Influence of the roughening method, joint configuration and adhesive thickness on the shear strength of ferritic stainless steel surfaces joined by methyl methacrylate

ABSTRACT: Surface roughening, joint configuration, and adhesive thickness were selected as factors to analyze, by using a 23 design of experiments, the adhesive joint of AISI 430 steel using Methyl Methacrylate. Scanning electron microscopy observations, roughness-contour measurement and wettability analysis were performed on the adherents to analyze the adhesion, roughness, surface contour and shear strength on the adhesion tests. The statistical analysis yields that the most significant variable was the surface finishing for an adjusted R2 of 90%. The difference of shear stress of 20.69 and 12.67 MPa was obtained for the mechanical and chemical roughening respectively, since the difference in wettability was around 78 and 113° for the same surface finishing. According to analyze the combination of factors for a shear stress of 21.80 MPa are mechanical roughening, single lap joint and glass b eads. KEYWORDS: Design of experiments; Joint configuration; Methyl methacrylate; Shear strength; Surface roughening RESUMEN: Influencia del metodo de rugosidad, configuracion de la junta y espesor del adhesivo sobre la resistencia al corte de superficies de acero inoxidable ferritico unidas por metacrilato de metilo. Las variables rugosidad superficial, configuracion de la junta y espesor de adhesivo fueron seleccionadas para analizarlas mediante un diseno de experimentos 23. La union adhesiva se realizo en una junta de acero ASI 430 utilizando Metil metacrilato como adhesivo. Para analizar la adhesion, rugosidad, contorno superficial y resistencia al corte se realizaron observaciones en el Microscopio Electronico de Barrido, mediciones de rugosidad-contorno y mediciones de humectabilidad sobre los adherendos. El analisis estadistico arrojo que la variable mas significativa fue el acabado superficial generando una R2 de 90%. Una diferencia de 20,69 y 12,67 MPa se obtuvo para los acabados superficiales mecanico y quimico debido a una diferencia en humectabilidad expresada por angulos de contacto de 78 y 113° respectivamente. Con base al diagrama de Pareto, la combinacion para obtener el esfuerzo de 21,80 MPa fue el acabado mecanico, junta de bisel simple y perlas de vidrio. PALABRAS CLAVE: Configuracion de juntas; Diseno de experimentos; Metacrilato de metilo; Resistencia a la cizalladura; Rugosidad superficial