Kleje do aluminium - rodzaje, porównianie, zalety, wady, cena

Kleje do aluminium - rodzaje i kryteria wyboru. Mimo, że aluminium często łączy się w wyniku procesu lutowania lub nitowania, to w niektórych sytuacjach warto rozważyć opcję klejenia. Tak się dzieje w przypadku konieczności uzyskania konstrukcji o dużej sztywności, a zarazem niskiej masie albo w razie zespolenia aluminium z innymi materiałami. Klejenie pozwala również uzyskać wysoki poziom estetyki połączenia. Warto zatem sprawdzić, jakie kleje do aluminium polecają fachowcy.

Klejenie aluminium - jak kleić skutecznie?

W produkcji aluminium wykorzystuje się przede wszystkim tlenek glinu, który najłatwiej pozyskać z rudy boksytu. Jednak wystarczy dodać do tak zwanego aluminium pierwotnego nawet niewielkie ilości innych pierwiastków (np. magnez czy krzem), aby zdecydowanie poprawić właściwości tego metalu. Przede wszystkim należy dobrze rozpoznać materiał, ponieważ inne właściwości cechują surowe aluminium niż duraluminium bądź jeszcze inne jego stopy. Z kolei aluminium anodowane można np. malować proszkowo, ale wtedy klej musi wykazywać odporność na wysokie temperatury, jakie panują w komorze lakierniczej. Dlatego trzeba tez wiedzieć, w jakich warunkach zostaną wykorzystane sklejone powierzchnie lub elementy. Co więcej, na proces klejenia oraz mechaniczną wytrzymałość uzyskanego łączenia wpływają określone właściwości zastosowanego produktu.

Podczas rozeznania konieczne wydaje się zwrócenie uwagi na:

• kwestię adhezji, czyli siłę i rodzaj chemicznego oddziaływania konkretnego typu kleju na wiązane powierzchnie,
• głębokość wnikania kleju,
• kwestię kohezji, a więc odpowiednią spójność (wytrzymałość mechaniczną) spoiny klejowej.

Dobór kleju do aluminium nie może być zatem przypadkowy, jeżeli efekty mają w pełni zadowolić i okazać się trwałe. Poniżej polecane przez specjalistów kleje do aluminium.

Kleje epoksydowe do aluminium

To w wielu sytuacjach optymalne rozwiązanie, ponieważ żywica epoksydowa tworzy wyjątkowo mocne i twarde wiązania z materiałem aluminiowym. Znakomicie przylega nawet do gładkich powierzchni. Klej epoksydowy zalicza się do grupy klejów konstrukcyjnych. Występuje w postaci jednoskładnikowej lub dwuskładnikowej z utwardzaczem. Obie opcje zapewniają bardzo trwałe, sprężyste i nierozerwalne wiązania, z tym że klej jednoskładnikowy wymaga odpowiedniego ciśnienia i ciepła, a dwuskładnikowy dobrze utwardza się już w temperaturze pokojowej i daje połączenia wytrzymałe także na obciążenia dynamiczne. Bazę klejów tego typu stanowią polimerowe żywice epoksydowe o wysokiej wytrzymałości mechanicznej, odporności chemicznej na agresywne kwasy, benzynę i rozpuszczalniki (polarne i niepolarne) i braku podatności na zmienne warunki atmosferyczne (wilgoć, wysoką i niską temperaturę). Pozwalają uzyskać łączenia, które nie ulegają uszkodzeniu nawet przy wibracjach i naprężeniach. Charakteryzuje je też świetna wytrzymałość na odrywanie, mimo że nie wnikają zbyt głęboko w strukturę materiału. Dlatego epoksydowe kleje do aluminium stosuje się np. do wiązania elementów różnego rodzaju pojazdów (samochodów, łodzi). Można je wykorzystać do trwałego klejenia nie tylko samych elementów aluminiowych, ale także łączenia aluminium z innymi metalami, szkłem, włóknem szklanym czy drewnem.

Na co warto zwrócić uwagę podczas wyboru kleju epoksydowego?

Przede wszystkim na czas konieczny do całkowitego utwardzenia, a to co najmniej 24 godziny. Jeżeli komuś zależy na szybszym efekcie, to powinien rozważyć inny klej do aluminium. W przypadku łączenia elementów wymagających lekkiego zgięcia lepiej zdecydować się na półelastyczną żywicę epoksydową, która sprawdza się także podczas uzupełniania ubytków bądź wad odlewniczych. Co ważne, kleje epoksydowe prawidłowo działają wyłącznie po dokładnym wymieszaniu. Kolejna kwestia dotyczy zachowania ostrożności w aplikowaniu kleju na materiał, ponieważ żywice epoksydowe mogą uczulać i powodować nawet zapalenie skóry. Ponadto nie można zaniedbać odpowiedniego przygotowania powierzchni, aby osiągnąć w pełni zadowalający efekt. Jeszcze jedno, mianowicie epoksydowe kleje do aluminium nie dają takiej elastyczności, która umożliwiłaby wygięcie złączonego elementu np. w kółko, ale wyłącznie o kilka procent od płaszczyzny. Warto wtedy też sięgać po kleje z dodatkiem elastomerów. Wytrzymałość na rozciągnięcie sięga 35 N/mm2, a maksymalna temperatura pracy to 200 stopni Celsjusza. Cena kleju epoksydowego zależy od producenta, rodzaju kleju, wielkości opakowania oraz miejsca zakupu. Za 50 ml tego kleju trzeba zapłacić od 35 do 110 zł.

Kleje poliuretanowe do aluminium

Kleje poliuretanowe (PUR), podobnie jak epoksydowe, należą do rodzaju klejów poliaddycyjnych. W procesie utwardzania nie dochodzi do wydzielania produktów małocząsteczkowych, a ich polimeryzacja następuje dzięki połączeniu żywicy z utwardzaczem - izocyjanem bądź HDI, MDI w klejach najnowszej generacji. Wiązania za pomocą kleju poliuretanowego charakteryzuje wysoka elastyczność, ale odpowiedni dobór produktu pozwala także uzyskać półsztywne lub sztywne połączenia, a nawet efekt doszczelnienia powierzchni. Wyjątkową cechą klejów PUR okazują się znakomite właściwości adhezyjne w przypadku łączenia różnych materiałów. Dlatego dzięki nim łatwo wiązać elementy aluminiowe z drewnianymi czy szklanymi. Mimo że w ofercie są kleje poliuretanowe jednokomponentowe, to zazwyczaj wykorzystuje się wersję dwuskładnikową, która zapewnia optymalne właściwości klejenia. Warto zdecydować się na dwuskładnikowe poliuretany w razie konieczności łączenia większych powierzchni. Najlepiej wtedy nakładać klej za pomocą szpachelki lub pacy zębatej, co gwarantuje idealne utwardzenie nie tylko na obrzeżach, ale także wewnątrz samego połączenia. Potem można materiał szlifować czy malować. Na co warto zwrócić uwagę podczas wyboru kleju poliuretanowego? Tego typu kleje charakteryzuje ograniczona odporność na działanie promieniowania UV oraz wysokich temperatur. W zasadzie maksymalna temperatura pracy powinna wynosić 40 stopni Celsjusza. Kleje poliuretanowe wykazują ponadto dużą wrażliwość na wodę, natomiast mają dobrą odporność na środki chemiczne i drgania. Wytrzymują też duże obciążenia. Jeżeli w swoim składzie zawierają szkodliwy dla zdrowia MDI, czyli diizocyjanian difenylometanu, to należy zachować ostrożność, ponieważ ta substancja uczula i działa drażniąco na skórę oraz układ oddechowy. Poliuretanowe kleje do aluminium nie sprawiają natomiast większych problemów użytkowych, gdyż nie wymagają mieszania. Trwale wiążą po około 24 godzinach. Czasami przed ich nałożeniem stosuje się specjalny podkład (primer), co jeszcze bardziej wzmacnia łączenie. Te elastyczne kleje okazują się niezbyt drogie w zakupie. Ceny są porównywalne z tymi na kleje epoksydowe.

Kleje metakrylowe (MMA) do aluminium

Kleje metakrylowe (MMA) to dwuskładnikowe kleje strukturalne, które zapewniają bardzo mocne połączenia aluminium bez konieczności stosowania gruntów. Ich główną zaletą jest szybkie utwardzanie - wstępna wytrzymałość pojawia się już po kilku minutach, a pełne wiązanie następuje w ciągu kilku godzin. Są odporne na uderzenia, wibracje oraz obciążenia dynamiczne, co sprawia, że znajdują zastosowanie w motoryzacji, lotnictwie i budownictwie. MMA doskonale łączą aluminium z innymi materiałami, takimi jak kompozyty, stal czy tworzywa sztuczne, zapewniając wysoką trwałość i elastyczność. Wykazują również dobrą odporność na czynniki atmosferyczne, promieniowanie UV i niektóre chemikalia, dzięki czemu sprawdzają się w trudnych warunkach eksploatacyjnych.Ich aplikacja jest stosunkowo prosta - klej miesza się automatycznie w aplikatorze, a następnie nakłada na odtłuszczoną powierzchnię.

Połączenie można obciążać już po krótkim czasie, co przyspiesza procesy produkcyjne i naprawcze. Wadą MMA jest intensywny zapach podczas aplikacji oraz umiarkowana odporność na wysokie temperatury, zwykle do 120°C. Dzięki swoim właściwościom kleje te są często wybierane do montażu paneli aluminiowych, napraw karoserii czy produkcji pojazdów i konstrukcji metalowych. To jedno z najlepszych rozwiązań dla osób poszukujących trwałego, elastycznego i szybko utwardzającego się kleju do aluminium.

Cena: opakowanie 50 ml kosztuje około 80,00 zł brutto, a 400 ml około 250,00 zł.

Kleje cyjanoakrylowe do aluminium

Te jednoskładnikowe kleje na bazie cyjanoakrylu etylu i pokrewnych mu estrów wyróżnia błyskawiczne tempo utwardzania. Z reguły wystarczy 30-60 sekund, aby stworzyć wiązanie trwałe, aczkolwiek niezbyt elastyczne. Dlatego kleje tego typu sprawdzają się nade wszystko do łączenia stosunkowo niewielkich powierzchni lub wypełnienia małych szczelin. Błyskawiczny klej cyjanoakrylowy dobrze skleja elementy o różnej rozszerzalności liniowej, więc efektywnie łączy szeroką gamę materiałów. Wykazuje przy tym znakomitą odporność na starzenie, wibracje i wstrząsy. Wiązania są trwałe, a zarazem wytrzymałe na rozciąganie (do 25 N/mm2) czy ścinanie. Z kolei odporność na temperatury jest w przedziale od -30 do +120 stopni Celsjusza. Jednak optymalne warunki pracy zapewnia temperatura pokojowa i względna wilgotność powietrza na poziomie 40-60%. Warto zwrócić uwagę na to, że przy wyższej wilgotności proces łączenia przyspiesza, natomiast wytrzymałość kleju nieco słabnie. Z kolei bardzo suche powietrze nieco wydłuża czas utwardzania. W celu osiągnięcia jeszcze lepszych efektów stosuje się specjalne dodatki jak primery wzmacniające trwałość wiązań i aktywatory, które przyspieszają proces utwardzania. Cena klejów cyjanoakrylowych nie jest wysoka - małe opakowanie można kupić za 12-14 zł.

Kleje silikonowe do aluminium

Specyficzne właściwości klejów silikonowych sprawiają, że tego typu produkty są rekomendowane do wiązania elementów narażonych na występowanie wilgoci, na wibracje oraz zmienne temperatury. Dobrze łączą w zakresie od -50 do + 280 stopni Celsjusza i wykazują dużą tolerancję dla resztek olejów oraz smarów, więc to znakomite rozwiązanie w wypadku klejenia elementów instalacji grzewczych (np. kotłów, bojlerów), izolacji termostatycznych, różnego typu przewodów instalacyjnych, niektórych części samochodowych, elementów malowanych proszkowo. Sprawdzają się także w elektronice i elektrotechnice. Kleje silikonowe do aluminium cechuje doskonała elastyczność, wynikająca z parametrów użytkowych materiału bazowego, czyli kauczuku silikonowego o dużej przyczepności i plastyczności. Możliwe staje się zatem trwałe łączenie elementów, które w jakimś zakresie poruszają się względem siebie. To świetny wybór przy trudnych nawierzchniach ze względu na znakomitą adhezję do szerokiej gamy podłoży, kiedy inne kleje po prostu sobie nie radzą. Jednoskładnikowe kleje silikonowe wyróżnia wygoda stosowania, z kolei wersja dwuskładnikowa (kondensacyjna lub addycyjna) umożliwia nieco przyspieszyć lub opóźnić proces utwardzania (dzięki katalizatorom i inhibitorom), co daje jeszcze więcej opcji wykorzystania. Warto jednak pamiętać, że trwałe wiązanie następuje po co najmniej kilku, kilkunastu godzinach. Silikonowe kleje do aluminium nie wykazują toksyczności i podczas utwardzania nie dochodzi do emisji szkodliwych lotnych związków organicznych jak przy epoksydach. Opakowanie 50 ml to koszt około 70-90 zł w zależności od producenta i zawartości.

Kleje anaerobowe (beztlenowe) do aluminium

Kleje anaerobowe skutecznie uszczelniają połączenia, zapobiegają też odkręcaniu, a nawet wykazują działanie ochronne przed korozją. Jednocześnie są odporne na niekorzystny wpływ olejów czy gazów. W związku z tym można je wykorzystać w pneumatyce, hydraulice, motoryzacji i budowie maszyn. Za pomocą tego kleju można łączyć nie tylko elementy aluminiowe, ale także aluminium z innymi materiałami np. szkłem, tworzywami sztucznymi. Klej beztlenowy nie nadaje się natomiast do wiązania płaskich powierzchni albo przyklejania do nich jakichś detali. Utwardzenie kleju anaerobowego następuje wyłącznie w warunkach beztlenowych, więc potrzeba odcięcia dopływu powietrza. Jednocześnie co najmniej jedna nawierzchnia musi być metalem, który pełni rolę katalizatora. Dzięki temu powstają wolne rodniki, inicjujące proces polimeryzacji. Trwałe wiązanie występuje po około 24 godzinach, aczkolwiek już po kwadransie dochodzi do wstępnego łączenia. Należy podkreślić, że przy klejeniu aluminium stosuje się dodatkowy aktywator, aby doprowadzić do rzeczywiście mocnego wiązania. Dobrze też, gdy temperatura wynosi powyżej 10 stopni Celsjusza. Koszt tego typu kleju waha się od 20 do niemal 150 zł za opakowanie 50 ml.

Kleje modyfikowane silanami, czyli MS Polimery do aluminium

Ciekawym rozwiązaniem okazuje się także MS polimer, który łączy w sobie mocne strony poliuretanu i silikonu, a zarazem wyklucza ich słabsze właściwości. W przeciwieństwie do poliuretanu doskonale radzi sobie w warunkach podwyższonej wilgotności - można nawet kleić elementy zawilgocone. Wykazuje też dobrą odporność na działanie promieniowania UV i wysokich temperatur (nawet do 200 stopni Celsjusza). Nigdy przy tym nie traci swoich cech charakterystycznych. W przypadku klejów silikonowych nie ma opcji późniejszego malowania. MS polimery eliminują tę niedogodność, a ze względu na brak oleju w składzie nie dochodzi później do nieestetycznych przebarwień. Dlatego można łączyć części aluminiowe np. z płytkami ceramicznymi. MS polimery:

• nie zawierają szkodliwych izocyjanianów, rozpuszczalników czy ftalanów, więc są bezpieczne w użytkowaniu i dla środowiska
• tworzą trwałe i dość elastyczne łączenia, które doskonale tłumią drgania mechaniczne i akustyczne
• wykazują dobrą przyczepność do szerokiego zakresu materiałów
• są odporne na wodę, wilgoć i można je stosować zarówno w niskich, jak i wysokich temperaturach

Opakowanie 50 ml to wydatek około 40 zł.

Rodzaje klejów do aluminium - porównanie (tabela)

Poniższa tabela pozwala na szybkie porównanie różnych rodzajów klejów i ich zastosowań, ułatwiając wybór odpowiedniego kleju do aluminium w zależności od potrzeb.

Kleje do aluminium - zalety i wady

Wśród walorów wykorzystania kleju do aluminium warto podkreślić poniższe zalety.

Zalety klejów do aluminium

1. Łatwość aplikacji
Klejenie aluminium nie wymaga stosowania skomplikowanych narzędzi ani wysokiej temperatury, co odróżnia je od spawania czy lutowania. Proces aplikacji kleju jest stosunkowo prosty i może być wykonany zarówno ręcznie, jak i przy użyciu automatycznych systemów dozujących. W większości przypadków wystarczy dokładne oczyszczenie powierzchni i nałożenie odpowiedniej ilości kleju, a następnie połączenie elementów. Kleje dwuskładnikowe, takie jak epoksydowe i metakrylowe, często mieszają się automatycznie w aplikatorach, co eliminuje błędy podczas dozowania składników. Niektóre kleje, np. cyjanoakrylowe, utwardzają się niemal natychmiast, co dodatkowo upraszcza proces. Brak konieczności stosowania spawarek czy nitownic sprawia, że metoda ta jest bardziej dostępna nawet dla osób bez specjalistycznego przeszkolenia. Ponadto klejenie pozwala na łączenie elementów o skomplikowanych kształtach, gdzie inne techniki mogą okazać się problematyczne. Dzięki temu kleje do aluminium są szeroko stosowane w produkcji, budownictwie oraz naprawach.

2. Brak deformacji materiału
Aluminium ma stosunkowo niską temperaturę topnienia, co oznacza, że podczas spawania może dochodzić do jego odkształcenia. Wysoka przewodność cieplna tego metalu sprawia, że ciepło szybko rozprzestrzenia się po całej powierzchni, co prowadzi do zmian strukturalnych i naprężeń wewnętrznych. Klejenie eliminuje ten problem, ponieważ nie wymaga użycia wysokich temperatur. Proces ten pozwala na zachowanie pierwotnych właściwości aluminium, bez ryzyka osłabienia jego struktury. W przypadku cienkich blach czy delikatnych elementów deformacja może całkowicie uniemożliwić dalsze użytkowanie, dlatego klejenie staje się jedyną rozsądną metodą łączenia. Brak odkształceń oznacza również mniejsze zużycie materiału, co jest istotne w produkcji precyzyjnych komponentów. Ostatecznie, dzięki klejeniu możliwe jest uzyskanie połączeń o wysokiej estetyce i wytrzymałości, co jest istotne w wielu zastosowaniach przemysłowych.

3. Lekkość konstrukcji
Kleje pozwalają na eliminację dodatkowych elementów montażowych, takich jak śruby, nity czy spawy, co znacząco redukuje masę konstrukcji. W nowoczesnym przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym stosowanie lekkich materiałów jest priorytetem, ponieważ zmniejszenie masy pojazdu przekłada się na mniejsze zużycie paliwa i lepszą efektywność energetyczną. Klejenie umożliwia stosowanie cienkich blach aluminiowych, które zachowują wysoką wytrzymałość, ale jednocześnie są lekkie. W porównaniu z tradycyjnymi metodami, klej nie powoduje osłabienia struktury materiału, ponieważ nie wymaga wiercenia otworów czy stosowania łączników mechanicznych. Dodatkowo, połączenia klejone mają równomierny rozkład naprężeń, co zwiększa ich odporność na obciążenia dynamiczne. W wielu nowoczesnych projektach architektonicznych stosuje się kleje do aluminium, aby uzyskać lekkie, a zarazem wytrzymałe konstrukcje. Dzięki temu można budować duże przeszklone fasady, aluminiowe panele elewacyjne czy lekkie mosty i kładki. Lekkość konstrukcji ma także znaczenie w transporcie morskim, gdzie redukcja masy wpływa na efektywność jednostek pływających.

4. Dobra odporność na wibracje i naprężenia
Niektóre kleje, takie jak poliuretanowe i metakrylowe (MMA), charakteryzują się wysoką elastycznością, co pozwala na tłumienie drgań i naprężeń. Wibracje mogą prowadzić do stopniowego luzowania połączeń śrubowych lub pękania spoin spawalniczych, natomiast kleje są w stanie kompensować te siły dzięki swojej strukturze. Elastyczność kleju pozwala także na kompensację różnic w rozszerzalności cieplnej różnych materiałów, co jest istotne w konstrukcjach wielomateriałowych. Dzięki temu połączenia pozostają stabilne nawet w trudnych warunkach eksploatacyjnych. Kleje metakrylowe są szczególnie cenione w motoryzacji, gdzie stosuje się je do łączenia elementów nadwozia narażonych na wstrząsy i obciążenia dynamiczne. W przemyśle lotniczym i kosmicznym zapewniają one trwałość połączeń, które muszą wytrzymać duże różnice temperatur i przeciążenia. Ponadto, w budownictwie kleje pozwalają na łączenie dużych powierzchni bez ryzyka powstawania naprężeń punktowych, jak ma to miejsce w przypadku nitów. To sprawia, że klejenie jest doskonałą alternatywą dla innych metod montażu, szczególnie w wymagających aplikacjach.

5. Odporność na korozję
Klejenie aluminium zapobiega powstawaniu korozji, ponieważ klej tworzy barierę ochronną między powierzchniami, eliminując bezpośredni kontakt z wilgocią i powietrzem. W przeciwieństwie do spawania czy nitowania, gdzie mogą powstawać mikroprzestrzenie zatrzymujące wodę, kleje wypełniają całą szczelinę, zabezpieczając powierzchnię przed czynnikami zewnętrznymi. W szczególności dotyczy to korozji galwanicznej, która może wystąpić, gdy aluminium styka się z innymi metalami, takimi jak stal nierdzewna. W zastosowaniach morskich czy w przemyśle lotniczym kleje zapobiegają niszczeniu struktury aluminiowej pod wpływem słonej wody i ekstremalnych warunków atmosferycznych. Wysokiej jakości kleje epoksydowe i metakrylowe są odporne na chemikalia, co dodatkowo zwiększa ochronę przed korozją. W przypadku tradycyjnych metod montażu, takich jak śruby czy spawy, często stosuje się dodatkowe powłoki antykorozyjne, co zwiększa koszty i czas produkcji. Klejenie eliminuje konieczność takich zabezpieczeń, upraszczając proces produkcyjny. Dzięki temu kleje do aluminium są szczególnie cenione w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym oraz budownictwie, gdzie trwałość połączenia ma bardzo ważne znaczenie.

6. Możliwość łączenia różnych materiałów
Kleje do aluminium umożliwiają trwałe połączenie tego metalu z innymi materiałami, takimi jak stal, szkło, ceramika czy tworzywa sztuczne. Jest to szczególnie ważne w nowoczesnym przemyśle, gdzie coraz częściej stosuje się konstrukcje hybrydowe, łączące różne materiały w celu uzyskania optymalnej wytrzymałości i redukcji masy. Klejenie pozwala uniknąć problemów związanych z różnicami w rozszerzalności cieplnej materiałów, które mogłyby powodować naprężenia w przypadku tradycyjnych metod łączenia. W budownictwie i architekturze kleje umożliwiają montaż przeszklonych elewacji na aluminiowych ramach, eliminując konieczność stosowania widocznych łączników mechanicznych. W przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym pozwalają na trwałe łączenie aluminium z kompozytami węglowymi, co zwiększa efektywność energetyczną pojazdów. Metoda ta jest również stosowana w produkcji sprzętu elektronicznego i AGD, gdzie aluminium często występuje w obudowach i konstrukcjach nośnych. Dzięki klejeniu można uzyskać lekkie, estetyczne i wytrzymałe połączenia, które spełniają wysokie wymagania techniczne.

7. Estetyka połączenia
Połączenia klejone są niewidoczne, co pozwala uzyskać gładką i estetyczną powierzchnię, bez widocznych spoin czy śladów obróbki mechanicznej. Jest to istotne w nowoczesnym wzornictwie przemysłowym, gdzie liczy się nie tylko funkcjonalność, ale także wygląd końcowego produktu. W przypadku spawania czy nitowania często konieczne jest dodatkowe szlifowanie, malowanie lub maskowanie łączeń, co zwiększa koszty produkcji. Kleje eliminują ten problem, ponieważ wypełniają szczelinę w sposób jednolity, zapewniając płynne przejście między elementami. Dzięki temu znajdują zastosowanie w produkcji mebli, pojazdów, sprzętu AGD i elektroniki użytkowej, gdzie liczy się nowoczesny design. W budownictwie kleje umożliwiają tworzenie minimalistycznych fasad i konstrukcji bez widocznych elementów montażowych. Połączenia klejone mogą być również malowane lub pokrywane powłokami ochronnymi bez obawy o nieestetyczne ślady. W wielu branżach, takich jak motoryzacja i lotnictwo, wysoka estetyka połączeń idzie w parze z ich trwałością i funkcjonalnością.

8. Szeroki wybór klejów
Na rynku dostępnych jest wiele rodzajów klejów do aluminium, które można dopasować do konkretnych zastosowań i warunków pracy. Kleje epoksydowe charakteryzują się bardzo wysoką wytrzymałością mechaniczną i odpornością na chemikalia, dlatego sprawdzają się w konstrukcjach wymagających dużej trwałości. Kleje metakrylowe (MMA) oferują szybkie utwardzanie i wysoką odporność na uderzenia, co czyni je idealnymi do zastosowań motoryzacyjnych i przemysłowych. Kleje poliuretanowe wyróżniają się elastycznością i odpornością na warunki atmosferyczne, co sprawia, że są często używane w budownictwie. Silikonowe kleje do aluminium zapewniają doskonałą szczelność i odporność na wysokie temperatury, co jest istotne w przemyśle elektronicznym i motoryzacyjnym. Cyjanoakrylowe ("super glue") umożliwiają błyskawiczne klejenie drobnych elementów bez konieczności stosowania specjalistycznego sprzętu. Dzięki tej różnorodności możliwe jest dobranie kleju o optymalnych właściwościach, takich jak czas utwardzania, odporność mechaniczna czy elastyczność. Wybór odpowiedniego kleju pozwala na maksymalne dostosowanie połączenia do specyficznych wymagań danego zastosowania, co zwiększa jego trwałość i efektywność.

Wady klejów do aluminium

1. Konieczność starannego przygotowania powierzchni
Aluminium pokrywa się naturalną warstwą tlenku, która może utrudniać przyczepność kleju do powierzchni. W związku z tym przed klejeniem konieczne jest dokładne oczyszczenie i odtłuszczenie materiału. Proces ten często obejmuje użycie rozpuszczalników, szlifowanie lub zastosowanie specjalnych aktywatorów chemicznych. W przypadku niektórych klejów, takich jak poliuretanowe, zaleca się także stosowanie podkładów zwiększających przyczepność. Jeśli powierzchnia nie zostanie odpowiednio przygotowana, istnieje ryzyko osłabienia połączenia i jego przedwczesnego uszkodzenia. W środowiskach przemysłowych stosowanie dodatkowych etapów przygotowawczych może wydłużyć czas produkcji i zwiększyć koszty. Ponadto, niektóre kleje wymagają przechowywania w suchych warunkach, ponieważ wilgoć może negatywnie wpływać na proces wiązania. Z tego powodu nie każda aplikacja kleju jest szybka i bezproblemowa, co może być istotnym ograniczeniem w produkcji masowej.

2. Czas utwardzania
Niektóre kleje, szczególnie epoksydowe i silikonowe, mogą wymagać nawet kilku godzin do pełnego utwardzenia. Oznacza to, że przed obciążeniem połączenia należy odczekać określony czas, co może opóźniać produkcję. W przypadku klejów jednoskładnikowych proces utwardzania zależy od wilgotności i temperatury otoczenia, co dodatkowo może wpłynąć na jego wydłużenie. Kleje dwuskładnikowe, takie jak MMA, mają krótszy czas wiązania, ale nadal wymagają odpowiedniego procesu aplikacji. W niektórych przypadkach stosuje się przyspieszacze chemiczne lub ogrzewanie, aby skrócić czas utwardzania. Długie wiązanie może stanowić problem w aplikacjach wymagających szybkiego montażu i natychmiastowego użytkowania. Alternatywą są szybkoschnące kleje cyjanoakrylowe, ale ich wytrzymałość jest mniejsza niż w przypadku epoksydów czy metakryli. W produkcji seryjnej długi czas utwardzania może prowadzić do konieczności stosowania dodatkowych uchwytów stabilizujących, co zwiększa koszty procesu.

3. Mniejsza odporność na wysokie temperatury
Większość klejów do aluminium traci swoje właściwości przy temperaturach powyżej 120-150°C, co ogranicza ich zastosowanie w ekstremalnych warunkach. W przeciwieństwie do spawanych czy nitowanych połączeń, które mogą wytrzymać znacznie wyższe temperatury, kleje mogą ulegać degradacji, tracąc swoją wytrzymałość mechaniczną. Niektóre kleje epoksydowe oferują podwyższoną odporność termiczną, ale ich stosowanie wiąże się z dłuższym czasem utwardzania i wyższą ceną. Problem ten jest szczególnie istotny w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym, gdzie elementy aluminiowe są narażone na działanie wysokich temperatur od silników i układów wydechowych. W niektórych przypadkach można stosować dodatkowe osłony termiczne, ale to zwiększa koszty i komplikację montażu. Kleje silikonowe i niektóre hybrydowe mogą wytrzymać wyższe temperatury, jednak ich wytrzymałość mechaniczna jest zazwyczaj niższa niż epoksydów czy metakryli. Należy więc starannie dobierać klej do warunków eksploatacji, aby uniknąć problemów z osłabieniem połączenia pod wpływem temperatury. W wielu zastosowaniach konieczne może być stosowanie alternatywnych metod łączenia, jeśli wymagane są odporności powyżej 200°C.

4. Brak możliwości natychmiastowego obciążenia
W przeciwieństwie do spawania, gdzie połączenie jest gotowe do obciążenia natychmiast po ostygnięciu, kleje wymagają czasu na pełne utwardzenie. Chociaż niektóre kleje, takie jak metakrylowe (MMA) czy cyjanoakrylowe, wiążą się w ciągu kilku minut, to ich pełna wytrzymałość mechaniczna jest osiągana dopiero po kilku godzinach. Dłuższy czas schnięcia może stanowić problem w procesach produkcyjnych wymagających szybkiego montażu i natychmiastowego użytkowania. W niektórych przypadkach konieczne jest stosowanie tymczasowych zacisków lub uchwytów stabilizujących, aby elementy nie przesuwały się podczas utwardzania kleju. Czas utwardzania zależy także od temperatury otoczenia oraz wilgotności, co może wydłużyć proces, jeśli warunki są niesprzyjające. W przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym często stosuje się przyspieszacze lub dodatkowe nagrzewanie, aby skrócić czas utwardzania, ale jest to dodatkowy koszt. W zastosowaniach budowlanych, gdzie aluminium jest wykorzystywane w fasadach i konstrukcjach nośnych, konieczność odczekania na pełne utwardzenie może spowalniać postęp prac. Z tego względu wybór odpowiedniego kleju do danego zastosowania powinien uwzględniać nie tylko jego wytrzymałość, ale także wymagany czas utwardzania.

5. Niektóre kleje wymagają stosowania podkładów (primerów)
Niektóre kleje, szczególnie poliuretanowe i epoksydowe, wymagają stosowania specjalnych podkładów (primerów), aby zapewnić dobrą przyczepność do aluminium. Aluminium pokrywa się naturalną warstwą tlenku, która może ograniczać adhezję, dlatego w niektórych przypadkach konieczne jest jej mechaniczne lub chemiczne usunięcie. Stosowanie podkładów zwiększa liczbę etapów procesu klejenia, co może wydłużyć czas produkcji i zwiększyć koszty. Dodatkowo niektóre primery zawierają lotne związki organiczne (VOC), co może wymagać stosowania wentylacji i środków ochrony osobistej podczas aplikacji. W przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym stosowanie primerów jest często niezbędne, aby zapewnić długoterminową trwałość połączenia, ale może to wymagać dodatkowego sprzętu i kontroli jakości. W niektórych przypadkach niewłaściwie dobrany podkład może prowadzić do osłabienia kleju lub nieprawidłowego wiązania. Nowoczesne kleje, takie jak metakrylowe (MMA), często eliminują konieczność stosowania primerów, co upraszcza proces aplikacji, ale ich cena bywa wyższa. Z tego powodu przed wyborem kleju warto sprawdzić, czy wymaga on gruntowania powierzchni, aby uniknąć dodatkowych kosztów i komplikacji.

6. Kleje mogą ulegać starzeniu
Z biegiem czasu niektóre kleje mogą tracić swoje właściwości, szczególnie jeśli są narażone na długotrwałe działanie promieniowania UV, wilgoci lub chemikaliów. Kleje poliuretanowe i silikonowe mogą się degradować pod wpływem intensywnego promieniowania słonecznego, tracąc elastyczność i przyczepność. W zastosowaniach zewnętrznych stosuje się specjalne kleje odporne na warunki atmosferyczne, ale są one droższe od standardowych wersji. Niektóre kleje epoksydowe mogą stać się kruche po wielu latach eksploatacji, co może prowadzić do pękania połączeń pod wpływem naprężeń. Wilgoć może przenikać do warstw kleju, powodując jego osłabienie lub utratę przyczepności, szczególnie jeśli aluminium nie zostało wcześniej odpowiednio przygotowane. W środowiskach przemysłowych, gdzie kleje są narażone na działanie olejów i rozpuszczalników, ich trwałość może być ograniczona, jeśli nie zastosowano odpornej chemicznie formuły. W przypadku klejów cyjanoakrylowych ich struktura może się stopniowo osłabiać w wyniku oddziaływania wysokiej wilgotności. Aby przedłużyć trwałość połączenia, często stosuje się dodatkowe powłoki ochronne lub wybiera się kleje o podwyższonej odporności na warunki atmosferyczne. Odpowiednie przechowywanie klejów przed aplikacją również ma znaczenie, ponieważ przeterminowane produkty mogą nie zapewniać optymalnej wytrzymałości.

7. Trudność w demontażu
Połączenia klejone są zazwyczaj trwałe, co oznacza, że ich demontaż może być problematyczny, jeśli konieczna jest wymiana lub naprawa elementu. W przeciwieństwie do połączeń śrubowych czy nitowanych, które można łatwo rozłączyć, kleje wymagają zastosowania wysokiej temperatury lub specjalnych rozpuszczalników chemicznych do usunięcia. W niektórych przypadkach może być konieczne mechaniczne usunięcie kleju, co może prowadzić do uszkodzenia aluminium. Kleje o wysokiej odporności na temperatury i chemikalia, takie jak epoksydowe, mogą być szczególnie trudne do usunięcia bez wpływu na integralność strukturalną materiału. W produkcji i serwisowaniu pojazdów demontaż klejonych elementów może wymagać dodatkowych narzędzi i procedur, co zwiększa koszty napraw. Niektóre kleje są odporne na standardowe rozpuszczalniki, co oznacza, że ich usunięcie wymaga specjalistycznych środków chemicznych, które mogą być kosztowne lub trudne do zastosowania w praktyce. W związku z tym w aplikacjach, gdzie wymagana jest możliwość łatwego demontażu, często wybiera się inne metody łączenia, takie jak spawanie punktowe lub śruby. W niektórych przypadkach stosuje się kleje o ograniczonej sile wiązania lub dodatkowe warstwy separacyjne, aby ułatwić ewentualny demontaż w przyszłości.

8. Wyższy koszt niektórych klejów
Specjalistyczne kleje, takie jak metakrylowe (MMA) czy wysokowytrzymałe epoksydowe, mogą być droższe niż tradycyjne metody łączenia, takie jak śruby czy nity. Cena zależy od składu chemicznego, właściwości mechanicznych oraz odporności na warunki atmosferyczne. W przemyśle koszty mogą być kompensowane przez zalety klejenia, ale w mniejszych projektach cena kleju może stanowić istotny czynnik decyzyjny.

Przygotowanie powierzchni do klejenia

I jeszcze jedna rzecz, a więc prawidłowe przygotowanie powierzchni, co zapewnia mocne wiązanie. Wstępnym zabiegiem jest oczywiście oczyszczenie nie tylko z brudu, ale także ewentualnie z rdzy czy zgorzeliny. Następnie materiał zostaje odtłuszczony przy jednoczesnym wytrawieniu. W tym celu warto sięgnąć po wodne środki czyszczące albo organiczne rozpuszczalniki. Przy wysokich obciążeniach stosuje się półgodzinne trawienie w temperaturze 60 stopni Celsjusza. Kolejny etap to mechaniczne nadawanie szorstkości poprzez szczotkowanie, szlifowanie lub piaskowanie. Potem materiał płucze się w czystej wodzie, a na koniec suszy ciepłym powietrzem. Jak widać, ani wyboru kleju do aluminium, ani też kwestii pracy z nim nie można pozostawić przypadkowi. Każdy element należy dobrze przemyśleć.

Źródła:

• Poradnik mechanika praca zbiorowa, Wydawnictwo REA s. 336-338
• https://kb.pl/materialy-budowlane/kleje/kleje-do-aluminium-rodzaje-marki-opinie-ceny-porady-uzytkowe/