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Progettazione di giunti adesivi per la resistenza

Spesso, quando si passa da un metodo di tradizionale, meccanico o termico, a un fissaggio adesivo è necessario riprogettare il giunto per ottenere una maggiore resistenza alla trazione, alla compressione e al taglio, eliminando gli sforzi di sfaldamento o pelatura. Alcune comuni configurazioni di giunti sono molto adatte ai fissaggi meccanici o termici, ma devono essere migliorate per essere utilizzate con un adesivo.

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Miglioramento della resistenza per i giunti a testa con adesivo

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Scopri come le giunzioni con linguetta e scanalatura offrono un incollaggio più resistente rispetto ai giunti squadrati di testa. Immagine di giunto squadrato di testa e del design migliorato, ovvero il giunto con linguetta e scanalatura.
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I giunti di testa sono comuni nelle saldatura, quando si assemblano due tubi cilindrici o rettangolari. La maggior parte dello sforzo applicato è di sfaldamento, ma se i tubi vengono separati, è possibile che sia presente anche della tensione. Le forze di sfaldamento presenti nei giunti di testa non sono adatte ai fissaggi con adesivo. Di conseguenza, se si vogliono utilizzare adesivi per questi giunti, occorre modificarli.

Le giunzioni cilindro-in-cilindro costituiscono delle modifiche dei giunti di testa caratterizzate dall'aggiunta di un cilindro di diametro piccolo in un cilindro cavo più ampio. Questa nuova progettazione sottopone l'adesivo a una forza di taglio allineata, mentre le forze di sfaldamento sono mitigate dal blocco meccanico dei tubi. Ottimizzare la superficie di incollaggio regolando i raggi dei tubi o sovrapponendo la lunghezza della giunzione è relativamente semplice. Per le applicazioni relative alla lavorazione del legno, il giunto a linguetta e scanalatura è un metodo diffuso per sfruttare la resistenza meccanica del legno e sovrapporre la resistenza dell'adesivo.

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Rinforzare i giunti a T con tenone e mortasa

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Scopri come i giunti a tenone e mortasa offrono un incollaggio più resistente rispetto ai giunti ad angolo o a T. Immagine di giunto a T, di un giunto angolare e un  giunto adesivo più resistente con tenone e mortasa.
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I giunti a T sono molto utilizzati per saldare due componenti tra loro e sono comuni nei sistemi di incollaggio meccanici per montaggio perpendicolare. Quando vengono applicate degli sforzi a questi giunti, si tratta per lo più di sforzi di sfaldatura lungo il braccio. Si tratta di un giunto molto debole per gli adesivi.

Per migliorare un giunto a T, molti giunti adesivi vengono riprogettati in giunzioni con tenone e mortasa. Questo tipo di design, infatti, applica gli stessi sforzi, ma sotto forma di taglio, tensione e compressione dell'adesivo, oltre a offrire il vantaggio di un blocco meccanico per migliorare la resistenza. Quando la giunzione con tenone e mortasa non è applicabile, (come accade, ad esempio, per numerose applicazioni di lavorazione dei metalli), è possibile incorporare una flangia nel componente perpendicolare per trasformare parte dello sforzo in taglio e aumentare l'area di contatto dell'adesivo.

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Migliorare le configurazioni dei giunti ad angolo

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Scopri come i giunti con imbrigliatura offrono un incollaggio più resistente rispetto ai giunti obliqui o angolari. Immagine di giunti angolare e obliquo e del giunto con imbrigliatura migliorato.
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I giunti obliqui sono comuni a molte applicazioni. Quando viene applicata una forza, insieme alla resistenza meccanica è presente anche un ampio sforzo da sfaldatura disallineato sul braccio. Analogamente alle configurazioni a T, questi giunti tendono a essere molto robusti e resistenti quando si utilizzano metodi di fissaggio meccanici o termici.

Come avviene con le modifiche ai giunti a T, gli angoli possono essere rinforzati con l'aggiunta di un meccanismo di interblocco, come un giunto con imbrigliatura, per distribuire gli sforzi in piano sul lato adesivo. Analogamente ad altri giunti adatti agli adesivi, lo sforzo di sfaldatura viene convertito in taglio mantenendo il vantaggio meccanico post-and-beam.

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Design dei giunti adesivi per l'incollaggio di pannelli affiancati

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Scopri come i giunti a sovrapposizione offrono un incollaggio più resistente rispetto ai giunti squadrati di testa. Immagine di giunto squadrato di testa e di giunto rinforzato a sovrapposizione.
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I giunti squadrati di testa sono diffusi nei lavori di saldatura, quando si assemblano due piastre affiancate. Per tenere insieme due pannelli di grandi dimensioni nelle applicazioni come ripiani in laminato, vengono utilizzati sistemi di incollaggio con scanalature a doppia azione.

Questi design dei giunti sono spesso sufficienti per fissaggi termici o meccanici, ma, come avviene per i giunti tubo-in-tubo, sottopongono l'adesivo a sforzi non necessari. I giunti a sovrapposizione costituiscono uno dei giunti adesivi più comuni a livello industriale, per applicazioni come l'assemblaggio di due pannelli, l'incollaggio di pannelli ai telai o il confronto tra adesivi per scopi di R&D o di design. Lo sforzo da sfaldamento del giunto squadrato di testa è ora per lo più uno sforzo di taglio applicato sulla linea di incollaggio, sebbene lo sfaldamento persista in una qualche misura.


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