Prawidłowa obróbka aluminium w warunkach warsztatowych wymaga pewnej określonej wiedzy. Dlatego poniżej przedstawiamy najważniejsze fakty o częściach aluminiowych.

Do budowy blach karoseryjnych nie używa się czystego aluminium, ponieważ bez składników stopu metal byłby za miękki do tego rodzaju zastosowania. Najważniejsze dodatki to magnez i krzem. Stopy aluminium mają ciężar właściwy trzy razy mniejszy niż żelazo.

W zależności od tego, jakie stopy aluminium są stosowane, części karoserii uzyskują swoją ostateczną wytrzymałość dopiero po dodatkowej obróbce termicznej (30 minut w ok. 200°C). Podobnie jest z oryginalnymi częściami zamiennymi, które również zostają poddane temu zabiegowi – i dlatego tylko tak przygotowane można używać do ewentualnych napraw.

Stopy aluminium nie rdzewieją. Z tlenem zawartym w powietrzu materiał tworzy cienką warstwę tlenku, która chroni go przed dalszym zniszczeniem. Ta warstwa ochronna tworzy się zawsze na nowo po każdym uszkodzeniu powierzchni. Istnieją jednak sytuacje, kiedy zniszczona powłoka ochronna nie odbudowuje się. Dzieje się tak, kiedy inny metal łączy się bezpośrednio z aluminium. Wówczas z powodu różnego potencjału elektrycznego obu metali powstaje korozja elektrolityczna. W warsztacie istnieje takie zagrożenie, jeżeli części aluminiowe mocowane są śrubami i nakrętkami ze stali bez warstwy zabezpieczającej. Ponadto może dojść do korozji, kiedy stopy aluminiowe natrafią na roztwory kwasów lub związki zasadowe.

Warto pamiętać, że aluminium i jego stopy są dobrymi przewodnikami elektrycznymi i doskonałymi przewodnikami ciepła. W porównaniu do żelaza, prąd elektryczny może płynąć przez stop około pięć razy szybciej a wprowadzone ciepło może być usunięte trzy razy szybciej. Podczas napraw ma to istotny wpływ na zgrzewanie. Stopy aluminium nie dają się zgrzewać za pomocą dostępnych w warsztatach zgrzewarek punktowych, ponieważ wymagają prawie trzykrotnie większego natężenia prądu. Poza tym normalnie występująca warstwa tlenkowa jest nieprzewodząca, a jej temperatura topnienia wynosi ponad 2000°C. Dlatego jako metodę zgrzewania warsztatowego przyjęło się spawanie MIG z argonem (100%) jako gazem obojętnym.

W porównaniu do blach stalowych stopy aluminium mają znacznie niższe temperatury topnienia wynoszące 550–660°C. Poza tym w porównaniu do blach stalowych nie występują na nich żadne barwy nalotowe lub żarzenia. Dlatego też podczas obróbki cieplnej zaleca się ostrożność, ponieważ materiał „ucieka” bez widocznego ostrzeżenia, a z drugiej strony nie można poznać po nim stopnia jego nagrzania. Temperaturę należy sprawdzać za pomocą elektrycznych czujników temperatury, markerów termochromowych lub wiórów z drewna miękkiego. Jak tylko stopy aluminium rozgrzeją się do 180°C, mogą wystąpić straty wytrzymałości.

Obrabiane przedmioty aluminiowe muszą być składowane w stanie suchym i w stałej temperaturze, ponieważ w przeciwnym wypadku bardzo szybko tworzą się osady kondensatu.

Stopy aluminium można łatwo recyklingować, a materiał ten nie zawiera substancji trujących. Mimo to podczas obróbki należy pamiętać o środkach bezpieczeństwa. Dotyczy to przede wszystkim szlifowania, podczas którego powstają drobne, lekkie cząstki metalu, bardzo długo utrzymujące się w powietrzu. Z tego powodu należy koniecznie stosować środki ochrony osobistej (maskę przeciwpyłową, okulary, ochronę słuchu, odzież itd.). W pomieszczeniu, w którym szlifuje się aluminium, nie wolno spawać – istnieje niebezpieczeństwo wyfuknięcia!

Podczas spawania należy zawsze dobrze osłonić otoczenie miejsca pracy, ponieważ małe, lekkie i gorące cząstki aluminium bardzo długo utrzymują się w powietrzu.

Różnice między blachami aluminiowymi

Blachy aluminiowe nie są sobie równe. Różnią się metodą produkcji i składnikami stopu. Każda metoda wymaga specjalnego stopu aluminiowego. Obróbka podczas naprawy również jest różna.

• Zwykłe wypraski wytwarza się jak blachy stalowe, z cienkimi ścianami z płaskich arkuszy blachy. Wypraski to wszystkie duże, gładkie części poszycia, np. błotniki, maski, drzwi, dachy. Poza tym ze zgrzewanych wyprasek można też wytwarzać profile karoserii, np. progi zewnętrzne. Części poszycia zewnętrznego są łączone z korpusem karoserii za pomocą nitów tłoczonych, śrub lub przez spawanie.

Wskazówka dotycząca naprawy:
Wgniecenia należy równać od środka na zewnątrz, przy czym „bezpośrednie użycie młotka” jest niedopuszczalne (przypór i powierzchnia młotka stykają się z leżącą między nimi blachą). Jeżeli wypraski łączą się w profile, prostowanie można wykonywać zgodnie z zaleceniami producenta samochodów.

• Profile wytłaczane wyciskane są jak bezy przez dysze o różnych przekrojach. Odpowiednie przekroje dysz umożliwiają nawet bryły wydrążone (profile skrzynkowe). Wypraski wytłaczane można rozpoznać po tym, że posiadają zwykle grubsze ściany niż zwykłe wypraski, nie zmieniają swojego przekroju, a na dłuższych odcinkach są proste lub lekko zakrzywione. Należą tutaj m.in. podłużnice, słupki, elementy aerodynamiczne itd.

Wskazówka dotycząca naprawy:
Profilom wytłaczanym można przywracać kształt tylko w sposób niekontrolowany, co jest zakazane.

• Profile odlewane pod ciśnieniem wytwarzane są w formach. Ich wymiary są więc ograniczone. Części te służą np. jako uchwyty amortyzatorów teleskopowych, wzmocnienia lub jako części łączone między profilami wytłaczanymi. Można je rozpoznać po tym, że często posiadają drobne żebrowanie wzmacniające.

Wskazówka dotycząca naprawy:
Profile odlewane pod ciśnieniem posiadają wyjątkowo dużą sztywność zginania i są odkształcalne w niewielkim stopniu. W praktyce prawie w ogóle nie dają się prostować i w razie uszkodzenia trzeba je wymienić.

Obróbka plastyczna pod ciśnieniem wewnętrznym

W Audi A2 wprowadzono nową metodę naprawy – obróbkę plastyczną pod ciśnieniem wewnętrznym (IHU). Zwykle aluminiowy profil wytłaczany (otwarty lub zamknięty) kładzie się w dwuczęściowe narzędzie do formowania. Zamykanie narzędzia formującego powoduje też zamknięcie wszystkich otworów włożonego profilu aluminiowego. Następnie jest on wypełniany cieczą przez określone otwory narzędzia do formowania. Za pomocą cieczy w profilu tworzy się ciśnienie ok. 1700 barów. Powoduje to przyleganie ścian profilu aluminiowego do konturów narzędzia do formowania, na skutek czego przyjmują one ich kształt. Wytworzone w ten sposób części nie muszą być poddawane dodatkowej obróbce, ponieważ uzyskują bardzo wysoką wytrzymałość.

Naprawa części aluminiowych

Obróbka aluminium wymaga zmiany myślenia w porównaniu do tego, co jest przyjęte w przypadku naprawy blach stalowych. Narzędzia do obróbki aluminium nie powinny być używane do obróbki innych metali. Przylegające do narzędzi cząsteczki innych metali natychmiast prowadzą do korozji elektrochemicznej na aluminium. Z powodu tego zagrożenia, a także konieczności odsysania dymu spawalniczego i pyłu szlifierskiego, naprawy aluminium należy wykonywać na oddzielnym stanowisku pracy. Podczas obróbki powierzchni aluminiowych należy natychmiast odsysać z nich pyły i pary w miejscu ich powstawania. Ze względu na zagrożenie korozją elektrochemiczną, szczotki druciane powinny być wykonane tylko ze stali szlachetnej. Nie wolno stosować tarcz do szlifowania zgrubnego, ponieważ za bardzo smarują. W przypadku stosowania tarcz szlifierskich, tarcz do cięcia, wierteł lub frezów należy stosować smary (o konsystencji mydła).

Prostowanie i obróbka powierzchniowa

W przypadku blachy stalowej wgniecenie powinno zawsze być prostowane od krawędzi do środka wgniecenia. Taki sposób postępowania nie jest możliwy w przypadku bardziej miękkich blach ze stopów aluminium. Jeżeli najpierw wygładzi się krawędzie, to nie będzie można dociągnąć i podnieść środka wgniecenia. W rezultacie otrzymuje się coraz ostrzejsze przejście od krawędzi do środka wgniecenia. Wewnętrzne naprężenia i wydłużenia materiału zwiększają się zamiast się zmniejszyć. Dlatego blachy aluminiowe prostuje się od środka wgniecenia do krawędzi. Nie wolno przy tym uderzać blachy młotkiem, tylko przyciskać klockiem drewnianym lub z tworzywa sztucznego. Kiedy wgniecenie osiągnie mniej więcej prawidłowy kontur, miejsca przejścia są dalej wygładzane za pomocą przyporu lub łyżki do prostowania od środka, przez lekkie uderzanie. Dopiero potem można użyć młotka, aby przywrócić kształt blachy również od zewnątrz. Jednak pracując jednocześnie z młotkiem i przyporem, należy uważać. Każde „bezpośrednie” prostowanie wgnieceń może szybko doprowadzić do cieńszego wyklepania blachy i jej wydłużenia – powstaje wgniecenie grożące pęknięciem. Dlatego blacha aluminiowa powinna być prostowana „pośrednio” – uderzenia młotka nie powinny trafiać na przypór. Podczas prostowania wgnieceń nie wolno używać młotków z ostrymi krawędziami lub przyporów o strukturyzowanej powierzchni. Jeżeli mimo ostrożnej obróbki powierzchniowej blachę aluminiową trzeba naciągnąć, należy do tego użyć „miękkiego” płomienia rozproszonego – podobnie zresztą jak w przypadku prostowania kompleksowego. Aby nie przekroczyć temperatury 180°C, zaleca się zaznaczenie markerem termochromowym. Oznaczenie należy wykonać ok. 25 mm obok obszaru nagrzewania. Mimo zastosowania tego środka bezpieczeństwa podczas nagrzewania należy zachować ostrożność. Dzięki dobrej przewodności cieplnej blacha aluminiowa rozszerza się w porównaniu do stalowej około dwukrotnie bardziej, a następnie kurczy się ok. 1,5 raza mocniej. „Ruchy” te mogą prowadzić do powstania pęknięć w blasze aluminiowej. Kto prostował wgniecenie młotkiem i przyporem, musi poddać powierzchnię dalszej obróbce, zanim odda ją lakiernikowi. Blachę stalową należałoby w tym momencie ocynować. W przypadku stopów aluminium zabieg ten jest jednak zabroniony, ponieważ zmniejsza odporność na korozję – cynowanie może wywołać nie tylko szkodliwe reakcje chemiczne, ale wręcz doprowadzić do pęknięcia w blasze aluminiowej. Dlatego stopów aluminium nie wolno cynować.

Prostowanie części karoserii

Prostowanie odlewów ze stopów aluminiowych, w zależności od zaleceń producentów, nie powinno wcale mieć miejsca lub tylko w przypadku doprowadzenia ciepła. Dotyczy to wyłącznie prostowania wyprasek, które złożono w profil (Honda NSX). Jeżeli odkształcone miejsce należy podgrzać, występuje opisany już problem – bez odpowiednich środków pomocniczych nie można stwierdzić poziomu rozgrzania. Dlatego należy użyć farby termicznej, aby kontrolować wzrost temperatury – w przypadku warsztatu można to zrobić za pomocą markera termochromowego. Markery te mają określoną barwę, która zmienia się wraz z temperaturą. Warto pamiętać, co już zostało wspomniane, że oznaczenie markerem termochromowym należy wykonać około 25 mm obok strefy nagrzewania. Prostowanie należy wykonać zgodnie z wymogami materii. Nie wolno szarpać podczas ciągnięcia, ponieważ zaciski uszkodzą aluminium lub rozerwą je. Dlatego także na krótkich odcinkach należy przymocować kilka zacisków. Urządzenia prostujące powinny być wykonane tak, aby umożliwiały wszystkie konieczne kierunki ciągnięcia, bez konieczności przemieszczania zacisków, gdyż każde ich mocowanie pociąga za sobą ryzyko uszkodzenia powierzchni części aluminiowej.