Limning

Genväg till Arbetsgrupp 49, Industriell limning

• Med limmetoden kan olika material sammanfogas som t ex glas och plast till stål, aluminium till koppar. Limmet är bl a en god isolator som för hindrar uppkomsten av galvaniska element.
• Man kan sammanfoga delar med stora dimensionsskillnader utan att få kastningar i konstruktionen.
• Fogen blir vätsketät
• Bättre utmattningshållfasthet p g a frånvaron av nitar eller skruvar.
• Goda dämpningsegenskaper = mindre buller och mindre vibrationer.
• Oftast färre delar i konstruktionen
• Mindre maskinbearbetning
• Ingen försämring av egenskaperna hos de hoplimmade materialen

Limning skiljer sig från lödning, hårdlödning och svetsning främst genom att tillsatsmaterialet (lodet) är en plast i stället för en metall.

Avståndet mellan molekylerna i tillsatsmaterialet (limmet) och ytan som skall limmas får vara högst 5 Å för att någon kraftöverföring skall kunna ske. (l Å = en tiomiljondels millimeter).

Ytor som är jämna inom 5 Å finns ej. För att någon kontakt (förutom på tre profiltoppar) skall uppstå måste minst den ena ytan deformera sig till den andra (i limningsfallet lämpligen limmet).

Spontan deformation = vätning sker endast om limmet har lägre ytspänning än ytan som skall vätas. (Detta gäller också för lodet i förhållande till underlaget vid lödning/ hårdlödning). Limmet måste alltså vara flytande för att kunna "deformera sig". Det bör lämpligen också stelna för att kunna överföra någon last.

Limmets övergång, från flytande till fast, form kan grovt indelas i tre sätt:

Stelning genom:
Torkning   Lösningar av plast/elastomer
                  Vattendispersioner av plast/elastomer
Avkylning Termoplastsmältor
Härdning   Prepolymerer (polymerisation)

För belastade limfogar mot metall och armerade plastmaterial är endast den sista gruppen aktuell (de härdande limmen).

Härdningen (polymerisationen) kan initieras genom:

• Blandning av en eller flera komponenter
• Uppvärmning (värmehärdning)
• Miljöförändring som: Fuktnärvaro, Ändrat pH-värde, Syrefrånvaro + metalljonkontakt, UV-eller blåljus

Beroende av vilka molekyler som kommer i kontakt med varandra i gränsskiktet (lim/material) uppstår bindningar med olika energiinnehåll.

Vid belastning av fogen finns alltid så mycket energi i bindningarna att de är starkare än det svagaste av materialen (limmet som material eller något av de limmade materialen).

Alla bindningstyper är dock inte så energirika att de kan motstå påverkan av ett annat medium, t ex vatten. Adhesionsarbetet kan då minskas eller t o m bli negativt.
För limningar mot metaller krävs vanligen s k primärbindningar för att "vattenbeständiga" fogar skall uppstå.

Alla plaster (= lim) ar viskoelastiska. Detta får till innebörd att de ur belastningssynpunkt är mer påverkbara av temperatur och tid än t ex metaller. Man kan inte sätta ett fixt värde för t ex elasticitetsmodul för ett lim (plast). Detta värde blir olika även vid relativt små temperaturskillnader.

Kryphållfastheten hos ett lim är också i hög grad temperaturberoende.

Ett försök att grovt gradera limmen med beaktande av dessa aspekter:

• Termoplastiska smältlim
• Tejp
• Termoplastlim
• Elastomer (gummilim)
• Något tvärbundna elastomerer (med härdare)
• Härdande smältlim (härdning vid kontakt med fukt)
• 2-komponent rumstemperaturhärdande lim
• Miljöhärdande lim
• 1- och 2-komponents värmehärdande lim
• Härdlimfilmer (värmehärdande, 125-175°C bäst)

Lim som är praktiskt användbara i temperaturer över 300°C är "sällsynta".

De lim som härdar utan värmetillskott kan sällan användas för praktiskt bruk vid temperaturer över 100°C (undantaget silikon - ca 200-250°C).

Limfogar skall utformas så att de utsätts för så renodlad skjuvbelastning som möjligt (bl a beroende av limmens viskoelastiska karaktär).

Långtidsbeständigheten hos en limfog speciellt mot metall som utsätts för korrosiv miljö är i högsta grad beroende av hur välfyllda ytprofiler som kan åstadkommas och/eller hur korrosionsbeständiga oxider som metallytan har före limning.

Dåligt fyllda ytprofiler ger utrymme för vatten som kan ge upphov till gränsskiktskorrosion.

Fuktinvandring i ofullständigt fyllda ytprofiler kan också ge upphov till "sprängningar" i gränsskiktet då limfogen utsättes för minustemperaturer.

Vid användande av högviskösa lim och härdlimfilmer kan det vara nödvändigt att först "mätta" ytprofilen med en tunn primer för att ha möjlighet att uppnå både god initialhållfasthet och långtidsbeständighet.
 

För att bli en rationell fogningsmetod - för limning i stora serier - bör hela materialhanteringen beredas för limning.

• Fogytornas kvalitet (renhet) skall kunna styras. Detta innebär hantering, som inte ger nedsmutsning av fogytorna, från tillverkning av materialet till montering av limfogen - eller en förbehandling direkt före limning (tvättning, borstning).
• Produktens konstruktion och fogarnas placering och utformning kan bli avgörande för produktens praktiska limningsmöjligheter.
• Limmets viskositet och konsistens kan komma att ha stor betydelse för applicerings- och hanteringsmöjligheterna. Produktionsmetoden kan t ex komma att kräva ett lim, som inte rinner på vertikala ytor.
• Limapplicering kan behöva automatiseras.
• För många av de "snabba" limmen, kan fixeringstiderna ändå komma att betraktas som långa. Detta gör att användningen av temporära fixeringshjälpmedel - eller kombinationen med tejp och mekaniska förband bör övervägas.
• Gällande arbetsmiljöregler kan komma att påverka limval och produktionsuppläggning. Det är därför lämpligt att sätta sig in i dessa innan projektarbetet startas.