Съвместимост на алуминиевата екструзия с лепене с лепило?

Много от лепените алуминиеви части се повреждат много преди да изтече проектният им срок на експлоатация. Отлепване, напукване и внезапно отделяне често се появяват без предупреждение. Тези повреди обикновено се дължат на лошо разбиране на екструдирането на алуминий и съвместимостта на лепилата.

Алуминиевата екструзия е съвместима с лепене с лепило, когато подходящата лепилна система, повърхностна обработка, метод на предварителна обработка и дизайн на съединението са съобразени с условията на приложение.

Лепенето с лепило не е просто заместител на заваряването или крепежните елементи. Това е системно решение. Всяка стъпка влияе върху дългосрочната надеждност.

Кои лепила са най-подходящи за алуминиеви повърхности?

Много проекти избират лепилата твърде късно. До този момент дизайнът на екструзията и състоянието на повърхността вече са фиксирани. Това създава риск.

Структурните епоксидни, полиуретанови и акрилни лепила работят най-добре с алуминиеви повърхности, защото осигуряват силна адхезия, толерантност към фуги и издръжливост при натоварване и излагане на въздействието на околната среда.

Алуминият има естествен оксиден слой. Лепилата се свързват с този оксид, а не с чистия метал. Това прави химията на лепилата изключително важна.

Структурни епоксидни лепила

Епоксидните лепила са най-широко използваните за свързване на алуминиеви екструзии.

Основни характеристики:

• Висока якост на срязване и отлепване
• Отлична температурна устойчивост
• Силна химическа устойчивост

Те работят добре за носещи фуги. Времето за втвърдяване може да бъде дълго, но якостта е предсказуема.

Ограниченията включват крехкост и чувствителност към замърсяване на повърхността.

Полиуретанови лепила

Полиуретановите системи предлагат гъвкавост. Те абсорбират вибрациите и термичните движения.

Предимствата включват:

• Добра устойчивост на удари
• По-добра производителност при динамични натоварвания
• Умерена толерантност при подготовката на повърхността

Те често се използват в транспортни и затворени приложения.

Акрилни лепила

Акрилните лепила се втвърдяват бързо и понасят несъвършени повърхности.

Предимства:

• Бързо време за фиксиране
• Добра якост на алуминия
• Намалени изисквания за подготовка на повърхността

Въпреки това, миризмата и по-ниската температурна устойчивост могат да ограничат употребата му.

Сравнение на избора на лепило

Изборът на лепило само въз основа на неговата якост е грешка. Излагането на въздействието на околната среда, видът на натоварването и скоростта на производство са също толкова важни.

От проучените случаи на неуспешни залепвания в производството, неправилният избор на лепило е една от трите основни причини.

Как повърхностната обработка влияе върху якостта на свързването?

Много проблеми с лепенето изглеждат като повреда на лепилото. В действителност те са повреди на повърхността.

Повърхностната обработка оказва пряко влияние върху якостта на свързването, тъй като грапавостта, чистотата и състоянието на оксида определят колко добре лепилото се нанася и закрепва върху алуминиевите повърхности.

Лепилата разчитат на механично зацепване и химично привличане. И двете зависят от състоянието на повърхността.

Гладки срещу грапави повърхности

Много гладките повърхности намаляват механичното ключове. Много грубите повърхности задържат въздух и замърсители.

Оптималната повърхност има:

• Контролирана грапавост
• Еднаква текстура
• Без разпръснати частици

Екструдираният алуминий често има линии от матрицата. Те могат да помогнат или да попречат на свързването, в зависимост от посоката и дълбочината.

Ефект на анодизираните повърхности

Анодизираният алуминий може да се свърже добре, ако се направи правилно.

Ключови моменти:

• Тънките анодни слоеве са приемливи
• Запечатаното анодиране намалява силата на свързване
• Остатъците от боя могат да повлияят на адхезията

За структурното свързване често се предпочита незапечатано анодиране или гол алуминий.

Влияние на замърсяването на повърхността

Често срещаните замърсители включват:

• Масла
• Прах
• Оксидна сажди
• Обработка на остатъци

Дори невидимото замърсяване може да намали силата на свързване с повече от 50 процента.

Повърхностна обработка и адхезионни свойства

Повърхностната обработка трябва да бъде определена предварително. Ако не бъде определена, това може да доведе до несъответствия между партидите.

От опита на място е видно, че еднородната повърхностна обработка намалява вариациите в адхезията повече, отколкото смяната на марките лепила.

Може ли предварителната обработка да подобри надеждността на свързването?

Пропускането на предварителната обработка е често срещан начин за спестяване на време. С течение на времето това се оказва и една от най-скъпите грешки.

Предварителната обработка подобрява надеждността на свързването чрез почистване, активиране и стабилизиране на алуминиевите повърхности, като осигурява постоянна адхезия във всички производствени партиди.

Предварителната обработка не означава само сложна химия. Дори простите стъпки правят голяма разлика.

Механична предварителна обработка

Механичните методи включват:

• Леко износване
• Четка
• Пясъкоструене

Тези методи увеличават повърхността и премахват слабите оксидни слоеве. Контролът е от решаващо значение. Прекомерното абразивно действие води до вграждане на отпадъци.

Химическа предварителна обработка

Химическите обработки са по-последователни.

Общи методи:

• Алкално почистване
• Киселинно ецване
• Конверсионни покрития

Те премахват маслата и създават химически активна повърхност.

Конверсионни покрития и грундове

Някои системи за свързване използват грундове.

Ползите включват:

• Подобрена адхезия
• Защита от корозия
• Последователност на процеса

Грундите действат като свързващ слой между алуминия и лепилото.

Процес на предварителна обработка

Всяка стъпка изгражда надеждност. Пропускането на една стъпка често се проявява месеци по-късно като забавена повреда.

Цена срещу надеждност

Предварителната обработка увеличава разходите и отнема време. Разходите при неуспех обаче са по-високи. Гаранционните рекламации, отзоваването на продукти и препроектирането надхвърлят значително разходите за предварителна обработка.

От дългосрочните прегледи на проектите става ясно, че последователната предварителна обработка е най-силният показател за успеха на лепените съединения.

Кои конструкции на фуги са подходящи за лепени алуминиеви екструзии?

Дори най-доброто лепило не може да се справи с лош дизайн на съединението. Геометрията е толкова важна, колкото и химията.

Свързаните алуминиеви екструзии работят най-добре с конструкции на съединения, които максимизират натоварването при срязване, площта на свързване и разпределението на напрежението, като същевременно минимизират силите на отлепване и разцепване.

Лепилата са най-здрави при срязване и най-слаби при отлепване.

Предпочитани видове съединения

Най-добре представящите се дизайни включват:

• Свързващи фуги
• Шарнирни съединения
• Профили с фуги и шпунтове

Тези конструкции разпределят натоварването върху по-голяма площ.

Съвместни проекти за избягване

Дизайните с висок риск включват:

• Свързващи съединения под напрежение
• Едноточково свързване
• Остри ъгли на натоварване

Те концентрират напрежението и способстват за появата на пукнатини.

Контрол на дебелината на лепилната линия

Лепилата се нуждаят от контролирана дебелина.

Твърде тънък:

• Изтощени стави
• Слабо поглъщане на стрес

Твърде дебел:

• По-ниска якост
• Повишена пълзене

Повечето структурни лепила работят най-добре в определен диапазон на дебелина.

Сравнение на съвместното проектиране

Интеграция на дизайна с екструзия

Екструзията позволява функции, които спомагат за свързването:

• Свързващи фланци
• Вътрешни канали
• Изравнителни ребра

Използването на тези функции намалява зависимостта само от адхезивната сила.

От прегледите на проектите става ясно, че грешките в геометрията на съединенията причиняват повече повреди, отколкото грешките в избора на лепило.

Заключение

Лепенето с лепило работи добре с алуминиеви екструзии, когато изборът на лепило, повърхностната обработка, предварителната обработка и дизайнът на съединението са съгласувани. Разглеждайте лепенето като системно решение за постигане на стабилна, дългосрочна ефективност.