kleben von t.osipova, w.karawaew, m.schütz, p.burde kleben

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von T.Osipova, W.Karawaew, M.Schütz , P.Burde

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Geschichte des Klebstoffes

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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

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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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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

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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