1468551209

Procesy obróbki powierzchni

przygotowanie		podstawowa obróbka		dodatkowa obróbka
powierzchni		powierzchni		powierzchni

mechaniczna

nałożenie podkładu

elektrochemiczna

Rys. 9. Sposoby obróbki powierzchni elementów klejonych [1,3) Fig. 9. Methods of treatment of adhesive joint surfaces |1,3]

czepności klejów, stosuje się różne metody przygotowania powierzchni, w celu jej rozwinięcia oraz zapewnienia spójności i zwilżalności: mechaniczne, chemiczne, termiczne (lub łączenie tych metod: chemiczno-termiczne) oraz elektrochemiczne [1, 3). Przygotowanie powierzchni elementów łączonych do procesu klejenia powinno obejmować trzy podstawowe etapy [1, 7, 11]:

-    oczyszczanie i odtłuszczanie powierzchni,

-    modyfikacja warstwy wierzchniej różnymi metodami mechanicznymi, termicznymi, chemicznymi lub elektrochemicznymi,

-    czynności bezpośrednio poprzedzające utworzenie złącza (np. naniesienie podkładów, aktywatorów).

Czynniki wpływające na proces obróbki powierzchni elementów klejonych pokazano schematycznie na rysunku 9 [1,3], Obejmują one zasadniczo przygotowanie powierzchni oraz podstawową i dodatkową obróbkę powierzchni.

Metody przygotowania powierzchni elementów łączonych do klejenia, z punktu widzenia ingerencji w strukturę materiału rodzimego, dzieli się na pasywne i aktywne [11]. Metody pasywne mają na celu jedynie usunięcie większości zanieczyszczeń (organicznych i nieorganicznych) oraz zewnętrznych słabych warstw granicznych, pozostawiając czystą i chemicznie aktywną powierzchnię. Aktywne formy przygotowania warstwy wierzchniej do procesu klejenia, oprócz wymienionych zabiegów, powoduje również częściową ingerencję w strukturę materiału rodzimego. Pozwala to na poprawienie zwilżalności, chropowatości powierzchni (w mikroskali) oraz zdolności adhezyjnych warstw bezpośrednio odpowiedzialnych za powstanie połączeń. W efekcie następuje zwiększenie wytrzymałości mechanicznej oraz trwałości złączy klejowych. W niektórych przypadkach aktywne metody przygotowania elementów przeznaczonych do klejenia polegają na uzyskaniu nowej powierzchni, korzystnej z punktu widzenia właściwości adhezyjnych.

Zazwyczaj pierwszym i końcowym etapem przygotowania powierzchni jest jej odtłuszczanie, zwykle za pomocą rozpuszczalników organicznych lub roztworów substancji powierzchniowo czynnych. Nie zaleca się stosowania benzyny ekstrakcyjnej oraz wodnych środków myjących na bazie zasadowej lub kwaśnej, ponieważ zawierają odpowiednio kilka procent frakcji tłuszczowych oraz dodatki antykorozyjne, np. niewielkie ilości silikonów, niekorzystnie wpływających na siły adhezji w połączeniach klejowych [1+3]. Dobre rezultaty oczyszczania można uzyskać stosując środki zalecane przez producentów klejów, dobranych odpowiednio do właściwości spoiwa. Najskuteczniejsze odtłuszczanie, umożliwiające uzyskanie dużej aktywności fizykochemicznej powierzchni dla stosowanego kleju, przeprowadza się w parach rozpuszczalników, myjkach elektrolitycznych, ultradźwiękowych i komo-rowych oraz natryskowo [1, 3]. Elementy szczególnie zanieczyszczone można wstępne poddać ekspozycji w rozpuszczalniku, a następnie oczyścić wspomagając się innymi metodami. Dla powierzchni chropowatych szczególnie uzasadnione wydaje się wykorzystanie ultradźwięków, które w wyniku zjawiska kawitacji, tworzą w roztworze mikroskopijne pęcherzyki powietrza o oczyszczającym ładunku energetycznym [1]. Należy pamiętać, że odtłuszczanie warstwy wierzchniej jest warunkiem koniecznym, ale często niewystarczającym do uzyskania wysokiej wytrzymałości połączenia klejowego [13], Dodatkowo powinno się je poprzedzać rozwijającymi i aktywującymi obróbkami powierzchniowymi. Bardzo istotnym etapem jest płukanie wodą lub rozpuszczalnikami w celu usunięcia z powierzchni pozostałości środków chemicznych, zakończone dokładnym suszeniem.

Metody mechaniczne usuwają większość zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych, zmieniając dodatkowo topografię powierzchni oraz jej reaktywność. W zależności od materiałów łączonych realizuje się je najczęściej poprzez szlifowanie, obróbkę strumieniowo-ściemą, chropowacenie materiałami ściernymi (papier, włókna, wełna metalowa), szczotkowanie, młotkowanie, śrutowanie, kulkowanie czy skrobanie [1, 11]. Metody te przyczyniają się do rozwinięcia powierzchni rzeczywistej materiałów łączonych, co zwiększa powierzchnię styku cząsteczek kleju z podłożem i jest przyczyną większych oddziaływań międzycząsteczkowych, a przez to wzrostu właściwości adhezyjnych.

Metody mechaniczne umożliwiają ukonstytuowanie stru-kturygeometrycznejwarstwywierzchniej.zapewniającmaksy-malne jej rozwinięcie, lecz nie gwarantują dobrego uaktyw-

PRZEGLĄD SPAWALNICTWA 8/2008