23 października 2017


Klejenie, jak każda technologia, ma swoje ograniczenia i wymagania. Nie można więc przekładać wprost rozumowania stosowanego przy innych technologiach.

Marek Bernaciak

Podstawą jest zrozumienie, że klejenie preferuje pewne kierunki i rodzaje obciążeń, a innych nie lubi. Omówmy je pokrótce.

ksztaltowanie polaczen klejonych

Rodzaje naprężeń działających na złącza klejone wraz z oceną sposobu kształtowania złącza i rodzajami zalecanych klejów
Do opisu każdego rodzaju naprężeń dołączam poglądowy rysunek złącza z zaznaczonymi kierunkami naprężeń.
Ścinanie
Kleje generalnie je uwielbiają. Właśnie dlatego klej dobrze trzyma na dużej powierzchni. Jeśli tylko można, należy zaplanować tzw. zakładkę.

1 polaczenia klejone tworzywa sztuczne
Rys. 1  Ścinanie

Ściskanie
Znowu bingo! Powierzchnia styku dwóch podłoży nigdy nie jest doskonale płaska. Jeśli położymy deskę na betonie albo nawet metalową płytę (na przykład podstawę maszyny) na innej metalowej płycie, te powierzchnie nie stykają się całe, stykają się tylko wierzchołki ich chropowatości. Dlatego częstym zjawiskiem jest wygniatanie się podłoża, zwłaszcza gdy jeden substrat jest znacznie twardszy od drugiego.
Klej wypełnia przestrzenie między wierzchołkami chropowatości i rozkłada siły nacisku na większej powierzchni. Dlatego na przykład klei się złącza szyn kolejowych razem ze skręcaniem śrubami. Posadawia się także maszyny na żywicach. Chociaż to inna historia.
Kleje do zastosowania: twarde, wytrzymałe i lejne, jak epoksydy lub dwuskładnikowe poliuretany. Nie za grubo, ale tyle, żeby wszystkie szczeliny były zapełnione, żeby element górny pływał na kleju w czasie łączenia.

2 polaczenia klejone tworzywa sztuczne
Rys. 2  Ściskanie

Rozciąganie
Klej ma w takim wypadku zwykle znacznie mniejszą wytrzymałość niż materiał rodzimy. Krótko mówiąc, sklejone tworzywo sztuczne poddane obciążeniom rozciągającym pęknie na złączu klejonym.
Co zrobić? Zmienić obciążenie na ścinające, czyli zastosować zakładkę.
Kleje do zastosowania: elastyczne, kompensujące nierówne rozkłady naprężeń, na przykład silikony, polimery MS, elastyczne poliuretany. Nakładaj grubo, zostaw minimum 1-milimetrową szczelinę, grubsza niż 4 mm też nie zawadzi. Raczej nie będziesz żałował.

3 polaczenia klejone tworzywa sztuczne
Rys. 3  Rozciąganie


Rozłupywanie
Niebezpiecznie… kleje nie lubią skupionych obciążeń. Dlatego jeśli chcesz zniszczyć połączenie klejone, zastosuj klin i włóż coś cienkiego, ostrego i staraj się rozłupać. Znasz to na pewno z praktyki, jeśli chcemy odkleić okleinę od drewnianej powierzchni, należy ją podważyć nożem. Delikatnie, ale i tak złącze zacznie się rozwarstwiać.
Kleje do zastosowania: o dobrej adhezji, ale elastyczne. Idealne w większości wydają mi się polimery MS albo poliuretany z dobrze dobranym podkładem (primerem). Elastyczne kleje są w takich sytuacjach mocniejsze niż mocne, sztywne kleje, na przykład epoksydowe. Dzieje się tak dlatego, że naprężenia rozkładają się na większej objętości. Nie dochodzi wtedy do ich skupienia w małych, często nawet nie liniowych, ale punktowych miejscach zapalnych, jakimi są krawędzie na styku kleju i materiału rodzimego.

4 polaczenia klejone tworzywa sztuczne
Rys. 4  Rozłupywanie


Oddzieranie
Nie, nie, nie… nigdy tak nie projektuj! Klejenie nie lubi obciążeń skupionych (pamiętasz, przed chwilą o tym mówiliśmy). Aby zniszczyć połączenie klejone, można dodatkowo naciąć podłoże elastyczne i oddzierać je paskami. Tak można odrywać na przykład paski sztucznej skóry (wykonanej z PCV) od sztywnego podłoża. By zamienić kierunek obciążeń, zrób chociażby tak, jak na rysunku 6. Widzisz, da się.
Jak w takim razie projektować prawidłowe połączenia klejone na tworzywach sztucznych? Przyjrzyjmy się kilku przykładom.

5 polaczenia klejone tworzywa sztuczne

Rys. 5  Odzieranie

6 polaczenia klejone tworzywa sztuczne

Rys. 6  Projekt alternatywny dla pokazanego na rysunku 5

 

Zalecane sposoby rozkładania naprężeń przy złączach klejonych
Do każdego opisu typu złącza dołączam poglądowy rysunek złącza z widoczną spoiną klejową.
Ekran
Ten kształt złącza pozwala na zachowanie szczelności i estetyki. Dodatkowo można potraktować wypływkę kleju jako narzędzie kontroli jakości. Jeśli jest równomierna, może nawet spełniać rolę ozdobną.