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Werkstofftechnik 2 - Kleben

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Werkstofftechnik 2

Kleben

Das Kleben stellt die dritte Verbindungsart von metallischen Werkstoffen dar.

Klebstoffe
Klebstoffe

Hierbei werden die Fügeteile mit Klebstoffen verbunden. Die Klebeverbindung setzt zwei existentielle physikalische Vorgänge voraus:

  • Adhäsion: Ein mechanischer Zusammenhalt beteiligter Phasen, durch molekulare Wechselwirkungen der Grenzflächenschicht.
    $\rightarrow $ Haftung der Klebschichten an den Oberflächen der Fügeteile.
  • Kohäsion: Auftreten von Bindungskräften zwischen Molekülen und Atomen innerhalb eines Stoffs.
    $\rightarrow $ Kräfte, die den Klebstoff zusammenhalten. 

Merke

Die Klebeverbindung selbst besteht aus den Fügeteilen und der verbindenden Klebeschicht.
Klebeverbindung mit Kohäsion und Adhäsion
Klebeverbindung mit Kohäsion und Adhäsion

Klebevorgang

Beim Kleben werden die gereinigten Fügeteile mit flüssigem Klebstoff benetzt und es wird ein Formschluss durch aneinanderpressen erzeugt. Die dabei auftretenden Wechselwirkungen sind die Chemisorption und die Physiosorption. Je nach Klebstoffverhalten unterscheidet man zwischen:

  • Schmelzklebstoffe [Polyolefine, Polyamide, Ethylen-Vinyl-Acetat]
  • Reaktionsklebstoffe [Zweikomponentenkleber]
  • lösungsmittelhaltige Klebstoffe [Polyurethane]

Merke

Egal welcher Klebstoff eingesetzt wird, der oberste Zweck eines Klebstoffs besteht darin, dass eine Trennung der verklebten Flächen unterbunden wird. 

Vor- und Nachteile von Klebeverbindungen...

...im Vergleich zu anderen stoffschlüssigen Bindungsarten:

Nachteile

  • Obwohl Kleben eine vergleichsweise schwache Bindungsart darstellt, gibt es die Möglichkeit durch konstruktive Maßnahmen die Widerstand gegen Werkstofftrennungen zu erhöhen:
Klebeverbindungen
Klebeverbindungen
  • Auch in Bezug auf Wärmefestigkeit und Langlebigkeit schneiden Klebeverbindungen im allgemein schlechter ab als Schweiß- oder Lötverbindungen.

Vorteile

  • Dennoch besitzt die Klebeverbindung Vorteile, die von den anderen Verbindungsarten nicht erfüllt werden können. So lassen sich Klebeverbindungen auch bei niedrigen Temperaturen herstellen.
  • Ferner ist man bei der Auswahl der "Klebepartner" viel variabler. Eine Verbindung von Stahl mit Titan, oder Metallen mit Kunststoffen kann mit Löten oder Schweißen nicht durchgeführt werden, weshalb man Klebstoff einsetzt.  
  • Klebstoffe isolieren die Fügeteile voneinander in thermischer, mechanischer und elektrischer Hinsicht.
  • Eine Kontaktkorrosion wird zusätzlich unterbunden $\rightarrow $ keines der Fügeteile geht in Lösung.