Verbinden von verschiedenen Metallwerkstoffen

Verbinden von verschiedenen Metallwerkstoffen

Fügen und Verbinden von Metallen im Konstruktionsprozess.

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Gestalten mit Metall

Für Hersteller sind Metalle kostengünstig. Sie sind in einem großen Temperaturbereich einsetzbar, verfügen über eine relativ gute Witterungsbeständigkeit und zeichnen sich durch hohe Festigkeit aus. Endverbraucher vertrauen Metallen: Sie sind solide und robust, fühlen sich gut an und sehen gut aus. Metalle vermitteln jede gewünschte Optik, vom rauen Industrielook bis hin zur Erlesenheit hochtechnischer Legierungen.

Es gibt beinah grenzenlose Möglichkeiten, Metalle zu formen und zu verarbeiten: Gießen, Stanzen, Biegen, Ziehen, Schmieden nur als Beispiele. Sie wissen das, weil Sie sich mit Metall auskennen und sich für diesen Werkstoff entschieden haben. Auch wir kennen uns mit Metall aus – und vor allem wissen wir, wie man Metall klebt.


Konventionelles Verbinden im Vergleich zum Kleben

  • Techniker beim Auftrag von 3M Metallklebstoff mit einem Applikator

    Mechanische Fügemethoden im Vergleich zu Klebeverbindungen

    Verbindungselemente aus Metall sind fast so alt wie das Arbeiten mit Metall selbst, und jeder kennt sie. Es „fühlt sich einfach richtig an", Metall auch mit Metallelementen zu verbinden – das muss aber nicht die beste Wahl sein. Industrieklebstoffe bieten sechs entscheidende Vorteile gegenüber anderen industriellen Verbindungstechniken:
     

    1. Kein Bohren, keine Löcher – Bohren braucht Zeit und Bohrungen schwächen das Substrat an dieser Stelle und werden zu einem möglichen Angriffspunkt für Korrosion
    2. Gleichmäßige Belastungsverteilung - anstatt konzentrierter Belastung an einem oder mehreren Befestigungspunkten, wird das Substrat gleichmäßig über die Verbindungsfläche beansprucht
    3. Verwendung von dünneren und leichteren Materialien möglich – da die Belastung über die gesamte Verbindungslinie verteilt ist, muss das Substrat nicht so dick sein, um die Belastungspunkte der Verbindungselemente aufnehmen zu können
    4. Verbinden und Isolieren ungleicher Materialien – bestimmte mechanische Fügemethoden eignen sich nicht gut für nicht metallische Substrate und zwei unterschiedliche Metalle können Korrosionsprobleme verursachen
    5. Verbinden und Dichten in einem – Klebstoffe verbinden nicht nur, sondern dichten auch gegen Flüssigkeiten
    6. Reduzierte Vibrationen – elastische Klebstoffe können Energie absorbieren statt sie weiterzutragen

     

  • Sprühende Funken beim Zusammenschweißen von Metallwerkstücken in einer Fabrik

    Schweißen, Hartlöten, Weichlöten (thermisches Fügen) im Vergleich zum Kleben

    Thermische Fügeverfahren wie Schweißen sind im Markt hinlänglich bekannt und anerkannt. Die Verbrauchsmaterialien sind nicht teuer und der Fügeprozess ist oft schneller, da es keine Aushärtezeit gibt. Sowohl thermische als auch Klebeverbindungen sorgen für eine gute Haftung und Abdichtung, wenn sie richtig ausgeführt werden. Dennoch bieten Klebstoffe eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem thermischen Verbinden:
     

    1. Verwendung ungleicher Metalle möglich – ungleiche Metall werden gegen galvanische Korrosion isoliert
    2. Nachbearbeitung der Fügeverbindung – die Verbindung ist einfacher zu trennen, zu modifizieren und zu reparieren
    3. Geringere Lohnkosten – zur Herstellung einer professionellen Verbindung reichen vorgängig fundierte Mitarbeitertrainings
    4. Verbesserte Ästhetik – der Klebeprozess verzieht oder verfärbt die Substrate nicht
    5. Verwendung dünnerer Materialien möglich – da das Metall nicht verformt wird, kann ein dünneres Substrat dieselbe Festigkeit bieten
    6. Niedrigere Energiekosten – thermisches Fügen ist sehr energieintensiv
    7. Höherer Mitarbeiterkomfort – die meisten Klebstoffe können bei Raumtemperatur verarbeitet werden

Aspekte beim Fügen von Metall

Bei der Wahl der besten Fügemethode für metallische Werkstoffe in Ihrem Prozess kommen mehrere Überlegungen ins Spiel: starre oder flexible Verbindung, Korrosion, Temperaturbelastung, Spannungskonzentration.

  • 3M VHB Klebeband beim Verbinden eines Metallteils mit einem Metallblech

    Starr oder flexibel

    Ein starrer Klebstoff überträgt Energie effizient – zum Beispiel vom Schaft auf den Kopf eines Golfschlägers. Ein flexibler Klebstoff hilft, Energie – zum Beispiel Vibrationen in einem Zugwagenabteil – so aufzunehmen, dass die Konstruktion nicht nachteilig betroffen wird. Die einzelnen Klebstoffe sind in unterschiedlichem Maß starr oder flexibel, sodass Sie das für Ihre Anwendung am besten geeignete Produkt auswählen können.

  • Lochfraß, Rost und galvanische Korrosion auf einem Metallschraubenkopf

    Korrosion

    Galvanische Korrosion tritt auf, wenn ein aktiveres Metall Elektronen an ein weniger aktives abgibt, was zu optischem Abbau und Materialversagen durch Rost oder Lochfraß führt. Dies ist ein besonderes Problem, wenn ein Metallbefestigungselement die Elektronen leicht überträgt. Ein Klebstoff kann ungleiche Metalle nicht nur verbinden, sondern auch eine dünne Isolationsschicht zum Schutz vor solcher Korrosion bilden.

  • Thermische Belastungen

    Thermische Belastungen

    Unterschiedliche Materialien dehnen sich bei Hitze oder Kälte ungleich aus oder ziehen sich zusammen, was die Verbindung enorm beeinträchtigen kann. Ein elastischer Klebstoff kann teilweise diese Beanspruchung aufnehmen, ob zwischen zwei verschiedenen Metallen oder zwischen Metall und einem Nichtmetall-Substrat wie Glas, Holz oder Kunststoff.

  • Verbogenes Metall mit einer Beschädigung durch eine Schraube, die zwei Bleche miteinander verbindet

    Spannungskonzentration und Bohrungen

    Das Bohren von Löchern ist nicht nur zeitaufwändig, sondern schwächt auch das Material und die Spannung konzentriert sich auf die Lochung. Ein Klebstoff hingegen ist schnell aufgetragen und verteilt die Belastung gleichmäßig über die Fügefläche.


Klebstofftechnologien

Wir stellen Ihnen eine Auswahl der besten Klebstoffe und Klebebänder für Metallverbindungen vor. Wichtig ist, dass der Klebstoff die richtige Festigkeit und Beständigkeit bezogen auf die Anforderungen von Substrat und Anwendung hat. Klicken Sie auf den unten stehenden Link, um mehr über die einzelnen Technologien zu erfahren.

  • 3M™ VHB™ Klebebänder

    3M™ VHB™ Klebebänder verwenden Sie vom ersten Entwurf bis zur fertigen Konstruktion – ohne störende sichtbare Verbindungsmittel. Mit diesen doppelseitigen Klebebändern auf Acrylatbasis stellen Sie schnell und einfach hochfeste, langlebige Verbindungen her, die ihre endgültige Festigkeit nach und nach aufbauen. Die Klebebänder haften auf einer Vielzahl von Substraten.

  • 3M™ Scotch -Weld™ Zweikomponenten-Konstruktionsklebstoffe auf Epoxidharzbasis

    3M™ Scotch-Weld™ Zweikomponenten-Konstruktionsklebstoffe auf Epoxidharzbasis sind stark, dauerhaft und widerstehen hohen Temperaturen und chemischer Zersetzung. Daher sind sie für industrielle Anwendungen ideal geeignet. Diese hochfesten Klebstoffe bieten ausgezeichnete Schlagfestigkeit und unterstützen die Produktentwicklung für Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Bau und Transport.

  • 3M™ Scotch-Weld™ Zweikomponenten-Konstruktionsklebstoffe auf Acrylatbasis

    3M™ Scotch-Weld™ Zweikomponenten-Konstruktionsklebstoffe auf Acrylatbasis unterstützen Produktivität und Leistungsfähigkeit mit starken, dauerhaften Verbindungen, schnellen Aushärtezeiten und ausgezeichneter Ästhetik. 3M™ Konstruktionsklebstoffe auf Acrylatbasis sind hoch schlagfest, geruchsarm und lange lagerfähig.

Verbinden von verschiedenen Metallen

Metalle lassen sich gut verkleben, jedoch hat jedes Metall seine Eigenheiten. Dies sind die wichtigsten Metallarten:

  • Edelstahlschränke in einer Großküche

    Edelstahl

    Edelstahl ist eine Eisenlegierung mit Kohlenstoff und anderen Metallen zur Erzielung von Korrosionsbeständigkeit. Fast kein Bereich, in dem es nicht Verwendung findet, ob Kochtöpfe und Besteck, für chirurgische Instrumente, in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, im Maschinenbau oder für Gebäudefassaden. Edelstahl ist leicht zu kleben, muss aber zuvor eventuell von Schmutz, Staub, Fingerabdrücken und Maschinenöl befreit werden.

  • Riffelblechplatten (mit Diamant-Muster) in der industriellen Fertigung

    Stahl

    Stahl ist eine Legierung aus Eisen mit einem kleinen Anteil Kohlenstoff zur Erhöhung der Festigkeit. Stahloberflächen werden üblicherweise zum Schutz vor Korrosion vor oder nach dem Verbinden beschichtet, entweder mit Zink (verzinkter Stahl) oder mit einer Art Lack. Wenn zuvor beschichtet wird, haftet der Klebstoff an der Beschichtung und nicht am Stahl selbst, was sowohl Einfluss auf die Oberflächenenergie als auch auf die Benetzung der Oberfläche durch den Klebstoff hat. Wiederum gibt es speziell entwickelte Klebstoffe und Klebebänder, die den Beschichtungs- oder Lackierprozess überstehen.

  • Aluminiumstreifen bereit für Metallklebstoff

    Aluminium

    Aluminium ist ein relativ weiches, widerstandfähiges, leichtes, dehn- und verformbares Metall, das sich gut bearbeiten, gießen, ziehen und extrudieren lässt. Es wird fast immer legiert, um seine mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Aluminium ist korrosionsbeständig, da sich sofort eine dünne Aluminiumoxidschicht bildet, sobald das blanke Metall der Luft ausgesetzt wird. Aluminium muss oft gereinigt oder abgeschliffen werden, um Schmutz, Staub, Fingerabdrücke und Maschinenöl zu entfernen.

  • Zugeschnittene und gebündelte Kupferrohre

    Kupferhaltige Metalle

    Kupfer ist ein weiches, verformbares, dehnbares Metall mit ausgezeichneter elektrischer und thermischer Leitfähigkeit. Es ist anfällig für Korrosion und sollte nicht mit Materialien in Kontakt kommen, die Korrosion verursachen oder verstärken können, insbesondere nicht mit anderen Metallen. Metalle, die mit der Zeit korrodieren können, wie Kupfer und seine Legierungen Messing und Bronze, bedürfen bei der Auswahl eines Klebstoffs besonderer Beachtung. 3M stellt speziell formulierte Klebebänder und Klebstoffe her, die Korrosion nicht fördern und kupferverträglich sind.


Einsatzgebiete und Anwendungen


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