Table Of ContentGerd Habenicht
Kleben - erfolgreich
und fehlerfrei
Aus dem Programm __________- ---..
Fertigungstechnik
Spanlose Fertigung: Stanzen
von W. Hellwig
Praktische Oberflächentechnik
von K.-P. Müller
Kleben - erfolgreich und fehlerfrei
von G. Habenicht
Fertigungsautomatisierung
von S. Hesse
Industrielle Pulverbeschichtung
von J. Pietschmann
Praxis der Umformtechnik
von H. Tschätsch
Praxis der Zerspantechnik
von H. Tschätsch
Zerspantechnik
von E. Paucksch
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~
Gerd Habenicht
Kleben -
erfolgreich und
fehlerfrei
Handwerk, Haushalt, Ausbildung, Industrie
3., ergänzte und korrigierte Auflage
Mit 77 Abbildungen
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vleweg
Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek
Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie;
detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über <http://dnb.ddb.de> abrufbar.
1. Auflage April 1995
2., vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage September 2001
3., ergänzte und korrigierte Auflage Juli 2003
Alle Rechte vorbehalten
© Friedr. Vieweg & Sohn Verlag/GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2003
Der Vieweg Verlag ist ein Unternehmen der Fachverlagsgruppe BertelsmannSpringer.
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Umschlaggestaitung Ulrike Weigel, www.CorporateDesignGroup.de
Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier.
ISBN 978-3-528-24969-4 ISBN 978-3-322-91970-0 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-322-91970-0
v
Vorwort
Im März 1995 ist die I. Auflage des vorliegenden Buches mit dem Titel
"Kleben - Leitfaden für die praktische Anwendung und Ausbildung"
erschienen. Die große Akzeptanz für den Bereich der klebtechnischen Ausbildung
sowie rur die Praxis des Klebens haben den Verlag und den Autor veranlasst, im
Jahre 200leine 2. vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage herauszugeben.
Unterstützung erfuhr diese Entscheidung ergänzend durch die Buchempfehlungen
in Praxissendungen des Fernsehens zum Thema Kleben.
Der neue Titel der 2. Auflage
"Kleben - erfolgreich und fehlerfrei
Industrie - Handwerk - Haushalt - Ausbildung"
sollte die Absicht unterstreichen, auch die nicht industrielle Anwendung des Kle
bens in Handwerk, Heimwerkerbereich und Haushalt verstärkt in die Wissensver
mittlung einzubeziehen. Für diesen Sektor ist das Angebot an verständlich aufbe
reiteter Literatur bisher nur sehr spärlich vorhanden.
Um diesem Ziel gerecht zu werden, wurden die Kapitel über die Klebstoffauswahl
und das klebtechnische Verhalten der Werkstoffe umfassend überarbeitet. Insge
samt hatte der Autor sich die Aufgabe gestellt, die wesentlichen Sachverhalte, die
für eine erfolgreiche Anwendung des Klebens unerlässlich sind, in allgemein ver
ständlicher Form zu beschreiben.
Auch die numehr nach nur 2 Jahren aufgrund des großen Interesses notwendig
gewordene ergänzte und korrigierte 3. Auflage folgt weiterhin diesem Ziel.
Möge der Anwender nach dem Studium des Buches sowohl ein solides Vertrauen
in das Fügeverfahren Kleben gewinnen als auch ggf. bisherige nicht erfolgreiche
Erfahrungen durch zukünftige positive Ergebnisse überwinden.
Wörthsee/Steinebach, Juni 2003 Gerd Habenicht
VII
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung .............................................................................................. .
2 Der Aufbau der Klebstoffe .................................................................... . 5
3 Die Einteilung der Klebstoffe ................................................................ . 9
3.1 Klebstoffe, die als Monomere verarbeitet werden ........................ . 9
3.2 Klebstoffe, die als Polymere verarbeitet werden ........................... . 9
3.3 Lösungsmittelhaltige und lösungsmittelfreie Klebstoffe ............... . 10
3.4 Chemisch reagierende und physikalisch abbindende Klebstoffe .. . 10
3.5 Klebstoffe auf natürlicher und künstlicher Basis 11
3.6 Anwendungsbezogene Klebstoffbezeichnungen 12
4 Vom flüssigen Klebstoff zur festen Klebschicht ..................... ............. 13
4.1 Reaktionsklebstoffe - Grundlagen ................................................. 13
4.1.1 Die Topfzeit ..................................................................... 14
4.1.2 Mischungsverhältnis der Komponenten .......................... . 14
4.1.3 Einfluss der Zeit auf die Klebstoffaushärtung .................. 15
4.1.4 Einfluss der Temperatur auf die Klebstoffaushärtung 16
4.2 Zweikomponentige (2K-) und einkomponentige (1 K-)
Reaktionsklebstoffe ....... ........... .... ........... ................. .... ...... ............ 18
4.2.1 2K-Reaktionsklebstoffe .................................................... 18
4.2.2 1K -Reaktionsklebstoffe 19
5 Wichtige Reaktionsklebstoffe ................................................................. 21
5.1 Epoxidharzklebstoffe ..................................................................... 21
5.1. I Epoxidharzklebstoffe, zweikomponentig ......................... 21
5.1.2 Epoxidharzklebstoffe, einkomponentig ........................... 24
5.2 Polyurethan-(PUR)-klebstoffe ....................................................... 24
5.2.1 Polyurethanklebstoffe, zweikomponentig ........................ 26
5.2.2 Polyurethanklebstoffe, einkomponentig ........................... 26
5.2.3 Reaktive Polyurethan-Schmelzklebstoffe ........................ 28
VIII Inhaltsverzeichnis
5.2.4 Polyurethan-Lösungsrnittelklebstoffe, einkomponentig ... 28
5.2.5 Polyurethan-Lösungsrnittelklebstoffe, zweikomponentig 28
5.2.6 Polyurethan-Dispersionsklebstoffe .................................. 29
5.3 Acrylatklebstoffe ............................................................................ 30
5.3.1 Cyanacrylatklebstoffe ....................................................... 32
5.3.2 Strahlungshärtende Klebstoffe ......................................... 34
5.3.3 Methacrylatklebstoffe ...................................................... 34
5.3.4 Anaerobe Klebstoffe ........................................................ 37
5.4 Phenolharzklebstoffe ...................................................................... 38
5.5 Silicone ........................................................................................... 39
5.6 Zusammenfassung Reaktionsklebstoffe ......................................... 40
5.7 Dichtstoffe ...................................................................................... 41
5.8 Polymerrnörte1 ................................................................................ 41
6 Physikalisch abbindende Klebstoffe ...................................................... 43
6.1 Schmelzklebstoffe ..... ..... .... ..... ......... ......... ........ ..... ........ ........ .... .... 43
6.2 Lösungsmittelklebstoffe .... ..... ................... ........ ......... .................... 45
6.3 Kontaktklebstoffe . ............ ..... ........ ......... ....... ... ..... ............ ............. 48
6.4 Dispersionsklebstoffe ........ ..... ....... ........... ........ ........... ......... .... ...... 49
6.5 Haftklebstoffe ................................................................................. 52
6.6 Klebestreifen .................................................................................. 53
6.7 Kiebstofffolien ............................................................................... 53
7 Die Eigenschaften der Klebschichten .................................................... 55
8 Die Bindungskräfte ..... ...................... ..... ............. .................. ............ ....... 59
8.1 Die Bindungskräfte zwischen Klebschicht und Fügeteil (Adhäsion) 59
8.2 Die Bindungskräfte innerhalb einer Klebschicht (Kohäsion) ........ 63
9 Die Herstellung von Klebungen ............................................................. 65
9.1 Oberflächenbehandlung ................................................................. 65
9.1.1 Oberflächenvorbereitung .................................................. 66
9.1.1.1 Säubern ............................................................ 66
9.1.1.2 Passendmachen ................................................ 66
Inhaltsverzeichnis IX
9.1.1.3 Entfetten .......................................................... 66
9.1.2 Oberflächenvorbehandlung . .... .... ......... ..... ........ ....... ........ 69
9.1.2.1 Mechanische Oberflächenvorbehandlung ....... 69
9.1.2.2 Physikalische und chemische Oberflächen-
vorbehandlung ....... .... .... .... .......... ........ ....... ..... 71
9.1.3 Oberflächennachbehandlung ............................................ 73
9.2 Klebstoffverarbeitung .................................................................... 74
9.2.1 Mischen der Klebstoffe .................................................... 75
9.2.2 Auftragen der Klebstoffe .................................................. 79
9.2.3 Fixieren der Fügeteile ...................................................... 82
9.2.4 Aushärten der Klebstoffe ................................................. 84
10 Auswahl eines geeigneten Klebstoffs ...................................................... 85
10.1 Anforderungen an die Klebstoffauswahl .. ...................................... 85
10.2 Klebstoffauswahl für industrielle Fertigungsprozesse ................... 86
10.2.1 Fügeteileigenschaften ....................................................... 87
10.2.2 Anforderungen an die Klebung ........................................ 88
10.2.3 Voraussetzungen in der Fertigung .................................. . 88
10.2.4 Klebstoffauswahl auf Basis der Fügeteileigenschaften,
Anforderungen an die Klebung, Fertigungsvoraussetzung 89
10.2.5 Auswahlregeln ................................................................ . 90
10.3 Klebstoffauswahl für nicht-industrielle Anwendungen 93
11 Die klebtecbnischen Eigenschaften wichtiger Werkstoffe ................... 95
11.1 Metalle............ .......... .......... ........ .................................................... 95
11.2 Kunststoffe.................................................................. ...... ............. 97
11.2.1 Kunststoffe, die durch organische Lösungsmittel anlösbar
oder anquellbar sind ......................................................... 98
11.2.2 Kunststoffe, die nicht durch organische Lösungsmittel
anlösbar oder anquellbar sind ..................................... ...... 100
11.2.3 Kunststoffschäume ........................................................... 10 I
11.2.4 Kleben von Kunststoffen mit Metallen ............................ 10 I
11.2.5 Kleben weichmacherhaItiger Kunststoffe ........................ 102
X Inhaltsverzeichnis
11.3 Glas ................................................................................................ 103
11.3.1 Oberflächenbehandlung ........................... ........................ 103
11.3.2 Glas - Glas Klebungen ..................................................... 104
11.3.3 Glasklebungen mit strahlungshärtenden Klebstoffen ....... 105
11.3.4 Kleben von Glas mit Metallen ......................................... 106
11.4 Gummi 106
11.5 Holz ................................................................................................ 107
11.6 Poröse Werkstoffe .. ..... .... ... ..... .... .............. .... ............... ........ ...... .... 108
11.7 Reparaturkleben ............................................................................. 109
12 Fehlermöglichkeiten beim Kleben und Abhilfemaßnahmen ..... ....... ... 113
13 Sicherheitsmaßnahmen bei der Verarbeitung von Klebstoffen .......... 117
13.1 Voraussetzungen bei der Klebstoffverarbeitung am Arbeitsplatz.. 118
13.2 Verhaltensregeln bei der Verarbeitung von Klebstoffen ................ 119
14 Prüfung von Klebungen .......................................................................... 121
14.1 Festigkeit. ........ ...... ..... ....... ..... ..... ................ ........ .......... ................. 121
14.2 Bestimmung der Klebfestigkeit .. ........ ........ ......... .......... .... ............. 123
14.3 Bestimmung des Schälwiderstandes .............................................. 124
15 Gestaltung von Klebungen .. ........... ...... ................. ...... ......... ......... ...... .... 129
16 Literatur ................................................................................................... 139
17 Ausgewählte Fachbegriffe der Klebtechnik .. ..... .......... .......................... 141
Sachwortverzeichnis ................................................................... .................. 153
1 Einführung
Das Kleben ist eines der Fügeverfahren, die zur Herstellung von Verbindungen
unterschiedlicher Werkstoffe, die wiederum in den verschiedenartigsten Formen
und Abmessungen vorliegen können, dienen. Neben dem Kleben sind das Schwei
ßen und Löten, weiterhin das Schrauben, Nieten, Falzen, Pressen, Klemmen oder
auch Verzahnen zu erwähnen. Das Schweißen, Löten und Kleben haben dabei
gemeinsam, dass diese Verbindungsarten mittels eines gesondert zugegebenen
Werkstoffs,
- dem Schweißzusatzwerkstoff beim Schweißen,
- dem Lot beim Löten,
- dem Klebstoff beim Kleben,
hergestellt werden. Daher bezeichnet man sie auch als stoffschlüssige Verbindun
gen.
Daneben gibt es
- jormschlüssige Verbindungen, z.B. Falzen, Verzahnen sowie
- kraftschlüssige Verbindungen, z.B. Pressen, Klemmen, Schrauben und Nieten .
•
@
sa-iBen Falzen
Prauen
LOten
Verzahnen
Kleben
(LeImen, ~en. Dichten) Klemmen
Bild 1.1 Einteilung der Fügeverfahren
G. Habenicht, Kleben — erfolgreich und fehlerfrei
© Friedr. Vieweg & Sohn Verlag/GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2003
