Pierwiastek oznaczany symbolem Al, zwany kiedyś glinem, a którego nazwa pochodzi z języka łacińskiego, jest najczęściej występującym na Ziemi. Aluminium produkowane jest z rud go zawierających, a najczęściej z boksytu. Dla wielu krajów wytwarzanie stopów aluminium stanowi znaczącą część gospodarki, a przodują w tym: USA, Rosja, Australia i Kanada. Aktualnie stają się one jednym z ważniejszych materiałów konstrukcyjnych karoserii samochodowych.

Początkowo stopy aluminium stosowano do produkcji naczyń kuchennych czy puszek z żywnością. Ze względu na bardzo korzystny stosunek masy do parametrów mechanicznych zaczęto je wykorzystywać podczas tworzenia elementów niektórych urządzeń, zwłaszcza w przemyśle lotniczym. Obserwując rozwój zastosowania tych stopów w motoryzacji, można odnieść wrażenie, że konstruktorzy pojazdów wręcz kopiują pewne ogólne zasady i rozwiązania z przemysłu lotniczego. Przykładem może być masowy zwrot w kierunku zwiększenia udziału technologii nitowania elementów w miejsce połączeń wymagających dostarczania dużych ilości ciepła. 

Tabela. Temperatury graniczne dla poszczególnych materiałów, które należy zachować, aby prawidłowo naprawić karoserię

Aluminium w karoserii
W przemyśle motoryzacyjnym stopy aluminium stosuje się od dawna, przede wszystkim w produkcji części pojazdu, zarówno odlewów ciśnieniowych, jak i blach. W zależności od technologii wykonania elementu konieczne jest zastosowanie innych metod łączenia, rozłączania i naprawy. Warto pamiętać, że informacje na temat czynności serwisowo-naprawczych zawarte są w technologii opracowanej przez producenta pojazdu. Co jeśli warsztat nie ma do nich dostępu? Pozostaje dokonanie wywiadu i korzystanie z wiedzy fachowców. Pozwoli to uniknąć niespodziewanych porażek i błędów podczas naprawy powypadkowej.

Różnice pomiędzy aluminium a stalą
Blacharz samochodowy przed rozpoczęciem naprawy elementów karoserii aluminiowej powinien poznać i zrozumieć różnice dotyczące właściwości stopów aluminium i stali. Aluminium w stanie czystym, jako surowiec, nie nadaje się do produkcji elementów konstrukcyjnych. Dlatego stosuje się je wyłącznie po dodaniu innych składników, uzyskując w ten sposób materiał o odpowiednich właściwościach fizycznych. W trakcie budowy jednej karoserii samochodowej wykorzystywane są różne stopy aluminium, a pracownicy serwisu najczęściej nie biorą tego pod uwagę i stosują te same metody i materiały do wszystkich elementów. Części wykonane w technologii odlewów ciśnieniowych i elementy z blachy aluminiowej lub kształtowników to stopy o różniących się istotnie właściwościach. Ich głównymi cechami wspólnymi są zbliżona temperatura topnienia i bardzo dobra przewodność cieplna.
Różnią się natomiast znacznie pod względem plastyczności. Elementy wykonane jako odlewy właściwie nie podlegają prostowaniu nawet przy zastosowaniu podgrzewania, natomiast blacha i kształtowniki w większości przypadków (pod warunkiem, że nie jest to zbyt mocne uszkodzenie) daje się przeginać po uprzednim podgrzaniu. Charakterystyka struktury elementów stalowych pozwala zwykle na ich wielokrotne odkształcanie, czyli można je naprawiać nawet kilka razy bez pogorszenia własności mechanicznych. Specyfika stopów aluminium powoduje, że w ich przypadku wielokrotne prostowanie jest niemożliwe.
Stopy aluminium stosowane podczas produkcji samochodów można podzielić na dwie podstawowe grupy:

• do formowania na zimno,
• do formowania na gorąco.

Ze względu na inną budowę aluminium ma lepsze własności tzw. pamięci kształtu niż stal. Cząsteczki w stopach aluminium są trudniejsze do przemieszczania, więc nawet podczas podgrzewania elementu prostowanie jest trudne. Często wynikiem tego są liczne rysy i pęknięcia w miejscu uszkodzenia, co może stwarzać niebezpieczeństwo przełamania.

Zastosowanie 
Ze względu na swoje właściwości fizyczne i mechaniczne elementy wykonane ze stopów aluminium posiadają grubość od półtora do dwóch razy większą niż ich stalowe odpowiedniki, w niektórych przypadkach może to być nawet czterokrotnie większa grubość. Ze względu na istotną różnicę w ciężarze właściwym, pomimo znacznie większej objętości, element aluminiowy jest zwykle lżejszy od stalowego. Niestety zwiększenie grubości elementu niesie za sobą negatywne konsekwencje dotyczące jego obróbki w procesie produkcji i prostowania. W przypadku elementu o grubszych ściankach występuje większe ryzyko pękania, dlatego podczas jego naprawy podgrzewanie jest konieczne. Podwyższenie temperatury elementu w miejscu uszkodzenia ułatwia cząsteczkom powrót do położenia pierwotnego, przed uszkodzeniem. Stosowanie podgrzewania w trakcie naprawy jest zalecane niezależnie od tego, czy jest to element ulepszany cieplnie, czy na zimno. Części konstrukcji aluminiowej na ogół występują w następujących kategoriach: wytłoczki z blachy, profile i odlewy.

Łączenie
Zastosowanie elementów ze stopów lekkich wymusiło poszukiwanie nowych technologii ich łączenia. Wzorem innych dziedzin, gdzie masowo stosuje się aluminium, zastosowano niskotemperaturowe metody łączenia, takie jak: nitowanie, klejenie czy klinczowanie. Nie zrezygnowano ze spawania i zgrzewania. W przypadku stopów aluminiowych zgrzewanie i spawanie jest znacznie trudniejsze niż podczas łączenia stali. Ze względu na to, że aluminium jest bardzo dobrym przewodnikiem ciepła, wykonanie spoin i zgrzein wymaga dostarczania znacznie więcej energii podczas łączenia.

Bogusław Raatz
raatz.pl