مقایسه‌ی اثرات فرآیندهای شات‌بلاست و سندبلاست بر استحکام اتصالات چسبی آلومینیوم‌

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس دانشکد ههای فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله، تأثیر زبری سطح حاصل از فرآیندهای آماده سازی سطح شات‌بلاست و سندبلاست بر استحکام برشی اتصالات چسبی تک لبه مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور مطالعۀ تجربی، قطعات از ورق آلیاژ آلومینیوم 2024 بریده شده و فرآیند شات‌بلاست در چهار مدت زمان مختلف و فرآیند سندبلاست در چهار فشار متفاوت روی قطعات انجام شد. سطوح آماده سازی شده دو به دو و به صورت تک لبه توسط چسب دوجزئی آرالدیت 2015 با ویسکوزیتۀ بالا و چسب اپوکسی 1012با ویسکوزیتۀ پایین متصل گردیده‌اند. با طراحی آزمایش‌های تجربی، اثر پارامترهای این فرآیندها بر زبری سطح و استحکام نهایی نمونه‌ها بررسی شد. به منظور تعیین استحکام اتصالات از آزمون کشش استفاده شده و نتایج به‌صورت مقایس های ارائه گردید. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش زبری سطح نمونه‌های شات‌بلاست و سندبلاست شده، استحکام برشی نهایی به‌طور پیوسته افزایش یافته است. زبری و پرداخت سطح بهینه برای چسب‌های نرم و ترد یکسان بوده است که عدم وابستگی زبری سطح بهینه به نوع چسب در نمونه‌های آماده شده به روش سندبلاست و شات‌بلاست را نشان می‌دهد. بیشترین استحکام برشی نهایی این اتصالات مربوط به فرآیند آماده‌سازی سندبلاست در حداکثر فشار 6 بار با زبری سطح 6/ 0 میکرومتر بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Comparison of the Effects of Shot Blasting and Sandblasting Processes on the Strength of the Aluminum Adhesive Bonded Joints

نویسندگان [English]

  • A. Safari
  • M. Farahani
Mechanical Engineering department, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this paper, the influences of surface roughness on the strength of the single lap adhesive joints for the prepared adherent with shot blasting and sandblasting processes were examined. Sheets from 2024-T3 aluminum alloy were cut into pieces and then shot blasted at four different durations and sandblasted with four different pressures. Prepared aluminum specimens were jointed using two different adhesives, two-component Araldite 2015 with high viscosity and epoxy HPL1012/HPH112 with low viscosity. The effects of process parameters on the surface roughness of the adherent and ultimate shear strength of the joint were investigated using design of experiments technique. Tensile test was used to determine the ultimate strength of the joints. The obtained results were presented comparatively. It was shown that by increasing the surface roughness of shot blasted and sandblasted samples, the ultimate shear strength of the joints increases continuously. The optimum surface treatment for ductile and brittle adhesives was similar that shown no relation of this optimum roughness to adhesive type in the prepared samples with sandblast and shut blast processes. The highest ultimate shear strength was obtained for the sandblasted specimens at maximum pressure of 6 bar with 0.6 micrometers of surface roughness.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Surface roughness
  • Shot blast
  • Sandblast
  • Surface preparation
  • Adhesive joints

مراجع

[1] R.M. Jones, Mechanics of Composite Materials, Scripta Book Company, Washington DC, 1975.
[2] P.M. Lonardo, A.A.G. Bruzzone, Influence of Surface Roughness Parameters on the Mechanical Strength in Metal Gluing, CIRP Annals, 38(1) (1989) 571-574.
[3] M. Banea, L.F. da Silva, Adhesively bonded joints in composite materials: an overview, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications, 223(1) (2009) 1-18.
[4] S.-Y. Fu, X.-Q. Feng, B. Lauke, Y.-W. Mai, Effects of particle size, particle/matrix interface adhesion and particle loading on mechanical properties of particulate–polymer composites, Composites Part B: Engineering, 39(6) (2008) 933-961.
[5] A. Rudawska, Selected aspects of the effect of mechanical treatment on surface roughness and adhesive joint strength of steel sheets, International Journal of Adhesion and Adhesives, 50 (2014) 235-243.
[6] T. Şekercı́oǧlu, H. Rende, A. Gülsöz, C. Meran, The effects of surface roughness on the strength of adhesively bonded cylindrical components, Journal of Materials Processing Technology, 142(1) (2003) 82-86.
[7] S. Aydin, M.Y. Solmaz, A. Turgut, The effects of adhesive thickness, surface roughness and overlap distance on joint strength in prismatic plug-in joints attached with adhesive, International Journal of Physical Sciences, 7(17) (2012) 2580-2586.
[8] E. Njuhovic, A. Witt, M. Kempf, F. Wolff-Fabris, S. Glöde, V. Altstädt, Influence of the composite surface structure on the peel strength of metallized carbon fibre-reinforced epoxy, Surface and Coatings Technology, 232 (2013) 319-325.
[9] C. Mandolfino, E. Lertora, C. Gamparo, Effect of surface pretreatment on the performance of adhesive-bonded joints, Key Engineering Materials, 554 (2013) 996-1006.
[10] N. Atikah, M. Afendi, S. Hirmaliza, M. Majid, N. Amira, M.N. Mazlee, Strength of Ductile Adhesive Butt Joint Bonded with Dissimilar Adherents: Effect of Surface Roughness, Applied Mechanics & Materials, 554 (2014).
[11] S. Budhe, A. Ghumatkar, N. Birajdar, M. Banea, Effect of surface roughness using different adherend materials on the adhesive bond strength, Applied Adhesion Science, 3(1) (2015) 20.
[12] R.D.S.G. Campilho, M.D. Banea, J.A.B.P. Neto, L.F.M. da Silva, Modelling adhesive joints with cohesive zone models: effect of the cohesive law shape of the adhesive layer, International Journal of Adhesion and Adhesives, 44 (2013) 48-56.
[13] E.M. Petrie, Handbook of Adhesive and Sealants, Second Edition, McGraw-Hill, New York, 2007.
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
دوره 50، شماره 5
آذر و دی 1397
صفحه 1015-1022

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار