Klej – substancja, która prowadzona między powierzchnie przylegające dwóch przedmiotów, wykonanych z takich samych lub różnych materiałów, umożliwia trwałe ich połączenie w procesie klejenia. Kleje występują najczęściej w postaci ciekłej, a niekiedy w postaci stałej – proszku, perełek, folii lub sztyftów, wkładów klejących, które po roztopieniu tworzą złącze.
Klejenie zasadniczo przebiega następująco: dwa elementy, które chce się połączyć ze sobą, należy pokryć warstwą kleju, docisnąć do siebie i odczekać aż klej je zwiąże. Niektóre kleje wymagają dodatkowej obróbki termicznej. Inne z kolei wymagają swoistej obróbki chemicznej – np. dwie łączone powierzchnie trzeba pokryć dwiema różnymi substancjami, które tworzą razem klej, lub odczekać po pokryciu określony czas, w trakcie którego klej reaguje wstępnie z powietrzem.
Metody czyszczenia materiałów przed procesem klejenia
obróbka chemiczna – wytrawianie (stosowane przy metalach), powlekanie związkami nieorganicznymi
obróbka ścierna – czyszczenie materiałami ściernymi (stosowane przy metalach, tworzywach sztucznych, gumie
odtłuszczenie – przemywanie rozpuszczalnikami, kwasami (stosowane przy większości materiałów klejonych)
lakierowanie – powlekanie lakierem podkładowym (stosowane do metali, tworzyw sztucznych, szkła, ceramiki)
Zalety połączeń klejonych
wykorzystanie pełnej wytrzymałości materiałów łączonych, ponieważ warstwa kleju nie wywołuje naprężeń w materiale i nie osłabia części łączonych;
uzyskanie zestawu elementów o nienaruszonej powierzchni (bez otworów);
równomierne rozłożenie naprężeń na całej powierzchni złącza;
odporność połączeń na korozję
możliwość łączenia dowolnych materiałów
Wady połączeń klejonych
możliwość rozwarstwienia połączenia pod wpływem obciążeń;
mała odporność klejów na zmiany temperatury
długi czas utwardzania większości klejów
spadek wytrzymałości połączenia wraz z upływem czasu, spowodowany starzeniem się kleju
stosunkowo mała wytrzymałość w porównaniu z innymi rodzajami połączeń.
Parametry klejów
Lepkość
czas otwarty czyli maksymalny czas od nałożenia kleju na powierzchnie sklejaną do momentu sklejenia
czas wiązania czyli czas, po którym spoina osiąga pełną wytrzymałość
baza kleju czyli zasadnicze składniki kleju, dzięki którym posiada on swe właściwości
ciała stałe – ilość suchej masy w jednostce objętości.
Rodzaje klejów
epoksydowe – do metali, ceramiki
aminowe – do drewna
ftalowe – do drewna, papieru itp.
poliuretanowe – do metali, tworzyw sztucznych, skóry
poliwinylowe – do drewna, skóry itp.
poliakrylowe – do metali, ceramiki, tworzyw sztucznych
silikonowe – odporne na temperatury ~50 °C, specjalne odporne do temperatury ~800 °C – do łączenia metali z kauczukiem, lub tworzywem silikonowym.
Klejenie jest to połączenie metali za pomocą substancji zwanej klejem. Polega ono na rozprowadzeniu cienkiej warstwy substancji klejącej na uprzednio przygotowanej powierzchni. Klejenie jest nowoczesną technologią łączenia Elementów maszyn. Rozwój tej technologii związany jest z produkcją coraz to nowych klejów, o co raz to lepszych własnościach oraz z rozwojem badań wyjaśniających własności klejów i połączeń klejonych.
Proces klejenia składa się z następujących etapów:
· oczyszczenia powierzchni metodami chemicznymi lub mechanicznymi;
Powierzchnie łączone powinny być wolne od zanieczyszczeń i dokładnie rozwinięte, aby szczelnie do siebie przystawały. Złe oczyszczenie znacznie zmniejsza wytrzymałość połączenia, dlatego jest tak ważne. Powierzchnie łączone przygotowuje się najpierw mechanicznie, a następnie chemiczne. Przygotowanie mechaniczne ma na celu usunięcie zanieczyszczeń znajdujących się na powierzchni łączonych materiałów jak na przykład: rdzy. Zaś przygotowanie chemiczne polega na wytrawieniu powierzchni łączonych, aby zwiększyć zwilżalność łączonych materiałów.
· starannym przygotowaniu masy klejącej;
Niektóre kleje są dwu lub więcej składnikowe wówczas masę klejącą uzyskuje się przez wymieszanie ich w odpowiednich proporcjach. Gdy zaś mamy do czynienia z klejami termoutwardzalnymi wówczas należy substancję ciekłą połączyć z utwardzaczem. Przygotowani innych klejów polega na rozpuszczeniu suchego kleju w rozpuszczalniku, lub podgrzaniu go do temperatury, w której staje się ciekły.
· dokładnego nałożenia warstwy kleju (grubości ok. 0,1 mm) na powierzchnie klejone;
Nakładanie kleju powinno się odbywać za pomocą pędzla, lub natryskowo. Trzeba tu pamiętać, że duża ilość kleju wcale nie gwarantuje większej wytrzymałości, lecz wręcz przeciwnie.
· utwardzenia skleiny w odpowiedniej temperaturze z zachowaniem właściwego nacisku;
Po nałożeniu substancji klejącej należy ją podsuszyć, a następnie docisnąć. Złączenie nastąpi, gdy klej całkowicie wyschnie, trwa to od kilkudziesięciu sekund nawet do kilku godzin – zależy od kleju.
· oczyszczenia skleiny.
Polega na usunięciu nadmiaru kleju, który po dociśnięcie stworzył w obszarze sklein wycieki. Po utwardzeniu można je usunąć za pomocą metod mechanicznych (piłowania, skrawania), a gdy klej jeszcze nie wysechł można to zrobić za pomocą tkaniny zanurzonej w rozpuszczalniku.
Zalety połączeń klejonych:
· wykorzystanie pełnej wytrzymałości materiałów łączonych, ponieważ warstwa kleju nie wywołuje naprężeń w materiale i nie osłabia części łączonych;
· uzyskanie zestawu elementów o nienaruszonej powierzchni (bez otworów);
· równomierne rozłożenie naprężeń na całej powierzchni złącza;
· odporność połączeń na korozję;
· zdolność tłumienia drgań;
· klej może także uszczelniać złącze, odgrywając rolę uszczelki;
· możliwość łączenia dowolnych materiałów.
Wady połączeń klejonych:
· możliwość rozwarstwienia połączenia pod wpływem obciążeń;
· mała odporność klejów na zmiany temperatury;
· długi czas utwardzania większości klejów;
· spadek wytrzymałości połączenia wraz z upływem czasu, spowodowany starzeniem się kleju;
· stosunkowo mała wytrzymałość w porównaniu z innymi rodzajami połączeń.
Wytrawianie (trawienie metali) – proces roztwarzania powierzchni przedmiotów metalowych[1].
Proces usuwania przebarwień pozostałych po spawaniu stali nierdzewnej, tam gdzie została zmniejszona zawartość chromu na powierzchni stali, wytrawianie odbywa się za pomocą kąpieli trawiących (chemicznych lub elektrochemicznych), bądź miejscowo za pomocą past i żeli.
Proces rozpuszczania niezabezpieczonej powierzchni metalu przez zanurzenie w roztworze kwasowym. Technika ta stosowana jest m.in. do celów zdobniczych w metaloplastyce i grawerstwie.
zjawisko chemiczne polegające na przechodzeniu substancji stałej do roztworu, połączone z reakcją tej substancji z rozpuszczalnikiem lub innym składnikiem roztworu. Optycznie zjawisko jest podobne do rozpuszczani
Lepkość (tarcie wewnętrzne, wiskoza) – właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich opór wewnętrzny przeciw płynięciu. Inne znaczenie słowa "lepkość" odnosi się do "czepności" – terminu stosowanego w dziedzinie klejów.