Kleben von Aluminium

Aluminium eignet sich gut für die Anwendung der Metallklebetechnik. Wichtigster konstruktiver Grundsatz ist, dass Klebefugen nur auf Schub parallel zur Fügefläche beansprucht werden dürfen. Unbedingt zu vermeiden ist eine schälende Beanspruchung. Klebeverbindungen sind daher meist Überlapp- oder auch Steckverbindungen (Überlappungslänge ca. zehnfache Materialdicke). Da die Festigkeit von Klebstoffen gegenüber der von metallischen Fügeteilen vergleichsweise gering ist, können z. B. für ein Fügeteil zulässige Zugkräfte nur dann voll übertragen werden, wenn die Klebefläche entsprechend vergrössert wird.  Das ist im allgemeinen nur durch parallel zur Kraftrichtung angeordnete Überlappungen möglich. Klebeverbindungen sind daher im Allgemeinen so auszuführen, dass sie auf Schub parallel zur Klebefläche beansprucht werden.

Nach DIN 8593 ist Kleben ein Fügen durch Stoffvereinigen. Die Festigkeit einer Klebeverbindung beruht auf der Bindefestigkeit (Adhäsion) des Klebstoffes auf den mit Klebstoff benetzten Flächen der Fügeteile (Klebeflächen) und der mechanischen Festigkeit des Klebstoff-Filmes (Kohäsion). Während die Kohäsion durch die Zusammensetzung des Klebstoffes bestimmt und in gewissen Grenzen konstant ist, beruht die Adhäsion auf zwei grundlegenden Mechanismen:

  • Mechanische Verklammerung in Oberflächenrauheiten
  • Zwischenmolekulare Kräfte

Letztere haben für die Adhäsion die grössere Bedeutung. Sie können nur wirksam werden, wenn die Oberflächenenergie nicht durch Absorption von Fremdstoffen abgesättigt ist. Solche Fremdstoffe sind insbesondere Öle und Fette sowie Wasser und in der Luft enthaltener Wasserdampf (Luftfeuchtigkeit). Die Vorbehandlung der Klebeflächen und die Lagerung vorbehandelter Fügeteile ist daher von wesentlicher Bedeutung für die Adhäsion und damit für die Festigkeit der Klebeverbindung. Einfluss auf die Adhäsion haben auch Legierungsbestandteile des Fügeteilwerkstoffes, sie wird bei Aluminiumlegierungen insbesondere mit zunehmendem Magnesiumgehalt schlechter. Bei optimalen Klebeverbindungen ist die Adhäsion grösser als die Kohäsion. Unter der Voraussetzung ausreichender Fügeteilfestigkeit erfolgt der Bruch in der Klebstoffschicht. Eine Sonderstellung nehmen niedrigviskose Flüssigkunststoffe ein, die bei Einwirkung leicht alkalischer Medien oder Alkohol, u. U. auch schon unter Einfluss von Luftfeuchtigkeit in wenigen Sekunden abbinden (Cyanacrylate) bzw. unter Luftabschluss, unterstützt durch katalytische Wirkung der Metalloberfläche härten. PVC-Plastiole werden insbesondere in der Automobilindustrie als elastische Klebe-und Dichtungsmassen verwendet.

Die Einteilung der Klebstoffe kann wie in DIN 16920 (Begriffe DIN16921) nach stofflichen Gesichtspunkten erfolgen, für die Metallverarbeitung ist jedoch eine Einteilung nach der Anwendungsmöglichkeit vorzuziehen.

Für kraftübertragende Klebeverbindungen an Aluminiumteilen werden üblicherweise sog. „Konstruktionsklebstoffe“ verwendet. Dies sind Klebstoffe auf der Basis makromolekularer Kunststoffe, die durch Abspalten flüchtiger Nebenprodukte (Polykondensation) oder durch chemische Reaktion mit einer zweiten Komponente, die meist als „Härter“ bezeichnet wird, abbinden (Polymerisation oder Polyaddition). Die Basiskunststoffe der „klassischen Metallklebstoffe“ sind meist Duroplaste, die zur Erzielung bestimmter Eigenschaften mit Thermoplasten modifiziert werden können. In den letzten Jahren wurden jedoch auch Konstruktionsklebstoffe auf Basis rein thermoplastischer Kunststoffe entwickelt. Für die Auswahl des Klebstoffes und der Lieferform sind fertigungstechnische Gesichtspunkte (Möglichkeit des Klebauftrages, Fugenform, Lage der Klebefuge während des Abbindens) und die verfügbaren Einrichtungen zum Fixieren bzw. Anpressen massgebend. Wichtig ist ausserdem eine Aktivierung der Klebeflächen durch Beizen oder Aufrauhen und grundsätzliches Entfetten unmittelbar vor dem Klebevorgang. Bei normalen Ansprüchen an die Festigkeit genügt auch ein Entfetten allein.

Der Aufwand für eine ordnungsgemäss ausgeführte Klebeverbindung ist nicht geringer als für andere Fügeverfahren. Vorteile des Klebens sind neben günstiger Spannungsverteilung, dass der Fügeteilwerkstoff nicht oder nur geringfügig durch Wärme verändert wird und dass auch anodisierte Teile ohne Beeinträchtigung des Aussehens oder der Schutzwirkung verklebt werden können.

Bitte klicken Sie zum nächsten Kapitel
Das Farbaluminium-Blech

Direkt zur Produktseite

Sonderprofile

Große Auswahl direkt ab Lager

FF2 Die Farbaluminium-Tafel

Für anspruchsvollste Architektur