Konstruktorzy coraz częściej sięgają po metale o niskiej korozyjności o raz po nowe nowe środki łączenia tych materiałów, do których bez wątpienia należą kleje. Na szczęście współczesne kleje i masy uszczelniające są dziś dostępne w wielu odmianach i spełniają te oczekiwania. Poniższy artykuł przedstawia w zarysie rodzaje tych klejów i podstawowe metody zastosowań. Jako przykłady będą tu podane nasze produkty MULTIBOND. Ze względu na złożoność tematu, zagadnienie podzielić należy na kilka części:
- Złącza sztywne, dobrze dopasowane, w tym połączenia typu „wał-piasta”,
- Złącza sztywne, większe szczeliny,
- Złącza elastyczne, większe szczeliny.
I. Złącza sztywne, dobrze dopasowane stosujemy w sytuacji, kiedy łączymy ze sobą elementy sztywne (z twardych materiałów lub o znacznej grubości) a złącza będą eksploatowane w stabilnych warunkach termicznych. Wskazane jest tu klejenie elementów z tego samego materiału np. stal ze stalą. Takich złącz używa się najczęściej przy łączeniu ze sobą w sposób trwały części maszyn, których wzajemne przemieszczanie się jest niedopuszczalne. Grubość spoiny < 0,1mm gwarantuje odpowiednią sztywność złącza.
Do takich spoin najlepiej nadają się:
- kleje epoksydowe przezroczyste np. MULTIBOND-1101,1201, 13 lub napełnione MULTIBOND-15. Są to bardzo mocne kleje konstrukcyjne, odporne termicznie i chemicznie.
- kleje metakrylowe modyfikowane np. MULTIBOND-5711, 12, 13, 14 i 15 utwardzane aktywatorami lub dwuskładnikowy MULTIBOND-5721. Są to nowoczesne kleje o bardzo szybkim wiązaniu i konstrukcyjnej wytrzymałości mechanicznej. Mogą spełniać rolę spoiwa w temperaturach do +150st.C. Mają zdecydowanie lepszą przyczepność do metali niekorozyjnych niż kleje epoksydowe. Poza złączem nie polimeryzują. Uwaga: ta grupa klejów przechodzi obecnie modyfikacje mające na celu poprawienie ich parametrów. Osoby zainteresowane prosimy o sprawdzenie, czy są już dostępne.
- kleje anaerobowe MULTIBOND-5231, 42, 43 i 44 utwardzane wyłącznie pomiędzy dwoma metalowymi powierzchniami w cienkich spoinach. Klejów anaerobowych należy używać przede wszystkim do złącz typu „wał piasta” lub do wklejania wpustów. Przy klejeniu materiałów niekorozyjnych wskazane jest użycie aktywatora MULTIBOND-71, który napylony na metal przed klejeniem skraca czas wiązania do 1-2min. Jest to zabieg o tyle wskazany, że na tych metalach, wiązanie klejów anaerobowych przebiega powoli. Spoiny wykonane tymi klejami mają największą wytrzymałość termiczną, chemiczną i mechaniczną. Są jednoskładnikowe i bardzo łatwo się aplikują.
- klej anaerobowy o wielosystemowym sposobie utwardzania do tzw. klejenia tunelowego MULTIBOND-5581, które spotykane jest najczęściej w montażu automatycznym części np. w produkcji automotive. Klej utwardza się:
- promieniami UVA – pod warunkiem, że co najmniej jeden z elementów klejonych jest przezroczysty i przepuszcza promienie UVA
- anaerobowo – pod warunkiem, że przynajmniej jedna strona złącza jest metalowa (stal, żeliwo, miedź, mosiądz, brąz)
- aktywatorem MULTIBOND-71, gdzie aktywator nakłada się na jedną stronę złącza a klej na drugą.
Klej utwardza się wyłącznie w szczelinie złącza <0,2mm.
Całkowicie przezroczysty i bezbarwny. Po utwardzeniu twardo-
elastyczny, wytrzymały mechanicznie.
II. Złącza sztywne o większych szczelinach (1-5mm) można wykonywać za pomocą:
- klejów epoksydowych napełnionych lub tiksotropowanych – jeśli spoina jest pionowa i klej mógłby z niej wypłynąć. Do takich klejów należą: MULTIBOND-1611, 1612, 1613, 1614, 1615, 1616, 1623, 1632 (pasta aluminiowa). Są to pasty zawierające dużą ilość napełniaczy metalowych, które znacznie podnoszą wytrzymałość klejów w grubych warstwach. Utwardzony klej można obrabiać mechanicznie np. szlifować.
- klejów metakrylowych MMA np. MULTIBOND-5821, 23 i 24. Są to nowoczesne kleje dwuskładnikowe 1:1 bardzo łatwe w aplikacji i dość szybko wiążące. Osiągają wysoką wytrzymałość mechaniczną i odporność termiczną oraz znacznie lepiej od epoksydów przylegają do powierzchni metali niekorozyjnych.
III. Złącza elastyczne o większych grubościach spoin można wykonywać przede wszystkim klejami z serii MULTIBOND ultra MS. Są to nowoczesne kleje polimerowe, utwardzające się wilgocią z powietrza do postaci elastomeru o twardości 40-70ShA. Kleje tego typu nie osiągają takiej wytrzymałości mechanicznej jak kleje epoksydowe czy metakrylowe ale są niezastąpione tam, gdzie trzeba połączyć ze sobą materiały o różnym pochodzeniu, strukturze i różnej elastyczności. Mają świetną przyczepność do wszystkich metali, szkła, ceramiki, tworzyw, betonu, drewna itp. Dzięki nim można bez ograniczeń stosować złącza klejone w miejsce innych dotychczas stosowanych.
Reasumując:
- Metale niekorozyjne nie zawierają na swojej powierzchni wystarczającej ilości luźnych jonów metali, co powoduje odporność na korozję ale jednocześnie słabe przyleganie niektórych klejów oraz ich powolne wiązanie.
- Tylko niektóre grupy klejów będą do tych metali przylegać mocno i stosunkowo szybko się utwardzać (szybkość można regulować aktywatorami).
- Klej należy dobierać biorąc pod uwagę rodzaj naprężeń, które będą pojawiać się w złączu podczas jego eksploatacji (zmiany temperatury, wstrząsy, wibracje itp.) oraz jasno określić, czy elementy mają pozostawać w złączu sztywnym, czy elastycznym.
Powyższy artykuł był publikowany w jednym z czasopism branżowych w roku 2011 i został obecnie nieco uaktualniony.