Manchmal sollen Aluminiumoxide nur für die Optik entfernt werden, aber es gibt auch andere gute Gründe. Die Entfernung von Oxid ist aus folgenden Gründen unerlässlich, um eine hohe Qualität zu gewährleisten:
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Inhaltsverzeichnis
Aluminiumoxidation ist eine Form der Korrosion, die sich als weißes Pulver oder graue Schicht auf der Oberfläche von Aluminium zeigt. Wenn die Oxidschicht extrem dünn ist (wenige Nanometer stark), ist sie nahezu transparent. Wenn Oxide mit dem bloßen Auge erkennbar sind, deutet dies auf eine mächtigere Schicht und eine fortgeschrittene Form der Oxidation hin.
Die chemische Formel für Aluminiumoxid lautet Al2O3. Es wird durch die chemische Reaktion von Aluminiummolekülen (Al) mit Sauerstoffmolekülen (O2) gebildet. Da Sauerstoff überall von der Umgebungsluft bis zu Wassertröpfchen vorkommt, ist die Oxidation von Aluminium schwer zu verhindern.
Aluminium gilt als korrosionsbeständig, denn sobald sich eine Oxidschicht gebildet hat, fungiert sie als Schutzbarriere, die die weitere Oxidation verlangsamt. Diese natürliche Barriere ist einer der Gründe, warum Aluminium so beliebt ist.
Aluminiumoxid ist jedoch ein poröses Material. Aus diesem Grund kann sich im Laufe der Zeit unter der Oxidschicht weitere Korrosion bilden – vor allem in feuchten Umgebungen.
Es gibt mehrere Methoden für die Reinigung von oxidiertem Aluminium. Laserreinigung, mechanische Schleifmittel, Beizchemikalien und andere Chemikalien haben sich alle als wirksam erwiesen. Sehen wir uns an, wie sie funktionieren und welche Vor- und Nachteile sie haben.
Bei der Laserreinigung werden Aluminiumoxide durch Ablation entfernt und in Staub und Dämpfe verwandelt. Durch die Absorption der Energie des Laserstrahls durch die Oberfläche werden Oxide und Oberflächenverunreinigungen bis zu dem Punkt erhitzt, an dem sie verdampfen.
Aluminiumoxide haben eine niedrigere Ablationsschwelle als das darunter liegende Aluminiumsubstrat. Dadurch kann der Laser gerade genug Energie abgeben, um die Oxide abzutragen und nicht das Aluminium. Wenn Sie sich für die Prozessdetails interessieren, können Sie hier mehr darüber erfahren, wie die Laserreinigung funktioniert.
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Beim Dekapieren werden Säuren oder andere Chemikalien verwendet, um Oxide und Verunreinigungen von der Oberfläche des Aluminiums zu entfernen. Für die Dekapierung wird das Aluminium einer sauren Lösung ausgesetzt, die mit der Oxidschicht reagiert, sodass deren Verbindung mit der Oberfläche bricht und sie sich in der sauren Lösung auflöst.
Die Dekapierung wird in der Regel durchgeführt, um Aluminium für einen Schweiß- oder Beschichtungsvorgang vorzubereiten. Die gebräuchlichste Dekapiermethode ist die Tauchdekapierung, bei der das Aluminium in eine saure Lösung getaucht wird. Für Schweißvorgänge können andere Methoden verwendet werden, z. B. die manuelle Anwendung einer erhitzten Kohlenstoffbürste auf die Schweißstellen (wie im vorherigen Video gezeigt) oder der Einsatz von Robotern, die Säuren mit einer Bürste oder einem Spray auftragen.
Nach dem Dekapiervorgang muss das saure Reinigungsmittel von der Aluminiumoberfläche entfernt und neutralisiert werden. Das kann manuell erfolgen, indem Sie die Oberfläche mit einem angefeuchteten, sauberen Tuch abwischen, dann ein Neutralisierungsmittel auftragen und schließlich mit Wasser abspülen. Alternativ kann es auch durch Eintauchen des Aluminiumteils in eine Reihe von Bädern geschehen. Eine gründliche Trocknung ist unerlässlich, um sicherzustellen, dass keine Reste von Säure oder Neutralisierungsmitteln auf der Oberfläche verbleiben.
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Mechanische Schleifmittel wie Wolle, Schleifpapier, Drahtbürsten und Sandstrahler basieren auf dem Prinzip der Abrasion, um Oxide von Aluminium zu entfernen. Egal, ob die Körnung von Sandpapier, die Borsten einer rotierenden Bürste oder die Schleifpartikel eines Sandstrahlers – Kraft und Reibung tragen das Oxid nach und nach ab.
Aluminiumoxid ist ein hartes und haltbares Material, das eine starke Verbindung mit dem darunter liegenden Aluminium eingeht. Das macht es schwierig, ihn mit abrasiven Methoden zu entfernen (im Gegensatz zum abblätternden orangen Rost auf Stahl). Die manuelle Entfernung erfordert einiges an Muskelkraft.
Mechanischer Abrieb erzeugt auch viel Staub, der ordnungsgemäß gehandhabt werden muss, um die folgenden Probleme zu vermeiden:
Im Jahr 2009 hat die US-amerikanische Arbeitssicherheitsbehörde OSHA Vorsichtsmaßnahmen für das Schleifen von Aluminium zur Vermeidung von Explosionen festgelegt:
Eine solche Reaktion tritt auf, wenn ein Aluminiumpartikel und ein Metalloxid, wie z. B. Rost, durch eine Wärmequelle entzündet werden und chemisch verbrennen [...]. Die Reaktion ähnelt einer Feuerwerksexplosion, kann Funken mit 4.500 °F (ca. 2.500 °C) erzeugen und kann auftreten, wenn ein Schleifgerät auf eisenhaltigem Material (z. B. Stahl) verwendet wird, bevor es auf Aluminiummaterial eingesetzt wird oder umgekehrt.
Hazards associated with aluminum grinding, 8. Oktober, 2009
Stahlwolle ist beispielsweise nicht ideal zum Scheuern von oxidiertem Aluminium, da sie Eisenpartikel auf die Aluminiumoberfläche bringen kann. Dies kann zu galvanischer Korrosion führen, einer Form der Korrosion zwischen verschiedenen Metallarten, die die strukturelle Integrität des Aluminiums erheblich beeinträchtigen kann.
Für das manuelle Scheuern ist eine Drahtbürste aus rostfreiem Stahl ein gutes Werkzeug, da rostfreier Stahl härter ist als Aluminiumoxid und keine Stahlpartikel auf die Oberfläche bringt.
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Mit alkalischen und sauren Lösungen können Heimwerker gewöhnliche Haushaltsgegenstände für die Aluminiumreinigung verwenden.
Basische Lösungen können verwendet werden, um Fette, Öle, Schmutz und Dreck zu neutralisieren und abzubauen, aber sie sind nicht geeignet, um Oxide zu entfernen. Sie bestehen aus Chemikalien mit einem pH-Wert von mehr als 7 und enthalten z. B. Backpulver oder Seife, die mit Wasser gemischt werden. Nach der alkalischen Reinigung lassen sich Verunreinigungen leicht mit Wasser und einem sauberen Tuch entfernen.
Die Reinigung mit Basen ist ideal, um Oberflächen für die Oxidentfernung vorzubereiten, z. B. für das mechanische Abschleifen mit einem Schleifpapier. Vielleicht finden Sie diesen Leitfaden zur alkalischen Reinigung interessant.
Saure Lösungen können leichte Oxidationen und Anlauf auflösen und zersetzen. Sie bestehen aus Chemikalien mit einem pH-Wert von unter 7 und enthalten beispielsweise Zitronensaft, Branntweinessig und Weinstein in Wasser.
Die Reinigung mit Säuren kann zwar leichte Oxidationen entfernen, ist aber keine gute Methode, um festsitzende Oxide oder dicke Oxidschichten zu entfernen. Für schwierige Anwendungen sind spezielle Aluminiumreiniger mit stärkeren Verbindungen erforderlich.
Nach der Verwendung von sauren oder alkalischen Lösungen müssen Sie unbedingt alle Chemikalien von der Aluminiumoberfläche entfernen (insbesondere vor dem Scheuern mit Schleifmitteln). Sie können auch eine Schutzbeschichtung auftragen, z. B. einen Klarlack oder eine Eloxalbehandlung, um die Korrosionsbeständigkeit weiter zu verbessern und die Lebensdauer Ihres Teils zu verlängern.
Die folgenden Videos zeigen Beispiele, wie Oxidentfernung per Laser funktioniert, um verschiedene Aluminiumprodukte für Klebe-, Schweiß- und Beschichtungsprozesse vorzubereiten.
Jetzt, da Sie wissen, wie man Oxide entfernt, sollten Sie eine gute Vorstellung davon haben, welche Methode für Sie die richtige ist. Für die Laser-Oxidentfernung können Sie sich an unsere Experten wenden, um Ihre Anwendung mit ihnen zu besprechen und eine Lösung zu finden, die Ihren Anforderungen entspricht.
With a PhD in Laser Processing, Alex is one of the two laser experts who founded Laserax. He is now Vice President and Chief Technology Officer, overseeing the team that develops laser processes for laser marking, cleaning, texturing, and welding applications.
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