تأثیر عملیات سطحی آج زنی صفحه فولادی بر استحکام اتصال چسبی با کامپوزیت کربن-فنولیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

2 مدیر آموزش های آزاد و توسعه دوره های کوتاه مدت سازمان مرکزی دانشگاه آزاد اسلامی/ عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی - واحد تهران شمال

3 مدیر گروه مکانیک، دانشکده مکانیک برق و کامپیوتر، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

چکیده

با توجه به نیاز برخی از صنایع به اتصال مستقیم لایه‌های فلز و کامپوزیت به یکدیگر و کاربردهای ویژه آن در صنعت، در این پژوهش به بررسی راهکاری جهت ایجاد اتصال چسبی میان فولاد و کامپوزیت کربن-فنولیک پرداخته شده است. از آنجا که این لایه کامپوزیتی، به طور ذاتی چسبندگی مناسبی با سطح فولادی ندارد، برای ایجاد یک اتصال پایدار، آماده‌سازی سطحی زیر لایه فولادی اجتناب ناپذیر است. در این پژوهش، جهت آماده‌سازی سطوح فولادی، از فرآیند آج زنی توسط چهار نوع قرقره آج با هندسه و گام‌های متفاوت استفاده شد و سپس با انجام آزمون کششی چسبندگی، استحکام اتصال چسبی لایه کامپوزیتی مذکور به سطح آنها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، عملیات آج زنی در حدود 50% از کل نمونه‌ها، افزایش استحکام اتصال چسبی را در مقایسه با نمونه دارای سطح صاف فلزی را سبب شده است. در مقایسه استحکام اتصال چسبی برای دو الگوی آج ضربدری و مستقیم، در حالت تساوی مساحت ناحیه تحت کشش و به ازای گام 0.6 میلی‌متر، استحکام اتصال چسبی ایجاد شده با الگوی آج مستقیم در حدود 5 برابر بیشتر از آج ضربدری شکل گزارش شد. همچنین بیشترین مقدار برای استحکام اتصال چسبی، برای سطح آماده‌سازی شده با استفاده از الگوی آج مستقیم و گام 0.6 میلی‌متر و به مقدار 12.62 مگاپاسکال گزارش شد که در مقایسه با سطح صاف ماشین‌کاری شده به مقدار 76% افزایش داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of knurling surface treatment on the strength of adhesively bonding between steel plate and carbon-phenolic composite

نویسندگان [English]

  • Shervin Esfandiari mazandaran 1
  • Ehsan Shakouri 2
  • Shahram Etemadi Haghighi 3
1 Islamic Azad University, Science and research branch
2 Islamic Azad University-North Tehran Branch
3 Department of mechanical engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Due to the need of some industries for the direct bonding of metal and composite layers to each other and its special applications in the industry, this paper examines the solution for adhesive bonding between steel and carbon-phenolic composite. Since this composite layer does not inherently have a good adhesion to the steel surface, steel substrate surface preparation is inevitable in order to create a resistant bonding. In this research, for the preparation of steel surfaces, the knurling process with four types of knurl wheels with different geometries and pitches was used and then, by applying the adhesion tensile test, the strength of adhesive bonding of the composite layer to their surface was investigated. The results showed that in about 50% of all samples, the knurling operation was able to increase the adhesive bond strength compared to the sample with smooth metal surface. In Comparison of adhesive bond strength for two cross and straight knurl patterns, the tensile bond strength created by straight knurl shape was reported about 5 times greater than the cross knurl shape in the case of equal tensile and at pitch equal 0.6 mm. Also, the highest value for adhesive bond strength was reported in 12.62 MPa for preparated surface by using of straight knurl shape at pitch equal 0.6 mm which increased by 76% compared to machined smooth surface.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adhesive bonding
  • Surface treatment
  • Carbon-phenolic composite
  • Knurling