[38]

2.3 Przygotowanie powierzchni do klejenia

Dla uzyskania optymalnego rezultatu klejenia niezbędne jest właściwe przygotowanie powierzchni. Wytrzymałość klejenia w dużym stopniu zależy od adhezji pomiędzy łączonymi powierzchniami i klejem. Należy zdawać sobie sprawę, że połączenia klejowe będą tym mocniejsze, im staranniej zostaną przygotowane i oczyszczone powierzchnie (patrz ilustr. 19).

Adhezję można wspomóc przez:


Ilustr. 19, po lewej: Zanieczyszczenia na powierzchniach detali redukują adhezję..

2.3.1 Odtłuszczanie powierzchni przed klejeniem

Aby uzyskać jak najlepsze połączenie klejowe konieczne jest całkowite usunięcie oleju, tłuszczu, kurzu i innych brudnych pozostałości z obu klejonych powierzchni. Najbardziej nadają się do tego rozpuszczalniki, które wyparowują i nie pozostawiają osadu. Poniższa tabela wyszczególnia najważniejsze rozpuszczalniki oraz zakres ich możliwości.

Wodne środki myjące na bazie zasadowej lub kwasowej prawie zawsze zawierają dodatki antykorozyjne. Pozostając na oczyszczonych powierzchniach mogą one redukować adhezję kleju lub zapobiegać jego utwardzeniu. Jeśli mają być stosowane takie systemy myjące, należy uprzednio sprawdzić ich wpływ na klej. W każdym jednak wypadku powierzchnie klejone muszą być umyte i wytarte.

Rozpuszczalnik Własności myjące Palne lub
łatwopalne
Węglowodory
(np. izoparafiny)
dobre tak
Ketony
(np. aceton)
dobre tak
Alkohole
(np. izopropanol)
średnie tak
Na bazie wody dobre nie

[39]


Ilustr. 20: Roztwór myjący: Typowy wpływ stężenia na wytrzymałość końcową klejów.

Ilustr. 21: Typowy wpływ pozycji przy suszeniu (poziomej lub pionowej) na wytrzymałość końcową klejów.

Jeśli w produkcji wielkoseryjnej stosuje się specjalną kąpiel odtłuszczającą, należy przedtem usunąć zgrubne zanieczyszczenia, aby nie zabrudziły one kąpieli czyszczącej. Bardzo często stosuje się oczyszczanie oparami. W takim przypadku podgrzewa się rozpuszczalnik do temperatury wrzenia, aby go odparować. Kiedy opary zmywacza zetkną się z zimnym detalem, skraplają się na jego powierzchniach. Osiadła na nich płynna powłoka usuwa resztki brudu i tłuszczu. Odtłuszczanie takie często przeprowadza się w całkowicie zamkniętych urządzeniach. W wielu przypadkach dla przygotowania powierzchni wystarcza zmywacz o szybkim działaniu. Usuwa on oleje, tłuszcze, cząsteczki brudu i inne zanieczyszczenia. Przy stosowaniu do czyszczenia rozpuszczalników można wspomagać odtłuszczanie chemiczne obróbką mechaniczną (czyszczenie ściernicami, szczotkami), co zagwarantuje całkowite usunięcie niepożądanych zanieczyszczeń na powierzchniach.

[40]

2.3.2 Przygotowanie mechaniczne

Zabrudzone powierzchnie metalowe są często pokryte warstwą tlenków, których nie można usunąć przez odtłuszczanie. W tych przypadkach konieczna jest mechaniczna obróbka powierzchni, jak śrutowanie, ścieranie lub czyszczenie szczotką drucianą.

Śrutowanie dobrze nadaje się do czyszczenia dużych powierzchni. Uzyskana w ten sposób ich szorstkość sprzyja procesowi klejenia pod warunkiem, że nie użyto zbyt dużego ziarna. Ścieranie daje podobnie korzystny efekt. W tym przypadku ważne jest zastosowanie odpowiedniej ziarnistości (np. 300 do 600 dla aluminium, 100 dla stali). Po śrutowaniu, tak jak i po ścieraniu czy czyszczeniu szczotką, należy wszystkie części odtłuścić, aby usunąć wszelkie pozostałości ścierniwa. Bardzo brudne części trzeba także odtłuszczać przed obróbką mechaniczną, aby ziarno ścierne nie rozprowadzało brudu po powierzchni. W praktyce metoda obróbki mechanicznej jest bardzo prosta i przynosi na ogół dobre rezultaty.

Przy klejeniu części z tworzyw sztucznych lub gumowych trzeba najpierw usunąć takie zanieczyszczenia, jak błonka powierzchniowa i środki antyadhezyjne. Tlenkowe materiały ścierne wykazały swoją przydatność do czyszczenia tworzyw, żeliwa i aluminium. Powierzchnie gumowe można czyścić rozpuszczalnikami lub ścierać.

2.3.3 Wytrawianie

Do wytrawiania powierzchni używa się relatywnie agresywnych chemikaliów. W zależności od powierzchni stosuje się produkty bardzo kwaśne albo silnie zasadowe. Dzięki reaktywnym grupom chemicznym wytrawianie powoduje perforację powierzchni, co ułatwia mechaniczne zakotwiczenie się kleju.

Skutki tego działania są różne, zależnie od rodzaju materiału powierzchni. Stosowanie tej metody w przemyśle jest ograniczone, ponieważ rozwiązania dotyczące wytrawiania stają się coraz bardziej kosztowne.

2.3.4 Jonizacyjne przygotowanie powierzchni

Jonizacyjne przygotowanie powierzchni zmienia ich biegunowość i napięcie powierzchniowe, podobnie jak przy stosowaniu mokrych chemikaliów. Następujące dalej tabele wyszczególniają wspomniane procesy z uwzględnieniem materiału, geometrii detalu, kolejności operacji procesów produkcyjnych i liczby części.

2.3.5 Podkłady

Typowe podkłady to reaktywne chemikalia rozpuszczone w rozpuszczalniku. Roztwór rozprowadza się na powierzchni detalu pędzlem lub rozpylaczem. Nośnik powinien odparować pozostawiając aktywne składniki. W zależności od typu podkładu powierzchnia może być gotowa do klejenia natychmiast, jak w przypadku podkładów do poliolefin dla cyjanoakrylanów.

Grunty powierzchniowe na ogół poprawiają podatność części na klejenie stanowiąc rodzaj pomostu chemicznego między powierzchnią i klejem. Reaktywne składniki zawarte w podkładzie spełniają zróżnicowane funkcje, gdyż jedne wchodzą w reakcję z powierzchnią, inne zaś są chemicznie ściśle spokrewnione z klejem.

[41]

Materiał Metody przygotowania części
  Odtłuszczanie Mechaniczne
ścieranie
Wytrawianie Podkłady
(zależnie
od kleju)

Korono-
wanie

Plazma
nisko-ciśnieniowa
Metale xxx xxx x x   x
Szkło xxx x x x x x
Ceramika xxx   x x x x
Tworzywa xxx xxx x x xxx xxx
Guma xxx x   x x x
Drewno x xxx   x   x

xxx = metoda preferowana
x = metoda alternatywna lub dodatkowa

2.3.6 Próba zwilżalności

Przygotowanie powierzchni do klejenia można łatwo sprawdzić "metodą kropli wody". Próba polega na naniesieniu na oczyszczone powierzchnie kilku kropli wody. Na powierzchni niedostatecznie oczyszczonej kropla wody zachowa swój kulisty kształt i wtedy trzeba jeszcze raz oczyścić powierzchnię. Jeśli kropla rozpłynie się na powierzchni, oznacza to, że nawilżenie jest dostateczne i powierzchnia klejenia czysta.

Ta metoda nie nadaje się jednak do testowania warstw anodowanych na aluminium i magnezie.

Próba kropli wody jest metodą wygodną, ponieważ łatwo dostępną, jej korzyść jest jednak ograniczona z uwagi na różny stopień twardości wody, który wpływa na napięcie powierzchniowe. W niektórych przypadkach nawet woda destylowana nie daje w tej próbie miarodajnych wyników. Tak więc w przypadkach szczególnych poleca się porównawcze zestawy płynów o określonych napięciach powierzchniowych. Należy pamiętać, że test ten jest tylko próbą zwilżalności, nie bada on natomiast zdolności klejenia.

[42]


Ilustr. 22: Przygotowanie powierzchni można sprawdzić "próbą kropli wody" lub płynami do określania napięcia powierzchniowego.

[wstecz] | [poczatek strony ] [dalej]