CENTRINOS - Guida alla lavorazione degli acciai / Steel processing guide

24 BONDING The topic of fixed unions can be concluded presen- ting the bonding technique that provides for the adop- tion of structural adhesives with which can be achieved excellent results from the point of view of mechanical strength of the joint. This system certainly has considerable advanta- ges compared to conventional union systems: - ability to combine stainless steel with other less noble metals; - possibility to maintain unchanged the surface ap- pearance of the metal; - sealing of the nip, to avoid interstitial corrosion; - possibility to maintain the metallographic structu- re of the steel, without high thermal alterations for the junction. On the other hand, however, this joining technique has some limitations: - inability to make joints subjected to too high ther- mal loads; - the need to provide adequate substrate prepara- tion and appropriate setting times; - the need to properly design the joint to the applied type of stress. To obtain good performance characteristics of the bonded joint, you must be aware of the following poin- ts: 1) surface preparation; 2) joint design; 3) type of adhesive. Surface preparation You must create the right conditions for the adhe- sive to conveniently cover stainless steel surfaces. To do this, it is necessary to “activate” the metal surface or chemically (for example, with oxalic acid or sulfuric acid), or mechanically with inert abrasive (alumina or corundum). After the preparation, it is necessary to apply the adhesive within a short time, to avoid the steel become passive again. Joint design It is unthinkable that a joint, designed to be riveted or welded, can either be pasted. It is indeed necessary that a junction with adhesive is stressed essentially in pure shear or tensile, avoiding concentrated loads or stresses acting in the sense of favoring cracking or pe- eling. Type of adhesive The most used types of structural adhesives, mo- stly based on synthetic resins, are grouped in Table 5. As can be seen, they can be mono or bi-compo- nents and in different aggregation states: liquid, solid or mushy. Adhesives can also be constituted by a ther- moplastic or thermosetting resin, depending if it loses consistency or if it hardens with the temperature. Therefore, if in service will require a resistance to thermal loads, we will adopt thermosetting resins, whi- le, in absence of high temperatures, we will use ther- moplastics. Table 5 also shows the bonding mechanism and INCOLLAGGIO L’argomento delle unioni fisse può essere conclu- so presentando la tecnica dell’incollaggio che preve- de l’adozione di adesivi strutturali con i quali possono essere raggiunti ottimi risultati dal punto di vista della resistenza meccanica della giunzione. Questo sistema presenta certamente notevoli van- taggi rispetto ai sistemi di unione tradizionali: - possibilità di unire l’acciaio inox con altri metalli meno nobili; - possibilità di mantenere inalterato l’aspetto su- perficiale del metallo; - sigillatura dell’interstizio, in modo da evitare cor- rosioni interstiziali; - possibilità di mantenere inalterata la struttura me- tallografica degli inox, non facendo subire alterazioni termiche elevate per la giunzione. D’altro canto, però, questa tecnica di unione pre- senta alcuni limiti: - impossibilità di effettuare giunzioni sottoposte a carichi termici troppo elevati; - necessità di prevedere adeguate preparazioni su- perficiali e opportuni tempi di presa; - necessità di disegnare il giunto in modo adeguato al tipo di sollecitazione. Per ottenere delle buone caratteristiche prestazio- nali del giunto incollato occorre tenere presente alcuni punti: 1) preparazione superficiale;; 2) disegno del giunto; 3) tipo di adesivo. Preparazione superficiale Si devono creare le condizioni ottimali affinché l’a- desivo “bagni” convenientemente le superfici di acciaio inossidabile. Per far ciò è necessario “attivare” la su- perficie del metallo o chimicamente (per esempio, con acido ossalico o acido solforico), oppure meccanica- mente a mezzo abrasivo inerte (allumina o corindone). Dopo la preparazione è necessario applicare l’a- desivo in tempi brevi, per evitare che l’acciaio inox si ripassivi. Disegno del giunto Non è pensabile che un giunto, progettato per es- sere rivettato o saldato, possa indifferentemente esse- re incollato. È necessario infatti che una giunzione con adesivi venga sollecitata essenzialmente a trazione pura o a taglio, evitando carichi o sollecitazioni con- centrate che agiscono nel senso di favorire spaccature o spellature. Tipo di adesivo I tipi di adesivi strutturali maggiormente utilizzati, per lo più a base di resine sintetiche, sono raggruppati in Tabella 5. Come si può notare, essi possono essere mono o bi-componenti e presentarsi sotto diversi stati di aggre- gazione: liquido, solido o pastoso. Gli adesivi possono inoltre essere costituiti da una resina termoplastica o termoindurente, a seconda che perda consistenza o si indurisca con la temperatura. Pertanto, se in servizio occorrerà una resistenza ai carichi termici, si adotteranno resine termoindurenti,