W przeszłości w technice motoryzacyjnej stosowane były w zdecydowanej większości mechaniczne połączenia elementów (spawane oraz zgrzewane), zwłaszcza przy konstrukcjach nadwozi pojazdów, a także połączenia śrubowe. Obecnie w wielu konkretnych przypadkach połączenia mechaniczne zastępowane są nowymi rodzajami połączeń, które możliwe są dzięki znacznemu postępowi technologicznemu w zakresie chemii.
Współczesne konstrukcje samochodów składają się z ogromnej liczby elementów wykonanych z przeróżnych materiałów (stopów żelaza i innych metali, tworzyw sztucznych, szkła, gumy oraz rozmaitych materiałów tekstylnych). Pomimo różnych własności fizykochemicznych, muszą być one ze sobą w odpowiedni sposób trwale połączone. Możliwe jest to w dużej mierze dzięki zastosowaniu odpowiednich klejów, wykorzystywanych zarówno do zadań konstrukcyjnych, jak również napraw warsztatowych.
Stosowane obecnie w motoryzacji kleje spełniają wysokie i jednocześnie różne – w zależności od gatunku – wymagania i umożliwiają łączenie ze sobą elementów wykonanych z rozmaitych materiałów konstrukcyjnych, z zapewnieniem dużej trwałości i niezawodności połączeń oraz ich wytrzymałości na znaczne obciążenia.
Klejenie to proces chemiczny łączenia materiałów przy wykorzystaniu dodatkowej substancji – kleju. Podczas procesu klejenia wykorzystywane są zjawiska fizyczne: adhezji i kohezji. Mianem adhezji określana jest przyczepność kleju do powierzchni łączonych elementów. Inaczej mówiąc, jest to siła łącząca ze sobą dwa materiały, występująca na ich styku. Na jej zwiększenie wpływa istotnie porowatość i chropowatość powierzchni łączonych elementów.
Siła działająca pomiędzy cząsteczkami samego kleju określana jest mianem kohezji. Najlepsze warunki dla skuteczności procesu klejenia występują przy równowadze sił adhezji i kohezji.
W konstrukcjach pojazdów samochodowych kleje wykorzystywane są obecnie zarówno w połączeniach mechanicznych (śrubowych), w celu zabezpieczenia ich przed samoczynnym odkręcaniem się na skutek drgań, uszczelnienia połączenia gwintowanego, jak również do połączeń mechanicznych konstrukcji, tych mniej obciążonych (przytwierdzanie napisów i znaków firmowych, listew ozdobnych na nadwoziach oraz elementów wykończeni wnętrza), a także do bardziej obciążonych, szyb oraz niektórych elementów nadwozia.
Połączenia klejone, jak każde inne rodzaje połączeń, mają zarówno zalety, jak i wady. Zdecydowanymi zaletami tego typu połączeń są: prostota wykonania, możliwość łączenia różnych materiałów konstrukcyjnych, brak zwiększenia masy łączonych elementów, przenoszenie obciążeń na znacznej powierzchni oraz uszczelnienie eliminujące zjawisko korozji. Do wad zaliczyć trzeba: znaczną czasochłonność wykonania, związaną z koniecznością odpowiedniego przygotowania powierzchni łączonych elementów, utrudniony demontaż oraz brak możliwości ścisłego określenia wytrzymałości połączenia.
Połączenia klejone charakteryzują się znaczną odpornością na naprężenia ścinające. Niestety, jednocześnie nie mają zbyt dużej odporności na naprężenia rozrywające. W celu zmniejszenia naprężenia rozrywającego konieczne jest ograniczenie szerokości złącza. Długość połączenia nie ma natomiast wpływu na wytrzymałość złącza pod wpływem tego naprężenia. Na wytrzymałość połączeń pozytywny wpływ ma sztywność elementów łączonych.
Największy wpływ na uzyskanie dużej wytrzymałości połączenia klejonego ma właściwe przygotowanie powierzchni łączonych elementów. Prawidłowo przeprowadzony proces jej przygotowania sprowadza się przede wszystkim do jej odtłuszczenia i usunięcia wszelkich pokryć, których wytrzymałość jest mniejsza niż wytrzymałość wykonywanego połączenia. Przy łączeniu klejem elementów wykonanych z metalu lub tworzywa sztucznego proces przygotowania powierzchni powinien obejmować również zmatowienie w celu zwiększenia przyczepności do niej kleju.
Niezmiernie istotną kwestią przy wykonywaniu połączeń klejonych jest dobór odpowiedniego rodzaju kleju stosownie do: materiałów łączonych elementów, przewidywanej wytrzymałości połączenia, odporności na czynniki zewnętrzne i temperatury pracy, odporności na wstrząsy i drgania, wielkości szczeliny pomiędzy łączonymi elementami, szybkości utwardzania kleju oraz jego lepkości.
W konstrukcjach pojazdów samochodowych oraz w technice warsztatowej przy ich obsłudze i naprawach wykorzystywane są obecnie następujące gatunki klejów:
- anaerobowe,
- epoksydowe,
- silikonowe,
- akrylowe,
- cyjanoakrylowe.
Grupa klejów anaerobowych to substancje chemiczne reagujące, czyli utwardzające się w atmosferze beztlenowej w miejscu styku dwóch metalowych powierzchni. W mechanizmach i podzespołach samochodowych tego typu kleje wykorzystywane są do niżej wymienionych zastosowań.
a) Zabezpieczania połączeń śrubowych przed samoczynnym rozkręcaniem się pod wpływem warunków zewnętrznych, przede wszystkim drgań. Kleje tej grupy służą do połączeń o średniej wytrzymałości (kolor niebieski kleju), np. do korka spustowego oleju czy nakrętek wału korbowego lub połączeń o podwyższonej wytrzymałości (kolor zielony), do połączeń, które nie wymagają demontażu podczas całego okresu eksploatacji oraz tych narażonych na stosunkowo duże wibracje, np. śruby mocujące silnik, szpilki głowicy silnika.
Komentarze (0)