Чем склеить алюминий с алюминием. Холодная сварка для алюминия – разновидности, советы по применению Чем приклеить сталь к алюминию

Алюминий очень прочный, легкий металл, обладающий высокими устойчивыми способностями к воздействию окружающей среды, но при этом совершенно не обладает адгезией. Еще до недавнего времени склеивание алюминиевых деталей было не возможно, но благодаря промышленному прогрессу, шагнувшему далеко вперед, этот метод крепления набирает популярность, оставляя за собой различные виды сварок. Клеи для алюминия в своем составе содержат кислоты и щелочи в необходимом количестве, которые разрушают оксидную пленку металла, повышая адгезию, и увеличивая прочность и долговечность соединения.

Это, безусловно, огромный плюс, ведь любая сварка требует профессиональных навыков, а клеить мы привыкли с детства. Тем более, все чаще алюминий используют в производстве: оконные рамы, профиль, трубы, двери, окна, офисные перегородки и многое другое. Конструкции более легкие, и гораздо дешевле аналогов.

Виды клея и правила выбора

Оптимальны для работы с алюминием клеи на полиуретановой или эпоксидной основе. В них содержится химические вещества, обеспечивающие надежное крепление.

Клеи для алюминия на полиуретановой основе классифицируют на:

Однокомпонентные, в их состав входит полимер полиуретан, без растворителя. Этот вид клея используется на открытых элементах, которые предварительно сбрызгивают водой. Вступая в реакцию с влажной поверхностью, однокомпонентные клеевые основы затвердевают, обеспечивая прочное соединение.
Двухкомпонентные на полиуретановой основе. В отличие от однокомпонентных клеевых составов, этот вид клея уже содержит отвердитель и не требует дополнительных манипуляций с водой. Чаще всего применяется в закрытых помещениях. Состав стоек к действию масел, плесени, грибков, а так же обладает достаточной термостойкостью и высокой эластичностью.

Существуют так же клеи для алюминия на смоляной основе:

Двухкомпонентные на эпоксидной основе. Этот вид клея обладает высокой адгезией и термостойкостью, поэтому чаще всего применяется при наружном монтаже алюминиевых конструкций, либо при склеивании материалов с различным тепловым расширением – камень, дерево, фарфор и др. Здесь нужно отметить, что прочного соединения между различными материалами добиться сложно. Поэтому рекомендуют применять помимо клеевого и механическое соединение, например: с помощью эластичной ленты. Клеевые составы на смоляной основе бывают холодного и горячего затвердения и в зависимости от области применения подбирают необходимый тип склеивания. Холодные составы затвердевают при температуре от +15 до +350, горячие же при температуре от +1000 градусов и зачастую применяются на промышленных предприятиях.

Нужно заметить, что любые двухкомпонентные клеевые составы перед применением смешивают с отвердителем, обычно в пропорции 1:1. Но иногда для достижения подвижного соединения формула замешивания может изменяться, вариации которой указаны на этикетке продукта.

При выборе клея для алюминия обратите внимание на параметры указанные на упаковке:

Термостойкость, и в зависимости от того, где именно будет применяться клеевая основа, подберите правильный продукт.
Водостойкость, при условии, что основа будет контактировать с водой.
Возможно ли крепление с различными материалами.
Время отвердения, которое зависит от состава и температуры применения, и варьируется от нескольких минут до часа.

Обязательно проверяйте герметичность продукта и срок годности.

Холодная сварка для алюминия может быть применена в тех ситуациях, когда нет возможности использовать электродуговую сварку в среде защитного газа. Данная методика актуальна применительно к алюминию еще и по той причине, что заготовки из данного металла очень плохо соединяются при помощи болтов и гаек. Под понятием «холодная сварка алюминия» может подразумеваться и способ соединения деталей из данного металла при помощи деформации, и технология, предполагающая использование специального клея.

Под «холодной сваркой» чаще всего подразумевают специальный клей, но существуют еще и механические методы холодной сварки — сварка деформацией

Холодная сварка деталей из алюминия при помощи специального клея

Холодная , выполняемая при помощи специального клеевого состава, – это технология, позволяющая очень быстро и без особой подготовки поверхностей получить неразъемное соединение. Очень часто данную методику используют в тех случаях, когда необходимо устранить аварийную ситуацию и оперативно соединить алюминиевые детали. Естественно, простота данной технологии позволяет использовать ее чаще всего в домашних условиях.

Специальный состав, который применяется для выполнения такой сварки, – это двухкомпонентный клей, выпускаемый в виде мастики или густой жидкости. Состоит такой клей (его можно приобрести практически в любом хозяйственном магазине) из эпоксидной смолы и стального порошка, который служит для упрочнения формируемого соединения.

Чтобы улучшить характеристики клеевого состава для холодной сварки (адгезия с соединяемыми поверхностями, устойчивость к высоким температурам и к воздействию агрессивных сред), в его состав добавляют специальные присадки. Благодаря их использованию свойства застывшего клеевого состава часто превосходят характеристики соединяемых деталей по своей прочности и надежности.

Любой клей для выполнения холодной сварки – как жидкий, так и в виде мастики – состоит из двух компонентов, которые необходимо смешать непосредственно перед использованием. Следует иметь в виду, что применить смешанный состав необходимо в течение 20–30 минут (спустя полчаса он начинает активно затвердевать). После нанесения на поверхности деталей из алюминия клеевого состава их необходимо прижать друг к другу и выдержать в таком состоянии 40–45 минут. Полное застывание состава происходит в течение 2–2,5 часов.

Чтобы в производственных или домашних условиях получить надежное соединение при использовании клея для холодной сварки, необходимо предварительно очистить и обезжирить соединяемые поверхности. При помощи данного метода можно не только соединить плоские заготовки из алюминия, но и заварить небольшие отверстия и трещины, потратив на это минимум времени и усилий. Соединенные при помощи клея для холодной сварки детали хорошо переносят любые механические воздействия, кроме нагрузок на разрыв.

Применение данного метода холодной сварки алюминия позволяет получить прочные и надежные соединения, но имеет ряд ограничений, о которых необходимо знать.

в местах, характеризующихся высокими температурами;
в тех местах, к которым предъявляются повышенные требования по экологической безопасности;
для соединения деталей, условия эксплуатации которых часто изменяются;
для герметизации сосудов и емкостей, находящихся под высоким давлением;
для соединения деталей, эксплуатируемых в условиях агрессивной окружающей среды;
для герметизации труб и сосудов, контактирующих с жидкими пищевыми средами и продуктами питания.

Следует также отметить и преимущества применения клея для холодной сварки, которые делают его очень популярным средством соединения деталей из алюминия:

исключение окислительных процессов в месте стыка заготовок, что придает долговечности такому соединению;
простота использования;
минимум времени, необходимого для формирования неразъемного соединения;
невысокая цена состава и отсутствие необходимости в использовании специального оборудования и энергоносителей.

Небольшой обзор распространенных на отечественном рынке составов для холодной сварки, основанный на отзывах людей, применявших их на практике.

«PERMATEX Cold Weld»
Эффективный и весьма универсальный клей, допускающий применение с различными материалами. Отлично выдержал нагрузки на отрыв и на сдвиг в ходе испытаний.
«WURTH Liquid»
Великолепно подходит для работы с металлическими деталями.
«Abro Steel»
Хорошо подойдет для ремонта емкостей для хранения жидкостей благодаря высокой способности обеспечивать герметичность.
«Титан»
Доступная цена, отменное противодействие механическим нагрузкам.
«Cold Weld PERMATEX»
Довольно популярный состав, заслуживший немало положительных отзывов.

Сварка деформацией – особенности технологии

Детали из алюминия по данной технологии соединяют при комнатной температуре, отсюда и название – «холодная сварка». Для того чтобы получить неразъемное соединение, заготовки подвергают значительной пластической деформации, в результате которой происходит разрушение оксидной пленки на поверхности алюминия. Кроме того, сильное сдавливание деталей из алюминия друг с другом в процессе холодной сварки способствует тому, что между их кристаллическими решетками создаются межмолекулярные связи.

Важным условием формированием надежного соединения, получаемого по технологии холодной сварки, является тщательная очистка поверхностей заготовок и их обезжиривание. Давление, которое воздействует на соединяемые детали из алюминия, может быть статичным или с переменной вибрацией.

В зависимости от типа формируемого соединения различают холодную сварку следующих видов:

стыковую;
точечную;
шовную.

Стыковой метод

Детали из алюминия при использовании данного метода холодной сварки соединяются своими торцевыми частями, которые предварительно тщательно очищают и обезжиривают. Для того чтобы выполнить соединение по этой методике, заготовки фиксируют в специальных губках с небольшим выпуском торцевых частей, которые и будут подвергаться сдавливанию. После того как детали надежно зафиксированы, на зажимные губки подается осевое давление, которое и сжимает торцевые части соединяемых заготовок, что сопровождается формированием надежного неразъемного соединения.

Данный способ холодной сварки, несмотря на свою простоту, имеет ряд существенных недостатков и ограничений в применении.

Габариты зажимных устройств, используемых для выполнения такой сварки, ограничивают длину формируемого соединения.
При сжатии деталей из алюминия пластической деформации подвергаются не только соединяемые торцы, но и та часть, которая зажата в губках.
После получения неразъемного соединения заготовки достаточно трудно извлекаются из зажимных губок.

Точечная технология

Данная технология, предполагающая соединение деталей из алюминия внахлест, является наиболее распространенным методом этого металла. Соединяемые заготовки сдавливаются в отдельных сварных точках, для чего используется специальный пуансон. По данной технологии детали преимущественно соединяют несколькими сварными точками, расположенными с некоторым интервалом друг относительно друга.

Качество холодной сварки, выполняемой по точечной технологии, напрямую зависит от степени деформации алюминия в области сварной точки. В числовом выражении данный параметр характеризует соотношение между толщиной соединяемых деталей и глубиной, на которую в металл вдавливается пуансон. Существуют нормативы, согласно которым данный параметр для алюминия должен составлять 60–70%, а для сплавов на основе данного металла – 75–90%.

Точечная холодная сварка, с помощью которой можно соединять достаточно габаритные листы из алюминия и сплавов на основе данного металла, обладает рядом преимуществ.

Соединяемые детали не нуждаются в предварительной фиксации в специальных зажимных устройствах.
Алюминий деформируется на очень небольших локальных участках – сварных точках.

При наличии механического устройства, способного создавать значительное давление, холодную сварку по данной технологии можно выполнять и в домашних условиях.

Шовный способ

При использовании данного способа холодной сварки место соединения заготовок из алюминия приобретает форму сплошного шва, который формируется при помощи вращающихся роликов или пуансона с рабочей частью в форме кольца.

Предварительно очищенные и обезжиренные детали из алюминия, которые необходимо соединить при помощи холодной шовной сварки, помещают между одним подвижным и одним неподвижным роликами (односторонняя сварка), либо между двумя подвижными роликами (двухсторонняя сварка). После сдавливания роликов и металла под ними на требуемую глубину подвижные ролики начинают вращаться, что приводит к перемещению соединяемых заготовок и формированию сплошного шва.

Клеящие составы относятся к достаточно простым в обращении средствам соединения заготовок и деталей самого различного типа. Термостойкий клей для металла в этом смысле не является исключением, поскольку позволяет обходиться без сварочной процедуры.

В отличие от прежних времён, когда клеевые вещества подготавливались в основном из натуральных составляющих, современные производители предпочитают использовать синтетические полимеры.

Термостойкие клеи относятся к категории специальных химических соединений, отличающихся высокой степенью устойчивости к повышенным температурам.

Условия применения

С помощью термостойких составов при желании можно склеить не только металл, но и такие прочные и твёрдые материалы, как стекло, керамика и кирпич. После склеивания заготовок в условиях сильного нагревания и последующего резкого остывания крепящие свойства таких клеев практически не меняются.

Достоинство термостойкого клея позволяет применять его при различных строительных и ремонтных операциях:

Эксплуатационные характеристики термостойких клеев для металла зависят от набора входящих в них наполнителей и других компонентов.

Так, наличие в клее песка, цемента и специальных пластификаторов обеспечивает его устойчивость к механическим деформациям. А введение особых синтетических добавок заметно повышает термостойкие качества крепящего вещества, которое прекрасно склеивает металлы в условиях повышенных температур.

Характеристики клеящего состава типа «300»

Качественные термостойкие клеи, применяемые для металла в условиях высокотемпературного режима эксплуатации, имеют следующие рабочие характеристики:

равномерность (линейность) расширения в различных направлениях;
нижняя граница температурной устойчивости – 300 ℃;
высокие показатели износостойкости, влагостойкости и теплопроводности;
экологичность и универсальность, позволяющая использовать термостойкий клей при любом виде отделочных работ.

При использовании термостойких смесей для склеивания разнородных материалов (из металла и пластика или из металла и кирпича) следует побеспокоиться о том, чтобы каждый из них удовлетворял условиям термостойкости.

Жаростойкий состав для склеивания металлов типа «300» продаётся в фирменных тюбиках определённой ёмкости и конфигурации.

Особенности составов

Еще не так давно при сооружении кирпичной печи или камина в качестве связующей смеси использовались цемент или огнеупорная глина. В настоящее время при организации печных работ применяются жаростойкие клеи, способные выполнять свои функции при температурах вплоть до +1000 ℃.

Выбирая клей для металла или керамики, обеспечивающий надёжное сцепление строительных составляющих, следует учитывать его химическую активность (токсичность).

Чем ниже показатель токсичности у термостойкого клея, тем более пригоден он для применения в условиях жилых помещений.

Отметим также, что некоторые производители термостойких смесей добавляют в них огнеупорную глину, обеспечивающую надежное сцепление склеиваемых материалов.

Для повышения прочности образуемых соединений в отдельные виды жаропрочного клея добавляется особый армирующий элемент, в качестве которого может использоваться шамотное волокно, например.

Необходимость в таком изделии чаще всего возникает при сооружении печей из шамотного кирпича, которым обычно выкладывают топочные камеры этих построек.

Для облицовки отопительных систем керамической плиткой применяются схожий по структуре термостойкий клей.

От уже рассмотренных ранее образцов он отличается тем, что содержит специальные синтетические добавки, обеспечивающие повышенную пластичность рабочего слоя.

Эти же крепящие составы могут использоваться при монтаже элементов тёплого пола с целью их надёжной фиксации на произвольно выбранном жёстком основании.

Склеивание алюминия

Перед тем как выбрать подходящий клей для алюминия – следует вспомнить о том, что этот металл очень сложен в обработке (включая его склеивание). Дело в том, что в нормальном состоянии на поверхности металла всегда имеется твёрдая оксидная плёнка, существенно снижающая его адгезию с клеящей смесью.

Для получения требуемого результата необходимо побеспокоиться о предварительной подготовке алюминиевых поверхностей к склеиванию. Для этого их следует подвергнуть обработке специальными химическими составами, в качестве которых чаще всего используются щёлочи и кислоты.

Иногда для этих целей используются смеси на основе эпоксидных смол.

Среди известных клеев для металла наиболее предпочтительна двухкомпонентная смесь, изготавливаемая на основе эпоксидной или акриловой составляющих, дополненных отвердителем.

Для получения качественного соединения сразу же после обработки химическими веществами (перед склеиванием) поверхности обезжиривают, а затем покрывают слоем специальной грунтовки.

При подготовке металла необходимо проследить за тем, чтобы клей и грунтовка при смешивании не среагировали бы с образованием нежелательного химического соединения.

Помимо двухкомпонентного клея широкое распространение получил ещё один вид термостойких клеев для обработки алюминия, называемый в просторечии «холодной сваркой».

Этот состав очень удобен в использовании, однако не позволяет получать требуемую прочность соединения. Вследствие указанного ограничения основная область его применения – это заделывание незначительных щелей и трещин.

Известные марки

Среди наиболее популярных термостойких клеящих средств можно выделить клей, обозначаемый как «Д-3142». Этот продукт производится российским предприятием «Диола» и может надёжно приклеить керамическую плитку к элементам печного оборудования из металла.

Приготовленный на основе этого состава клей отличается повышенной эластичностью и хорошо сохраняет форму. Она способна выдерживать длительный нагрев до +850° и может использоваться в течение 3-х суток после замешивания.

Ещё одним заслуживающим внимания продуктом является клей «Момент Эпоксилин», выдерживающий высокие температуры, производства известной всем «Henkel».

Этот двухкомпонентный состав изготавливается на основе эпоксидной смолы и предназначается не только для склеивания металлов, но и для ремонта керамики и других хрупких материалов.

Алюминий получил широкое распространение благодаря прочности и устойчивости к факторам окружающей среды. Но при этом металл не обладает адгезивными свойствами (сцепляемостью) по причине формирования пленки из окислов на склеиваемой поверхности. Для обеспечения качественного соединения необходимо подбирать клей для алюминия, имеющий в составе специальные добавки, препятствующие образованию оксидов. Следует использовать, например, двухкомпонентный жидкий материал или мастику на основе эпоксидной смолы со стальным порошком.

Виды клея

Наиболее подходящим для работы с алюминиевыми поверхностями является или изготовленный на основе эпоксидной смолы.

Клеи на полиуретановой основе бывают:

однокомпонентные;
двухкомпонентные.

В однокомпонентных составах содержится полимер полиуретан и нет растворителя. Подобные средства применяются на открытых частях изделий. Перед скреплением поверхность необходимо смочить водой. Благодаря этому однокомпонентный клей вступает в реакцию с алюминием, формируя тем самым очень прочное соединение.

Двухкомпонентные составы на основе эпоксидной смолы характеризуются улучшенными адгезионными свойствами и отличаются устойчивостью к воздействию высоких температур. Часто используются при монтаже конструкций из алюминия, а также для соединения материалов, имеющих разные показатели теплового расширения (дерево, фарфор, камень). Качественного склеивания поверхностей из различных материалов добиться сложно, потому дополнительно используются механические приспособления, например, эластичная лента.

Составы на основе смолы бывают:

горячего затвердевания - применяются, по большей части, на промышленных предприятиях и застывают при температуре +1000° С;
холодного - твердеют при температуре от +15 до +350° С.

Любой двухкомпонентный клей перед нанесением смешивается с отвердителем, пропорции могут быть разными, соответствующая информация находится на упаковке.

Характеристики популярных марок

Существует несколько клеевых составов, которые позволяют качественно, прочно и надежно соединить алюминий с алюминием или другими материалами:

Mastix . Смесь подходит не только для склейки алюминиевых поверхностей, но и для герметизации соединений. А также для ремонта изделий, изготовленных из черных и цветных металлов. Состав позволяет качественно склеить детали при невысокой температуре окружающей среды, его рабочий в диапазон - от –50 до +145° С. Кроме того, Mastix надежно и быстро скрепляет влажные поверхности. Средняя стоимость флакона в 50 г составляет 30 рублей.
представляет собой полиуретановый материал, позволяющий прочно и надежно склеить алюминий с алюминием благодаря созданию вязкого шва между поверхностями. Превосходно подойдет для ликвидации зазоров, вклеивания уголков. чаще всего используется для соединения деталей конструкций. Цена за 300 мл приблизительно 500 рублей.
ASTROhim ACE-9305 - это холодная сварка, позволяющая моментально ликвидировать различные поломки. Клей качественно соединяет поверхности из алюминия и его сплавов при температуре от –50 до +145° С. Состав чаще всего применяется для восстановления сломанных фрагментов деталей, например, резьбы. Одна упаковка в среднем стоит 80 рублей.
- двухкомпонентный клей, надежно фиксирует между собой не только алюминиевые поверхности, но и комбинации других металлов с деревом, мрамором, стеклом. Состав эффективно устраняет зазоры и трещины. Цена за упаковку объемом 50 мл составляет примерно 350 рублей.
представляет собой универсальную холодную сварку от одноименного американского производителя. Служит оптимальным вариантом для ремонта санитарно-технического бытового оборудования, баков для хранения жидкостей, так как обеспечивает безупречную герметичность. При помощи состава соединяют металл, дерево, керамику, а также между собой материалы разных типов. Клей отличается высокой чувствительностью к чистоте скрепляемых участков. Если хранение было неправильным, то состав невозможно будет использовать по назначению. Цена - приблизительно 150 рублей за 57 граммов.
- двухкомпонентный на основе эпоксидной смолы, очень быстро застывает, пожаробезопасный, превосходно склеивает различные материалы, в том числе и алюминий. Полимеризация состава происходит в течение 15 минут, материал выдерживает продолжительный нагрев до +149° С, кратковременный - до +177°. Формирующийся шов, очень устойчив к нагрузкам на сдвиг и отрыв. Стоимость упаковки 56 г составляет около 300 рублей.
- отличается невысокой стоимостью и устойчивостью к любым механическим нагрузкам. Флакон объемом 310 мл стоит около 250 рублей.
WURTH Liquid Metal - цианакрилатный состав от немецкого производителя. Представляет собой оптимальный вариант для соединения металлических поверхностей различных деталей. Очень быстро застывает, потому идеально подходит для быстрого ремонта. Формирует незаметный шов, что дает возможность клеить не только металлические изделия, но и прозрачные материалы. Цена флакона 20 г составляет приблизительно 100 рублей.
COSMO PU-200.280 COSMOFEN DUO - двухкомпонентный высокопрочный клей на полиуретановой основе, не содержит растворителей. Обладает превосходными показателями теплостойкости и выдерживает воздействие факторов окружающей среды. После полного отверждения шов допускается красить. Применяется для склеивания гипсоволоконных плит, древесины, отшлифованного стекловолокнистого пластика, алюминия, а также для восстановления и заполнения монтажных швов не более 0,8 см шириной. Флакон 900 г стоит примерно 800 рублей.

Совет! Применяя , неукоснительно следуйте инструкции производителя на упаковке, так как нарушение правил использования приводит к резкому ухудшению технических характеристик клея.

Как правильно работать с клеевым составом

Соединение алюминиевых деталей при помощи клеевого состава в домашних условиях гораздо проще и потому чаще применяется, по сравнению со сваркой. Для того чтобы качественно склеить металлические поверхности, потребуется наждачная бумага, специальный состав и обезжиривающее средство (как правило для этих целей используется ацетон).

Совет! Все работы проводите в хорошо проветриваемой комнате, надев перчатки и респиратор. В составе клеев зачастую имеются компоненты, способные спровоцировать серьезное раздражение слизистых оболочек органов дыхания и глаз.

Перед тем как ошкурить поверхности наждачной бумагой, очистите их от грязи, пыли и жирных пятен при помощи ершика или щетки с жесткой щетиной.

Инструкция по склеиванию поверхностей:

Освободите соединяемые участки от ржавчины и загрязнений, используя наждачную бумагу (лучше предпочесть мелкозернистый вариант).
Удалите жир, протерев поверхность ацетоном: замасливание под слоем клея уменьшает адгезию приблизительно на 20 %.
Дождитесь высыхания участка.
Соедините клей с отвердителем в специально предназначенной для этой цели емкости.
Перемешивайте получившуюся массу до тех пор, пока она не станет абсолютно однородной по цвету и вязкости. Готовую смесь необходимо использовать за 10-60 минут. Конкретное время указывается производителем на упаковке.
Нанесите клей на обе поверхности точечно или тоненькой полоской и соедините их, плотно прижав друг к другу. Слишком сильно прижимать поверхности не следует, так как это приведет к выдавливанию клеевой массы.
Излишки смеси удалите при помощи сухой ветоши. Допускается смочить ее в воде или растворителе.
Зафиксируйте положение до полного затвердевания состава (примерно на 15 минут).
В зависимости от марки клея и температуры окружающей среды окончательное застывание происходит через 2-24 часа.

Совет! Схватывание различных марок происходит в течение различного периода, который составляет от пяти минут до одного часа. Именно на такой промежуток времени необходимо оставить в покое изделие и не трогать его.

При выборе клея следует обращать внимание на следующие характеристики, указанные на упаковке:

термостойкость;
устойчивость к воздействию влаги;
время отвердения.

Алюминиевые конструкции вполне склеит двухкомпонентный состав на основе эпоксидной смолы. Но если требуется соединить поверхности сплава, в составе которого имеется алюминий, то лучше предпочесть продукт, содержащий метилакрилат.
Для алюминия подходящим является только специальный состав, содержащий кислоты и щелочи. Эти компоненты обеспечивают расщепление пленки из оксидов, что значительно улучшает адгезию клея.
Применение клеящих материалов на основе эпоксидной смолы категорически запрещается, если в будущем изделие будет применяться для хранения питьевой воды и продуктов или контактировать с ними.

Средства, используемые для склеивания алюминия, не провоцируют окисление металла, в отличие от газовой сварки. В результате отремонтированное изделие прослужит гораздо дольше. Еще одним положительным моментом является невысокая стоимость .