اتصال فلزات توسط چسب ها

مزایا، کاربردها و اقدامات لازم

چسب ها مزایای بسیاری دارند به طوریکه آنها را به عنوان یک جایگزین قابل توجه در برابر اتصال های مکانیکی ویا حرارتی مانند جوشکاری و لحیم کاری مطرح میکند.چسبها میتوانند برای سطوح غیر مشابه با نقاط ذوب متفاوت موثر باشند.آنها باعث ایجاد اعوجاج، تخریب رنگ یا خزش جوشکاری نمی شوند.نیازی نیست که سوراخهایی برای اتصال در ماده ایجاد شود.همچنین آنها بارهای تنشی را روی سطوح پهن به یکنواخت توزیع میکنند.

چسبهایی که در فرآیندهای مونتاژی شامل سطوح فلزی وسایر قطعات استفاده می شوند به دو دسته تقسیم میشوند: چسب های سازه ای(structural adhesives) که برای مقید ساختن قطعات استفاده میشوند و برای تحمل بار استفاده میشوند.و چسب های ماشین آلات(machinery adhesives) که عموما آب بندی یا نیروی نگهدارنده اتصالات مکانیکی را تقویت و تکمیل می کنند.

بادانستن مزایای کاربردی و فرایندی ای که چسب ها ارائه می کنند، میتوان به طور موثری عملیات تولید را ساده کرده و مجموعه های بزرگ را مونتاژ کرد و در عین حال هزینه های کلی مونتاژ را پایین آورد.

مزایای چسبها:

  • برای سطوح فلزی متفاوت با نقاط ذوب متفاوت موثرند.
  • باعث ایجاد اعوجاج، تخریب رنگ و تابیدگی جوشکاری که عملیات اصلاحی بعدی مانند سنگ زنی و یا رنگ آمیزی را می طلبد نمیشوند.
  • نیازی به سوراخکاری ماده برای آماده سازی اتصال ندارند.حذف کردن ماده(ایجاد سوراخ) ممکن است طراحی مجموعه را تغییر داده و سطح را تضعیف کند.
  • بارهای تنشی را روی سطوح پهن و یا concen به طور یکنواخت توزیع کرده و تنش را روی اتصال کاهش میدهند.
  • داخل مجموعه دیده نمیشوند.
  • در برابر تنش های خمشی و ارتعاشی مقاومت می کنند.
  • مانند یک باند اتصال را آب بندی کرده و آ آنرا در برابر خوردگی محافظت میکنند.
  • به سادگی میتوانند سطوحی با شکلهای نا منظم را متصل کنند.
  • می توانند مواد حساس به حرارت را متصل نمایند.
  • روی وزن مجموعه تاثیر چندانی ندارند.

محدودیتها شامل موارد زیر میشوند:

  • متصل کردن و عمل آوردن چسب برای رسیدن به بیشترین نیرو، ممکن است زمان مونتاژ را افزایش دهد.
  • آماده سازی سطوح باعث افزایش زمان و هزینه مواد می شود.
  • این نوع اتصالات نمی توانند به آسانی دمونتاژ شوند.

چسبهای سازه ای(structural adhesives)

مقاومت حرارتی و شیمیایی یک چسب برای اتصال فلزات مهم می باشند.لایه فلز و چسب تفاوت زیادی در ضریب انبساط حرارتی(CTE) دارند که در اثر سرد و گرم شدن مداوم میتواند باعث تضعیف اتصال شود.برخی از چسب ها به میزان کافی حالت فنری دارند تا این تنشها را خنثی کنند.برای فلزاتی مثل آلومینیوم و آهن که یک لایه سست اکسید میتواند در محیط مرطوب در سطح آنها شکل بگیرد، برخی از چسب ها از رسیدن رطوبت به سطح فلز در محل اتصال جلوگیری می کنند.

هفت خانواده از چسبها به طور معمول برای اتصال فلزات استفاده می شوند شامل: چسب های اکریلیک دو جزیی بدون نیاز به مخلوط شدن( قبل از اتصال)، چسبهای اکریلیک دو قلو مخلوط شدنی، چسب های دوقلوی اپوکسی، و پلی اورتان ها اتصالاتی با استحکام بالا را ایجاد می کنند و می توانند در محیط های نا مناسب مقاومت کنند.

سه گروه دیگر شامل چسب ها سینو اکریلیت ها، اکریلیت های حساس به نور light-cure acrylics) برای کاربردهای خاص مناسبند اما مقاومت کمتری در محیط های نامناسب داشته و استحکام پایین تری نسبت به سایر گروه ها دارند.

Two-part no-mix acrylics: برای استفاده از این چسب اکرلیک، نیاز به مخلوط کردن دو جزء قبل از اتصال نیست هر جزء را روی یک قطعه می مالند که پس از اتصال باهم ترکیب میشوند.این گروه از چسب ها محکم و بادوام اند و میتوانند استحکام اتصال را خیلی سریع ایجاد کنند ولی عمق عمل کمی دارند.

Tow-part mix acrylics: چسبهای اکریلیک دوقلو مخلوطی عمق عملکرد بیشتری دارند و محکم و بادوام اند ولی به زمان بیشتری برای عمل آوری نیاز دارند.

Two-part epoxies: اپوکسی های دو قلو استحکام بالا، دوام و عمق عملکرد و مقاومت دمایی عالی ارائه می کنند ولی نسبت به خانواده اکرلیک ها کند تر عمل میکنند.

Polyurethanes: پلی اورتان ها انعطاف و استحکام ممتازی ایجاد می کنندولی نسبت به اکرلیک ها دیرتر عمل میکنند وتنها تا ۳۰۰ درجه فارنهایت(۱۵۰ درجه سانتی گراد) مقاومت می کنند.

Cyanoacrylates, or instant adhesives: سینا اکریلیت ها یا چسب های فوری مواد شیمیایی یک قسمتی هستند که در دمای محیط به سرعت عمل کرده و استحکام برشی بالایی ایجاد می کنند.البته این حسن در قابل از دست دادن عمق عمل کم و مقاومت کم در برابر پوسته شدن می باشد.

Light-cure acrylics: اکریلیک هایی با عمل آوری نوری چنانچه در برابر نور مناسب قرار گیرند ظرف چند ثانیه عمل میکنند و استحکام خوبی ایجاد می کنند.ولی به طور کلی باید در جایی مورد استفاده قرار گیرند که یکی از سطوح بتواند نور را در راستای اتصال عبور دهد.

Silicones: سیلیکون ها زمان عمل آوری بیشتر و چسبندگی کمتری دارند ولی ویژگی های خود را در بازه وسیعی از دما حفظ می کنند و مقاومتی عالی در برابر شرایط محیطی نشان می دهند.

بهترین نوع چسب سازه برای یک کاربرد خاص باید با توجه به عوامل بحرانی مثل سطوحی که باید متصل گردند، محیط کاربری نهایی و فرایند تولید انتخاب شود.

چسب های ماشین آلات:

اصطلاح چسب ماشین آلات برمیگردد به چسبهای ناهوازی که عموما” برای کاربردهایی مانند قفل رزوه استفاده می شوند(:نگهداری صلب،مجموعه های استوانه ای و آب بندی بین فلنج ها). یک چسب ناهوازی تا زمانی که با اکسیژن تماس نداشته باشد در کنار یونهای فلزی مانند یونهای مس یا آهن مایع باقی می ماند. برای مثال هنگامی که یک چسب ناهوازی در مونتاژ رزوه ای بین پیچ و مهره قرار میگیرد به سرعت عمل میکند و سخت می شود تا اتصال محکم همراه با چسبندگی مقاومی را بین بسیاری از فلزات شکل دهد.اگر چه کاربرد چسب های ناهوازی بسیار متنوع هستند ولی چسب ها در اکثر موارد مقاومت برشی بالا و خم پذیری خیلی کم و یا مقاومت کم در برابر پوسته شدن از خود نشان می دهند.

هنگامی که محصولات ناهوازی برای قفل کردن یک مجموعه رزوه ای به یکدیگر مورد استفاده قرار میگیرند، از شل شدن و خوردگی مجموعه جلوگیری می کنند، نیروی کلمپ مناسب را نگهداری می کنند و باعث ایجاد گشتاور کنترل شده ای برای باز کردن مجموعه می شوند.

وقتی که مایع قفل کننده رزوه عمل می کند زنجیره هایی از پلیمر را تشکیل می دهد که راه خود را به داخل هر نقصی که در رزوه ها وجود داشته باشد پیدا میکنند. چسب ها به طور کامل شکاف های میکروسکوپیک بین سطوح متداخل رزوه را پر میکنند تا مجموعه رزوه را تثبیت و آببندی کرده و از حرکتهای بعدی جلوگیری نمایند.همچنین اتصال را در برابر خوردگی که در اثر رطوبت، گازها و سیالات اتفاق می افتد محافظت کنند.

برای عملیات تولیدی که در آن کاربرد چسب های مایع قفل کننده رزوه مطلوب نیست، قفل کننده های رزوه خشک موجودند که در حین مونتاژ مجموعه رزوه ای عمل می کنند.ضخامت بیشتر این نوع چسب باعث شده است که کاربرد وسیعی در زمینه آب بندی مقاطع لوله های رزوه شده به یکدیگر پیدا کند.

این مواد علاوه بر از بین بردن شل شدن رزوه، مانع ساییدگی نیز میشوند و از نشتی اتصال جلوگیری میکنند.

برای یک مجموعه سلب استوانه ای مثل اتصال شافت و بوش، چسبهای ناهوازی و مواد نگهدارنده شما را قادر می سازد تا مجموعه هایی را متصل کنید که مونتاژ آنها تنها از طریق جا زدن انقباضی یا پرسی ممکن بوده است.مونتاژ انقباضی و پرسی اغلب مستلزم تلرانسها دقیق تولیدی و پرداخت سطحی پر هزینه ای شامل سرد وگرم کردن پر زحمت اجزاء پیش از مونتاژ هستند و میتوانند به تابیدگی مجموعه منجر شوند.مواد نگهدارنده به شما امکان میدهند که تلرانسها باز کنید، الزامات پرداخت سطح را ساده کنید و مجموعه مونتاژی مقاومی را تولید کنید.

چسب های ناهوازی همچنین به طور وسیعی به عنوان واشرهایی “در محل شکل گیرنده” که آببندی بین سطوح فلنج ها را تامین میکنند، مورد استفاده قرار می گیرند.به این علت که این مواد به شما امکان می دهند اتصالی دقیقی بین سطوح فلزی فلنج ایجاد کنید، نیاز به پرداخت سطحی سختگیرانه و کنترل شده فلنجها را برطرف می کنند.همچنین مشکلاتی را که برای واشرهای فشاری اتفاق می افتد(مثل کم شدن فشار، آزاد شدن پیچ و شل شدن اتصال) رفع می کنند.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگو شرکت کنید؟
نظری بدهید!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *