Post on 05-Apr-2015
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Kleben
von T.Osipova, W.Karawaew, M.Schütz , P.Burde
Kleben
Kleben
von T.Osipova, W.Karawaew, M.Schütz , P.Burde
Geschichte des Klebstoffes
Kleben
von T.Osipova, W.Karawaew, M.Schütz , P.Burde
Definition von Klebstoff
"Ein Klebstoff ist ein nicht metallischer Werkstoff, der Körper durch Oberflächenhaftung (Adhäsion) und innere Festigkeit (Kohäsion) verbinden kann, ohne dass sich das Gefüge der Körper wesentlich ändert." (Definition von Klebstoff nach DIN-Norm 16920)
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Haftmechanismus
Zwei Kräftearten sind zuständig für die Wirkung einer Klebeverbindung:
• Adhäsion (Das Haften gleich oder verschiedenartiger Stoffe aneinander)
• Kohäsion (Zusammenhangskräfte zwischen den Atomen bzw. Molekülen eines Stoffes)
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Einsatz von Klebstoffen
• Maschinenbau
• Kraftfahrzeugbau
• Flugzeugbau
• Anlagenbau
• Elektroindustrie
• Verpackungsbereich
Kleben
Vorteile des Klebens
• Fügeteile werden keinen großen Temperaturen ausgesetzt• verbinden gleicher und verschiedenartiger Werkstoffe• spaltfreie, isolierende und auch dichtende Verbindung möglich• gleichmäßige Kraft- und Spannungsverteilung• keine Querschnittsminderung z.B. durch Bohren bei
Schraubverbindungen und somit keine Schwächung der Fügeteile• große Gewichtsersparnis gegenüber Schraubverbindungen• größere Toleranzen der Fügeteile möglich• keine Kontaktorrosion und Verringerung der Spaltkorrosion• isolierend gegen Wärme und Elektrizität• oft Kostengünstiger• elastisch und schwingungsdämpfende Eigenschaften
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Kleben
Nachteile des Klebens
• geringe Hitzebeständigkeit, keine Schäl- und Dauerfestigkeit• zusätzlicher Arbeitsgang der Oberflächenvorbereitung nötig• zum Teil lange Aushärtezeiten bis zur Endfestigkeit der Verbindung• Veränderung der Festigkeit durch Alterung• Neigung zum Kriechen bei konstanter Dauerlast• vielfach Flächendruck und Wärme zum Abbinden notwendig• empfindlich gegen Schlag- und Stoßbelastung• grundsätzlich ist eine Überlappung erforderlich• zerstörungsfreies Prüfen der Verbindung vielfach nicht möglich
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Klebstoffarten
K on tak tk lebs tof fe S chm elzk lebs tof fe P las tisole
P hys ikalisch abbin dendeK lebstof fe
P olym erisation sk lebs tof fe P olyadditionsk lebstof fe P olykon densation sk lebs tof fe
C hem isch abbindendeK lebstof fe
Klebstoffarten
Kleben
Vorbehandlung der Klebflächen
Gute Basis
• trocken
• staubfrei
• fettfrei
Materialspezifisch
• beizen
• anschleifen
• Haftvermittler
• Korrosionsschutzöl
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Beanspruchung der Klebeverbindung
Zug/Druck- Scher- Schäl-
Beanspruchung
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Kenngrößen der Klebeverbindung
• Bindefestigkeit
• Schälfestigkeit
• Dauer- und Zeitstandsfestigkeit
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Bindefestigkeit
blF
A
F
ü
m
Kb
mKb
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Schälfestigkeit
b
Fm'
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Dauer- und Zeitstandsfestigkeit
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Einflüsse auf die Festigkeit
Feuchtigkeit
Strahlung
Temperatur
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Allgemeine Gestaltungsregeln
+
-
-
+
-
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Gestaltung von Blechverbindungen
unzweckmäßig zweckmäßig
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Gestaltung von Blechverbindungen
unzweckmäßig zweckmäßig
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Gestaltung von Winkelverbindungen
unzweckmäßig zweckmäßig
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Gestaltung von Rohrverbindungen
unzweckmäßig zweckmäßig
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Gestaltung von Rundverbindungen
unzweckmäßig zweckmäßig
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Berechnungsgrundlagen
• Zugbeanspruchung
Stb
SAF KBKBKl
max
• Schubbeanspruchung
Slb
SAF KB
üKB
Kl
max
Sdb
SAdT KBKBKl
2
max 5,05,0
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Schweißen
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Definition:
• Unlösbare Verbindung mit Anwendung von Wärme oder Druck, mit oder ohne Schweißzusatzstoffe.
• Verbindungsschweißen ist Fügen • Auftragsschweißen ist Beschichten
Es wird unterschieden: • Manuelles Schweißen• halbautomatisches Schweißen• vollautomatisches Schweißen
Schweißen
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schweißbar sind:
• metallische Materialien (Stähle bis 0,22% C)
• thermoplastische Kunststoffe
• Glasfasern artgleiche Werkstoffe
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Vorteile des Schweißens
• gestattet statisch und dynamisch günstige und elegante
Formgebungen• verwindungsfreie Bauweise von hoher Festigkeit• erleichtert Vorfabrikation und Montagearbeiten• reduziert Transportkosten• instand setzen schadhafter Teile ist oft preiswert, schnell und
vollwertig• Gewichtsersparnisse durch geringe Wanddicken und kleinere
Bauteilquerschnitte• Werkstoffsparende, wirtschaftliche Leichtbauweise • größere konstruktive Gestaltungsfreiheit • dichte Verbindung
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Nachteile des Schweißens
erfordert hohe Wärmeeinbringung d.h. :
• Wärmespannungen• Veränderung des Gefüges• Formänderungen der Bauteile• Verwerfungen sind möglich• nach dem Schweißen ist oft Spannungsarm- oder Normalglühen
nötig• hohe Anforderungen an die Qualifikation des Schweißpersonals • das Richten verworfener Schweißteile durch die
Wärmeausdehnung ist zeit- und kostenaufwendig• beim Schweißen ist man auf artgleiche Werkstoffe angewiesen
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Stoßarten beim Schweißen
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• standardisierte Prüfverfahren und Prüfkörper nach Normen
• kann nicht zerstörungsfrei geprüft werden
• zerstörende Prüfverfahren an Referenzproben
Prüfen der Klebeverbindung
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Zerstörungsfreie Prüfverfahren:
• visuelle Prüfung • Farbeindringprüfverfahren • Magnetpulverprüfung • Röntgenprüfung • Isotopenprüfung• Ultraschallprüfung• Wirbelstromprüfung
Prüfen der Schweißverbindung
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Zerstörende Prüfverfahren:
• Härteprüfung • Metallographische Prüfung (Makroschliff) • Kerbschlagbiegeversuch • Zugversuch
Prüfen der Schweißverbindung