1468551211

nienia powierzchni, dlatego powinny być połączone z późniejszą obróbką chemiczną. Należy zwrócić uwagę, aby podczas obróbki mechanicznej nie wprowadzić w warstwę wierzchnią elementów łączonych nadmiernych ściskających naprężeń własnych, powodujących odkształcenia. Mogą one być przyczyną niekorzystnych naprężeń oddzierających, zmniejszających wytrzymałość połączeń klejowych nawet O 10*50% [1

Obróbka chemiczna polega na poddawaniu powierzchni elementów klejonych oddziaływaniu kąpieli o odpowiednim składzie oraz temperaturze [1,11,13]. Najczęściej stosowane metody chemiczne to: trawienie roztworami kwasów, trawienie alkaliczne, utlenianie, anodowanie, fosforowanie [11], Umożliwiają one uzyskanie wymaganego rozwinięcia powierzchni, ale również zapewniają dużą aktywność fizykochemiczną oraz odporność korozyjną. Oprócz usuwania zanieczyszczeń organicznych znacznie redukują grubość warstw tlenkowych oraz zmieniają ich morfologię. Prawidłowy wybór kąpieli może zwiększyć wytrzymałość na ścinanie połączeń klejowych nawet o 40% [8],

Termiczne metody przygotowania powierzchni do procesu klejenia stosuje się stosunkowo rzadko, głównie do tworzyw sztucznych. Wykorzystuje się oczyszczanie płomieniowe przy użyciu palników gazowych, jonowych lub plazmowych lub długotrwałe wygrzewanie, często w próżni.

Elektrochemiczne metody przygotowania powierzchni elementów łączonych do klejenia, mimo że zapewniają bardzo korzystne właściwości adhezyjne, stosowane są jedynie w przypadku bardzo wysokich wymagań wytrzymałościowych, z uwagi na długotrwały i skomplikowany proces. Obróbka elektrochemiczna polega na roztwarzaniu anodowym w warunkach elektrolizy [1,14]. Reakcje chemiczne zachodzące podczas obróbki są odwrotne do tych, które występują w galwanotechnice, przy pokrywaniu wyrobów warstwami metalu. Roztwarzanie umożliwia ciecz przewodząca prąd elektryczny - elektrolit. Proces polega na przechodzeniu roztwarzanych jonów do elektrolitu i wydzielaniu się produktów reakcji w elektrolicie [1].

W celu zwiększenia przyczepności kleju i wytrzymałości połączenia, po ostatecznym odtłuszczeniu powierzchni elementów klejonych można je poddać gruntowaniu podkładem [1,3], Podkłady (primery, promotory adhezji, środki sprzęgające) to materiały chemicznie podobne do klejów, bazujące na rozpuszczalnikach organicznych, roztworach polimerów i reaktywnych monomerów, z niewielkim (do 10%) udziałem ciał stałych, zawierające chemicznie czynne grupy funkcyjne [1,3,13]. Mogą być rozpylane lub nanoszone wałkiem bądź pędzlem na powierzchnię elementów łączonych, pozostawiając warstwę nie większą niż 5 g/m². Nośnik odparowuje pozostawiając na powierzchni składniki aktywne, które wchodzą w reakcję z warstwą wierzchnią, jednocześnie oddziaływując z klejem [4], Stanowią one swoiste mostki między warstwą kleju a powierzchnią, poprawiając adhezję oraz trwałość połączeń, a niekiedy przyczyniając się do poprawy właściwości mechanicznych [1, 13]. Dodatkowo zwiększają również odporność połączeń na oddziaływanie wilgoci i korozji [3], Nakładanie podkładu powinno nastąpić bezpośrednio po zakończeniu przygotowania powierzchni materiałów łączonych, co pozwala zapobiec zmianom stanu warstwy wierzchniej spowodowanym oddziaływaniem środowiska, zwłaszcza tlenu, oraz przypadkowemu zabrudzeniu powierzchni [13]. Aktywatory (przyspieszacze) są substancjami przyspieszającymi, a niekiedy niezbędnymi do utwardzenia klejów. W przeciwieństwie do podkładów nie wpływają one na adhezję, poprawiając jedynie siły spójności kleju i gwarantując prawidłowy proces wiązania [1].

Kleje

Podstawowymi składnikami klejów są substancje wiążące (spoiwo, lepiszcze), rozpuszczalniki, środki zwiększające przylepność (plastyfikatory, koalescenty), środki sieciujące, modyfikatory i stabilizatory. Istnieje wiele kryteriów podziału klejów uwzględniających ich właściwości i przeznaczenie, z czego zasadniczego podziału dokonuje się według ich bazy chemicznej oraz sposobu utwardzania. W praktyce najczęściej stosowane kryteria podziału klejów dotyczą: postaci (konsystencji), prędkości wiązania, metody i dziedziny zastosowania, właściwości złączy, ilości składników czy właściwości cieplnych warstwy klejowej [1, 3,11 ]. Ważną grupę klejów utwardzających się chemicznie stanowią kleje reaktywne, dzielące się według sposobu utwardzania przez: poliaddycję, polimeryzację, polikondensację.

Kleje reaktywne

Kleje na bazie żywic epoksydowych - żywice epoksydowe należą do grupy żywic chemoutwardzalnych. Kleje na bazie żywic epoksydowych to klasyczne kleje do łączenia metali, mogące występować jako jedno- i dwuskładnikowe [3]. Kleje jednoskładnikowe utwardzane są pod wpływem temperatury, zwykle powyżej 120°C. W przypadku klejów 2-składnikowych miesza się dwa monomery żywicę i utwardzacz. W klejach dwuskładnikowych, utwardzających się przez poliaddycję, wiązanie następuje w zależności od utwardzacza po kilku, kilkunastu minutach lub 2 godzinach (dla dużych powierzchni).

Elementy klejone powinny być jednoznacznie ustalone względem siebie, dociśnięte i zabezpieczone przed zmianą położenia. W przypadku klejów dwuskładnikowych, wygodne jest używanie klejów o jednakowym udziale objętościowym składników A i B. Niewłaściwa proporcja obydwu składników ma wpływ na zmniejszenie wytrzymałości mechanicznej połączenia klejowego. Często pełną wytrzymałość mechaniczną uzyskują połączenia klejowe dopiero po siedmiu dniach. Dla skrócenia tego czasu stosuje się dogrzewanie złączy w zakresie temperatur 60+180°C. Wźrost temperatury umożliwia skrócenie czasu utwardzania kleju. Wyższa temperatura utwardzania kleju sprzyja również uzyskiwaniu większej wytrzymałości na ścinanie połączenia klejowego, nawet 2,5 krotnie w odniesieniu do złączy utwardzanych w temperaturze pokojowej. Zbyt wysoka temperatura utwardzania kleju, powyżej 180°C, powoduje zbyt dużą gęstość sieciowania co prowadzi do uzyskania dużej wytrzymałości mechanicznej złącza, ale o zmniejszonej elastyczności i udarności. Natomiast przyspieszenie wiązania klejów na bazie żywic epoksydowych przez aktywatory chemiczne znajdujące się zwykle w utwardzaczu i prowadzi do obniżenia wytrzymałości mechanicznej złączy. Utwardzone spoiny klejowe są odporne na działanie wody, benzyny, olejów mineralnych, wodnych roztworów soli i kwasów. Nie są odporne natomiast na działanie substancji utleniających i takich rozpuszczalników jak: ketony, estry, chloropochodne.

Kleje poliuretanowe - mogą występować jako kleje jedno - i dwuskładnikowe, bez rozpuszczalnika lub z rozpuszczalnikiem. Dla klejów jednoskładnikowych bez rozpuszczalnika decydującą rolę przy utwardzaniu odgrywa woda, która zwykle znajduje się w wystarczającej ilości w otaczającym powietrzu. W określonych przypadkach dla przyspieszenia utwardzania kleju można zastosować natrysk wodny. Są one stosowane tam gdzie elementy muszą być szybko sklejone, uszczelnione i polakierowane. Kleje dwuskładnikowe bez rozpuszczalnika składają się z niskomolekularnego poliizocyja-

PRZEGLĄD SPAWALNICTWA 8/2008