Efeito de um processo de pintura industrial na resistência mecânica de juntas adesivas expostas à umidade saturada e névoa salina

Abstract

A crescente utilização de adesivos nos setores da mobilidade se deve à necessidade de desenvolver veículos e implementos cada vez mais leves. As juntas adesivas oferecem características notáveis no que diz respeito à união de materiais, como a distribuição uniforme de tensões e a capacidade de unir diferentes substratos. No entanto é essencial caracterizar as alterações das propriedades das juntas causadas pela exposição a condições adversas, como altas temperaturas, umidade e ambientes corrosivos. Tal exposição ocorre ao longo da vida em operação da peça, bem como em algumas etapas de fabricação posteriores à confecção da junta. A ausência de modelos que representem a perda de propriedades decorrentes da exposição a ambiente agressivo, seja na produção ou na operação das peças, representa um importante desafio para projetistas, tendo limitado uma maior adoção de adesivos estruturais. Este trabalho tem como primeiro objetivo analisar o comportamento de juntas sobrepostas simples metálicas, unidas por dois tipos de adesivos estruturais epóxi, após exposição a diferentes condições de cura: em laboratório e em estufas pertencentes a uma linha de pintura industrial. São detalhados os efeitos das temperaturas de exposição, tempos de cura e suas relações com a resistência mecânica das amostras. Após esta análise preliminar, corpos de prova do adesivo que se mostrou mais adequado foram submetidos a testes de envelhecimento acelerado, em câmara úmida e névoa salina. Os resultados obtidos na primeira etapa, relacionada ao processo de pintura, revelaram uma redução significativa da resistência das juntas adesivas. O mesmo ocorreu na segunda etapa, de envelhecimento acelerado, onde nova redução foi observada. Por fim uma peça agrícola de protótipo foi construída para validar a viabilidade de processamento industrial de juntas adesivas.

The increasing use of adhesives in the mobility sector is driven by the necessity to create lighter vehicles and equipment. Adhesive joints provide significant advantages when joining materials, including uniform stress distribution and the ability to bond different substrates. However, it is crucial to identify how exposure to challenging conditions - such as high temperatures, humidity, and corrosive environments - affects the properties of these joints. Such exposure can occur during the operational life of the component as well as at various manufacturing stages after the joint is created. The lack of models representing property loss due to aggressive environments poses a significant challenge for designers, restricting the wider use of structural adhesives. The main objective of this study is to analyze the behavior of metallic single lap joints bonded using two types of epoxy structural adhesives. This analysis is conducted after exposing the joints to different curing conditions: in a laboratory oven and in industrial painting line curing ovens. The study details the effects of exposure temperatures and curing times, as well as their relationships with the mechanical strength of the samples. After the initial analysis, the adhesive deemed most suitable for the painting process underwent accelerated aging tests in a humid chamber and salt spray. The initial stage results concerning the painting process showed a significant reduction in the resistance of the adhesive joints. A similar trend was observed in the second stage, which involved accelerated aging, where an additional reduction was noted. A prototype agricultural part was developed to validate industrial adhesive processing feasibility.