Tra le tecniche di giunzione della lamiera l’incollaggio presenta peculiarità non riscontrabili in altre tecniche quali ad esempio i vari tipi di saldatura o le unioni meccaniche. Affineché sia efficace è necessario porre particolare attenzione alla scelta dell’adesivo e svolgere alcune operazioni preliminari sui componenti da giuntare, vediamo come.
Vantaggi e peculiarità dell’incollaggio di lamiere
L’utilizzo degli adesivi per realizzare giunzioni tra componenti in lamiera presenta diversi vantaggi fra cui la possibilità di unire senza distorsioni particolari molto sottili, realizzati con i più disparati materiali, anche diversi tra loro, creando geometrie comunque complesse. Inoltre, un giunto incollato garantisce una distribuzione uniforme degli sforzi e quindi quasi totale assenza di concentrazioni di tensione negli aderendi.
Negli ultimi anni, gli incollaggi strutturali hanno subito un’importante evoluzione grazie alla formulazione di nuovi composti adesivi che permettono di ottenere giunzioni in grado di resistere a sollecitazioni anche molto elevate, in condizioni ambientali difficili.
Scelta dell’adesivo
Quando si sceglie l’adesivo, bisogna considerare sia le caratteristiche meccaniche del materiale di cui è costituito, sia la sua capacità di aderire alle superfici da collegare. Gli adesivi non devono mai essere considerati come materiali a sé stanti, ma come parte integrante del giunto. Per prima cosa, quindi, bisogna verificare la compatibilità fra adesivo e aderendo: alcuni adesivi, infatti, hanno una migliore aderenza su alcuni substrati rispetto che su altri, oppure, se applicati su determinati substrati, provocano corrosione. Ad esempio, il silicone acetico aggredisce l’acciaio provocando corrosione.
Bisogna, inoltre, tenere in considerazione le prestazioni richieste alla giunzione incollata e le condizioni di servizio alle quali sarà sottoposta la struttura; alcune resine, ad esempio, resistono meglio di altre all’umidità, alla fatica, agli urti, al calore o alle radiazioni ultraviolette. Nel caso in cui la struttura abbia come esigenza primaria quella di resistere ad alta temperatura, la scelta sarà indirizzata su adesivi ceramici o su resine termoindurenti piuttosto che su quelle termoplastiche, mentre se la struttura è sottoposta prevalentemente a sollecitazioni d’urto o di fatica non bisogna utilizzare resine fragili come le fenoliche o le epossidiche, ma adesivi elastici come i poliuretanici.
Operazioni preliminari
La scelta dell’adesivo è sicuramente molto importante, ma altrettanto importante è la preparazione dei pezzi da unire poiché la resistenza del giunto dipende fortemente dall’adesione della resina alla superficie dei componenti. Nel caso di materiali metallici, sulla superficie possono essere presenti precipitati, impurità e ossidi. A questi vanno aggiunti i residui del processo di lavorazione subìto dai pezzi, come lubrificanti, refrigeranti, particelle derivanti dall’azione meccanica di utensili che hanno lavorato il materiale. Per tali motivi è di fondamentale importanza eliminare ogni elemento indesiderato dalla superficie, in quanto l’adesivo si legherebbe con esso non garantendo la tenuta dell’incollaggio. Le preparazioni superficiali devono eliminare i contaminanti e creare la giusta rugosità in modo che l’adesivo possa legarsi correttamente ad una superficie estesa. Una volta che i pezzi sono stati preparati è buona norma non toccarli con le mani in modo da evitare di vanificare la pulizia depositando nuovamente uno strato di grasso: quello delle mani!
Giunzione ibrida: il weldbonding
Infine, merita un cenno la sovrapposizione di più tecniche di giunzione. Per l’unione di materiali metallici esiste una tecnica ibrida in cui i pezzi vengono sia saldati a resistenza che incollati tra loro: tale tecnica è chiamata Weldbonding. Inizialmente sviluppata nell’ex Unione Sovietica nella realizzazione della fusoliera dell’Antonov An-24, aereo da trasporto militare, la tecnica del weldbonding sta trovando largo impiego nel settore automobilistico oltre che nel settore aeronautico.
Accoppiando i due processi di giunzione, si vede che i vantaggi delle singole tecniche sinergicamente collaborano fra di loro, garantendo prestazioni superiori.
L’elevata resistenza a trazione e alla pelatura fornita dalla saldatura viene abbinata all’ottima resistenza a fatica ed all’uniformità del carico offerta dall’incollaggio.
Se confrontato con la saldatura o con l’incollaggio, il weldbonding presenta numerosi benefici, quali:
- incremento della resistenza a fatica e a taglio;
- miglior assorbimento delle vibrazioni rispetto alla sola saldatura;
- aumento della resistenza agli agenti atmosferici ed alla corrosione;
- incremento della temperatura massima di utilizzo del giunto rispetto al solo incollaggio;
- miglior uniformità nella distribuzione delle sollecitazioni rispetto alla sola saldatura.