Experimental Study on Evaluation of Bonding Strength of Adhesively Bonded Joints by Adhesive

Abstract In this study, the bonding strengths of adhesively bonded joints are experimentally investigated. A series of lap-shear tests are conducted using single lap type adhesive joints. In order to analyse the joint fabrication factors that affected the bonding strength, the parametric tests are conducted with various thickness of adhesive, surface roughness and fillet of adhesive. In addition, for the comparative study with the welded joint, lap-shear tests using specimens with 2 welded sides and 4 welded sides are also carried out. The quantitative results of the strength analysis are summarized, and some proposals are made on setting up testing standards for adhesively bonded joints.Key Words : Lap shear joint, Adhesive thickness, Surface roughness of adherends, Tensile-shear strength 연구논문1. 서 론 산업용 구조물의 설계·제작에는 부품 간의 결합이 필수적으로 요구된다. 이러한 결합에는 수많은 종류의 재료 및 구조단위 결합이 존재하며 이들이 합쳐져서 특정 목적을 달성하기 위한 구조물이 완성된다. 최근 산업의 발달로 인하여 구조물의 규모는 점점 커지고 있으며, 그로 인해 구조물의 중량 또한 점점 증가하고 있다. 하지만 접합으로 인해 발생하는 중량 증가 또는 비정상적 이음부는, 경제적 손실만이 아니라 피로파괴 등을 포함하는 각종 사고 사례들의 직 ·간접적인 원인이 될 수 있다. 이러한 측면에서 볼 때, 구조물의 중량을 줄이고 구조 안전성을 보장하기 위해서는 부품 및 하부구조물 간에 최적의 결합이 수행되어야 한다. 일반적으로 금속계 재료의 접합에 가장 손쉽게 사용되는 방법으로 용접이나 볼트이음 등을 들 수 있다. 용접의 경우는 수밀이나 기밀이 요구되는 부분의 접합에 매우 효율적인 기법이며, 최근에는 이종재료 간의 접합까지 가능한 수준에 이르고 있다. 하지만 최적의 용접량 산정 등은, 접합부위의 기하학적 형태 또는 피접합구조의 재질 특성에 따라 일괄적으로 정의하기가 어렵다. 이러한 이유로, 가끔 불필요한 중량 증가의 원인이 되기도 하며, 경우에 따라서는 최적의 용접구조가 형성되지 못하는 이유로 구조건전성에 악영향을 미치는 응력집중현상 발생 원인이 되기도 한다. 최근, 구조접합 기법으로서의 용접이 가지는 장점에도 불구하고, 구조 경량화에 대한 중요성이 부각됨에 따라 접착제를 이용한 구조접합 방법이 적극 검토되고 있다