rz, Rq) of the samples prepared without a degreaser. The measurements of surface roughness parameters (Ra, Rz, Rq) were made using a HOMMEL TESTER T1000 profilometer, according to PN-EN ISO 4287. The maximum value of the shear strength (2.70 MPa) was obtained for the samples prepared with P220 abrasive paper using a degreaser and the lowest (1.02 MPa) for the samples prepared with P180 abrasive paper using a degreaser.

PL

W artykule przeanalizowano wytrzymałość na ścinanie jednozakładkowych połączeń klejowych wykonanych z ocynkowanej powłoki blachy stalowej. Obróbkę mechaniczną próbek przeprowadzono przy użyciu papierów ściernych P120, P180, P220, P400 i P600. W eksperymencie zastosowano dwa warianty obróbki powierzchni: z odtłuszczaczem i bez odtłuszczacza. Do wykonania połączeń użyto dwuskładnikowego kleju epoksydowego Epidian 53/IDA/100:40. Badania wytrzymałościowe przeprowadzono na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell Z150, norma PN-EN 1465. W artykule zamieszczono również wyniki pomiaru siły maksymalnej oraz wartości parametrów chropowatości powierzchni (Ra, Rz, Rq) próbek przygotowanych bez odtłuszczacza. Pomiary parametrów chropowatości powierzchni (Ra, Rz, Rq) wykonano przy użyciu profilometru HOMMEL TESTER T1000, zgodnie z normą PN-EN ISO 4287. Maksymalną wartość wytrzymałości na ścinanie (2,70 MPa) uzyskano dla próbek przygotowanych papierem ściernym P220 z użyciem odtłuszczacza, a najmniejszą (1,02 MPa) dla próbek przygotowanych papierem ściernym P180 z użyciem odtłuszczacza.

Słowa kluczowe

EN

adhesive joint; shear strength; surface treatment; surface roughness

PL

spoina klejowa; wytrzymałość na ścinanie; obróbka powierzchniowa; chropowatość powierzchni

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Warszawski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Technologia i Automatyzacja Montażu
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 1
• Strony: 18--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., 1 rys., wykr.

Twórcy

autor

Doluk Elżbieta

• Lublin University of Technology, Mechanical Engineering Faculty, Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-2605-1394

autor

Rudawska Anna

• Lublin University of Technology, Mechanical Engineering Faculty Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3592-8047

autor

Stančeková Dana

• University of Žilina, Faculty of Mechanical Engineering, Univerzitna 1, 010 26, Žilina, Slowak Republic

• https://orcid.org/0000-0003-0713-8750

Bibliografia

• [1] Baldan Ahmet. 2012. “Adhesion phenomena in bonded joints”. International Journal of Adhesion and Adhesives 38: 95-116.
• [2] Boutar Yasmina, Naïmi Sami, Mezlini Salah, Ali Moez B.S. 2016. „Effect of surface treatment on the shear strength of aluminium adhesive single-lap joints for automotive applications”. International Journal of Adhesion and Adhesives 67: 38-43.
• [3] Chumble Rohan P., Darekar Deepak H. 2017. Influence of surface roughness of adherend on strength of adhesive joint”. International Journal of Engineering Development and Research 5 (4): 100-106.
• [4] Davies Peter, Sohier Laurent, Cognard Jean Yves, Bourmaud Alain, Choqueuse Dominique, Rinnert Emmanuel, Créac’hcadec Romain. 2009. “Influence of adhesive bondline thickness on joint strength”. International Journal of Adhesion and Adhesives 29 (7): 724-736
• [5] De Barros Silvio, Kenedi Paulo, Ferreira Svetlana, Budhe Sandip M., Bernardino Alencar, Souza Luciane. 2017. “Influence of mechanical surface treatment on fatigue life of bonded joints”. Journal of Adhesion 93 (8): 599-612.
• [6] Doluk Elżbieta, Rudawska Anna, Brunella Valentina. 2020. „The Influence of technological factors on the strength of adhesive joints of steel sheets”. Advances in Science and Technology Research Journal 14(1): 107-15.
• [7] Fernandes Tiago A.B., Campilho Raul D.S.G., Banea Mariana D., da Silva Lucas F.M. 2015. “Adhesive selection for single lap bonded joints: Experimentation and advanced techniques for strength prediction”. Journal of Adhesion91 (10-11):841-862.
• [8] Guzanová Anna, Brezinová Janette, Dragnovská Dagmar, Jaš František. 2014. “A study of the effect of surface pre-treatment on the adhesion of coatings”. Journal of Adhesion Science and Technology 28 (17): 1754-1771.
• [9] He Xiaocong. 2014. “A review of finite element analysis of adhesively bonded joints”. International Journal of Adhesion and Adhesives 31 (4): 248-264.
• [10] Her Shiuh-Chuan, Chan Cheng-Feng. 2019.” Interfacial stress analysis of adhesively bonded lap joint”. Materials 12 (15): 2403.
• [11] Hirulkar Nitesh S., Jaiswal Pankaj J., Pirondi Alessandro, Reis Paulo. 2018. “Influence of mechanical surface treatment on the strength of mixed adhesive joint”. Materials Today: Proceedings 5 (9): 18776-18788.
• [12] Jairaja Rajasekharan N., Naik Narayana G. 2019. “Single and dual adhesive bond strength analysis of single lap joint between dissimilar adherends”. International Journal of Adhesion and Adhesives 92: 142-153
• [13] Khan Musharrof H. Et al. 2016. “Effect of oxidation and surface roughness on the shear strength of single-lap joint adhesively bonded metal specimens by tension loading”. Applied Adhesion Science 4 (21).
• [14] Mirski Zbigniew, Piwowarczyk Tomasz. 2010. “Composite adhesive joints of hardmetals with steel”. Archives of Civil and Mechanical Engineering 10 (3): 83-94.
• [15] Prolongo Silvia G., Ureña Alejandro. 2009. “Effect of surface pre-treatment on the adhesive strength of epoxy-aluminium joints”. International Journal of Adhesion and Adhesives 29 (1): 23-31.
• [16] Rotella Giovanna, Alfano Marco, Schiefer Tom, Jansen Irene. 2016. “Evaluation of mechanical and laser surface pre-treatments on the strength of adhesive bonded steel joints for automotive industry”. Journal of Adhesion Science and Technology 30: 747-758
• [17] Rudawska Anna, Danczak Izabela, Müller Miroslav, Valasek Petr. 2016. “The effect of sandblasting on surface properties for adhesion”. International Journal of Adhesion and Adhesives 70: 176-190.
• [18] Rudawska Anna, Izabela Miturska, Dana Stančeková,. 2020. The effect of the surface preparation method on the ultimate strength of a single lap adhesive joints of selected construction materials. Technologia i Automatyzacja Montażu 4: 14-20.
• [19] Rudawska Anna, Kuczmaszewski Józef. 2016. Surface free energy of zinc coating after finishing treatment. Materials Science-Poland 24 (4): 975-981.
• [20] Rudawska Anna, Miturska Izabela, Semotiuk Leszek. (2019). „The influence of adhesive type and surface treatment on the strength of C45 steel sheets adhesive joints”. Technologia i Automatyzacja Montażu (2): 34-37.
• [21] Rudawska Anna, Nalepa Justyna, Müller Miroslav. 2017. “The effect of degreasing on adhesive joint strength”. Advances in Science and Technology Research Journal 11 (1): 75-81.
• [22] Rudawska Anna, Ściuba Natalia, Dana Stančeková. 2016. “The influence of the mechanical surface treatment on the stainless steel sheets bonded joints strength”. Technologia i Automatyzacja Montażu 2: 55-59.
• [23] Rudawska Anna, Worzakowska Marta, Bociaga Elżbieta, Olewnik-Kruszkowska Ewa. 2019.” Investigation of selected properties of adhesive compositions based on epoxy resins”. International Journal of Adhesion and Adhesives 92: 23-36.
• [24] Rudawska Anna. 2007. „Operacje specjalne w technologii klejenia blach ocynkowanych”. Technologia i Automatyzacja Montażu (2-3): 100-103.
• [25] Silva Thiago C., Nunes Luiz C.S. 2014. “A new experimental approach for the estimation of bending moments in adhesively bonded single lap joint”. International Journal of Adhesion and Adhesives 54: 13-20.
• [26] Zielecki Władysław, Pawlus Paweł, Perłowski Ryszard, Dzierwa Andrzej. 2013. ”Surface topography effect on strength of lap adhesive joints after mechanical pre-treatment”. Archives of Civil and Mechanical Engineering 13 (2): 175-185.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).