Víme, jak lepit kovy

Encyklopedie praví, že lepení kovů je proces spojování materiálů (adherendů), při kterém se dosahuje trvalé spojení stejných, popřípadě různých materiálů prostřednictvím lepidel (adheziv).

Lepidlo na kovy pak je možné definovat jako látku schopnou utvořit pevné a trvalé spojení mezi dvěmi kovovými materiály. Uvedená schopnost závisí od adheze k povrchům lepených materiálů a od koheze samotného lepidla.

Letmá procházka teorií

Lepení kovů má v porovnání s jinými technologiemi spojování materiálů nesporné výhody. Např. je to vysoká pevnost, těsnost spojů, odolnost vůči korozi, možnost spojování různých kovových materiálů navzájem (kombinační lepení), možnost spojování velmi tenkých kovových materiálů, výroba lepených spojů s velmi dobrou tepelnou, zvukovou, elektrickou izolací, ale také s možnou elektrickou vodivostí.

Lepené spoje se často používají při spojování slitin lehkých kovů a lepení neželezných kovů. Lepené spoje ocelových materiálů mají, v porovnání se svařovanými spoji, v některých případech vyšší pevnost. Velmi důležitým faktorem lepených spojů je jejich vysoká bezpečnost při poruše.

Technologie lepení kovů

• správná volba lepeného materiálu a lepidla
• správný návrh konstrukce spoje
• vhodná povrchová úprava materiálů
• dodržování předepsaného postupu při lepení
• utvoření fyzikálně-chemických a jiných podmínek vzniku pevných vazeb.

Při volbě materiálů na lepení se přihlíží na jejich chemickou povahu (chemické složení), polaritu, mechanické, povrchové, fyzikální a chemickofyzikální vlastnosti. V případě lepidel jsou to: chemická povaha, viskozita lepidla, povrchové napětí, bod vzplanutí, způsob vytvrzování, tepelná roztažnost a mechanické vlastnosti.

Princip lepení a jeho pracovní postup se ve všeobecnosti skládá z přípravy povrchu lepených materiálů, dále z přípravy lepidla, nanášení lepidla, montáže spoje a utvoření pevného spoje (např. vytvrzování).

Kvalitu lepeného spoje můžeme ovlivnit: způsobem nanášení lepidla, tloušťkou nanesené vrstvy, podmínkami při vytvrzování (tlak, teplota, čas), použitím ultrazvuku, tepelného ovlivnění lepidla různými zdroji ohřevu (např. infračervený anebo laserový paprsek), přípravou povrchu materiálu a úpravou lepidla na jeho použití.

Příprava materiálů na lepení

Příprava na lepení se skládá z dělení, obrábění, čištění, odmašťování a slícování lepených dílců. Cílem přípravy povrchu je dosáhnout maximální adhezi a zabránit podoxidování lepidla.

Povrchová úprava adherendu je jednou z nejdůležitějších operací při lepení. Navrhuje se podle druhu a stavu lepeného materiálu, druhu použitého lepidla, provozních požadavků a životnosti spoje i únosnosti výrobních nákladů. Na čištění a odmašťování se používají: alkalická odmašťovadla, tamponování rozpouštědly a odmašťování v párách rozpouštědla. Vhodná odmašťovadla jsou např. IPA (isopropylalkohol), technický aceton, butanon-2 (MEK - metyletylketon), perchloretylen.

Nevhodná jsou laková rozpouštědla a benzin. Poměrně často se používá moření materiálů v různých kyselinách (hliník a jeho slitiny) a v domácích podmínkách lze vystačit s mořením ve 20% roztoku louhu sodného (NaOH). V případě moření se obvykle dosahuje vyšší pevnost spojů jako při mechanické úpravě povrchu. Z hlediska kvality lepených spojů je důležitá také drsnost povrchu lepených ploch. V domácí dílně si zpravidla vystačíme s ocelovým kartáčem a se smirkovým plátnem v zrnitosti 100 až 120 .

Příklady použití povrchové úpravy kovových materiálů před lepením

Pro názornost si uveďme několik možností, s nimiž se doma můžeme setkat. Jako odmašťovadlo lze z výše zmíněných použít aceton. Lepené kovové plochy se podle druhu kovu upraví broušením smirkem zrnitosti 320 – 400, 220 – 320, 400, úhlovou bruskou, nebo se dají opískovat oxidem hlinitým, anebo použijeme chemické moření (vysoká pevnost).
Vlastní lepení po povrchové úpravě materiálu do oxidace materiálu trvá podle kovů do 15 minut (litina, měď, mosaz, cín), do jedné hodiny (hliník a jeho slitiny, ocel), ale také do šesti hodin (nerez).

Příprava lepidel

V současné době již existují systémy pro přesné a automatické mísení a dávkování dvousložkových epoxidů (UHU plus dvoukartuš s automatickým mísicím systémem pro epoxidová lepidla), které je výhodné využívat při konstrukčních aplikacích zejména v průmyslu a řemeslné výrobě. Druh použitého tvrdidla závisí při epoxidových lepidlech od vytvrzovací teploty.

Příště si povíme o hlavních zásadách navrhování lepených kovových konstrukcí. Více informací o lepení získáte na www.UHU.cz.