Comparative Adhesion of Anaerobic and Cyanoacrylate Adhesives to Hydrophilic Surface on Mild Steel

Miklós Berczeli; Zoltán Weltsch; Attila Szabó

doi:10.63684/dk.2026.03.01

Berczeli Miklós Evocon Ltd. https://orcid.org/0009-0004-7187-9064
Weltsch Zoltán Evocon Ltd. https://orcid.org/0000-0002-6366-8281
Szabó Attila University of Dunaújváros, Institute of Engineering https://orcid.org/0009-0009-3305-2804

DOI: https://doi.org/10.63684/dk.2026.03.01

Kulcsszavak: Acél, felületkezelés, lézer, nedvesíthetőség, ragasztó

Absztrakt

A kutatás célja a lézerrel indukált felületaktiválás hatásának vizsgálata DC01 és S235 lágyacélok nedvesedési tulajdonságaira és ragasztott kötéseinek szilárdságára. A mintákat két különböző ragasztórendszerrel – anaerob akrilát (Loctite 270) és cianoakrilát (Loctite 496) ragasztóval – kötötték össze. A felületkezelést impulzusüzemű szállézerrel végezték 50–100% teljesítmény, 20–200 kHz impulzusfrekvencia és 500–2000 mm/s pásztázási sebesség tartományában. A felületi nedvesedést peremszögméréssel, a ragasztott kötések kötésszilárdságát egylapos nyíróvizsgálattal értékelték. A kezeletlen acélfelületek hidrofób viselkedést mutattak (DC01: 72,9°, S235: 89,8°), ami alacsony kötési szilárdságot eredményezett. A lézeres felületaktiválás hatására a peremszög a legtöbb esetben 5° alá csökkent, ami teljes nedvesedést jelez. A hidrofíl felület kialakulása jelentős szilárdságnövekedést eredményezett mindkét ragasztórendszer esetében. DC01 acélon az akril ragasztó szilárdsága közel tízszeresére (≈2,9 kN), a cianoakriláté pedig mintegy 2,5-szeresére (≈5,6 kN) nőtt. S235 acélon az akril ragasztó körülbelül hétszeres (≈3,9 kN), míg a cianoakrilát ragasztó több mint százszoros (≈6,1 kN) szilárdságnövekedést mutatott. Az eredmények igazolják, hogy a lézeres felületaktiválás hatékony módszer hidrofíl, nagy felületi energiájú acélfelületek létrehozására, amely jelentősen javítja a ragasztott kötések tapadását és ipari alkalmazhatóságát.

Hivatkozások

Sullivan, K. –Peterman, K. D. (2024): “A review of adhesive steelto- steel connections for use in heavy construction,” J. Constr. Steel Res., 213., Art. no. 108405.

Akkasali, P.–Angadi, A.–Rao, K. R.–Kancharla, D. (2024):“A state-of-the-art review on adhesively bonded joints: Materials, properties, and characterization,” J. Adhes, Sci. Technol. https://doi.org/10.1080/01694243.2024.2384421

Gülçiçek, E. Tokgöz– Tanoğlu, H. (2024): “Synergistic effect of surface treatment and adhesive type on the performance of adhesively bonded joints,” Int. J. Adhes. Adhes, 132., Art. no. 103641. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2024.103641

Peng, X.–Liu, Y.–Xu, J. (2025): “Nanostructuring of steel surfaces by laser irradiation for enhancing adhesion in steel/steel adhesive joints,” Int. J. Adhes. Adhes., 142., Art. no. 104107. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2025.104107

Kocsis, D.–Kiss, J. T.–Árpád, I. W. (2024): “Evaluating Battery Electric Vehicle Usage in the EU: A Comparative Study Based on Member State Energy Mixes,” Heliyon, 10., (9.).

Árpád, I. W.–Kiss, J. T.–Bellér, G. –Kocsis, D. (2021): “Sustainability Investigation of Vehicles’ CO₂ Emission in Hungary,” Sustainability, 13., (15.).

Dai, F.–Yang, J.–Wang, H. (2024): “Study of laser surface texturing on the adhesion properties of SHF-2D epoxy zinc paint,” Int. J. Adhes. Adhes, 128., Art. no. 103517. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2023.103517.

Wang, Q.–Kainuma, S.–Zhuang, S.–Haraguchi, M. (2023): “Effect of continuous wave laser treatment on the adhesion and durability of Heavy-Duty Paint coated carbon steel,” Case Stud. Constr. Mater, vol. 19., Art. no. e02420. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02420

Berczeli, M.–Tajti, F.–Juhász, G.–Weltsch, Z. (2024): “Changing the high strength steel surface properties with femtosecond laser beam,” Opt. Laser Technol, 174., Art. no. 110556. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2024.110556.

Dong, T.–Cao, J.–Zhang, Y.–Wang, H. (2024): “Optimization of laser surface treatment parameters for enhancing epoxy coating adhesion on steel substrates,” Coatings, vol. 14., (4.), Art. no. 467,. https://doi.org/10.3390/coatings14040467

Chen, Z.–Zhou, J.–Cen, W.–Yan, Y.–Guo, W. (2025): “Femtosecond laser fabrication of wettability-functional surfaces: A review of materials, structures, processing, and applications,” Nanomaterials, 15., (8.), Art. no. 573. https://doi.org/10.3390/nano15080573

Yong et al. (2022): “Nature-inspired superwettability systems,” Research, 2022., Art. no. 9895418. https://doi.org/10.34133/2022/9895418

Liu, Y.–Li, S.–Wang, J. (2022): “Research progress of metal surface wettability modification and its engineering application,” IET Bionanotechnol, 6., (2.), e12039. https://doi.org/10.1049/bsb2.12039

Zhou et al. (2024): “Influence of femtosecond laser surface modification on tensile properties of titanium alloy,” Micromachines, 15., (1.), Art. no. 152. https://doi.org/10.3390/mi15010152

Kubo, K.–Kodama, R.–Kobayashi, K.–Morikawa, Y. (2025): “Interfacial bonding mechanism of ethyl cyanoacrylate adhesive on inorganic surfaces: A periodic DFT study,” Langmuir, Web publ. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.5c03183

Li, G.–Wu, Y.–Zhang, P.– Zhao, X.–Zheng, S.–Zhang, Y. (2024): “Interfacial study of steel joints prepared with a catecholmodified epoxy adhesive with enhanced bonding performance and durability,” Langmuir, 40., (31.), pp. 16549–16560. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.4c02034

Du, Y.–Gao, J.–Zhao, X. (2023): “Surface treatment method to improve adhesion strength of metal substrates: A review,” ACS Omega, 8., (48.), pp. 44040–44064. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c05728

Emelyanenko, K. A.–Emelyanenko, A. S.–Boinovich, A. V. (2023): “Laser obtained superhydrophobic state for stainless steel and its corrosion protection,” Coatings, 13., (1.), Art. no. 194, https://doi.org/10.3390/coatings13010194