Varför förbehandlar man metaller?
Fråga:
När man förbehandlar en stålyta så är det väl i första hand för att den skall bli ren och hållfast, eller finns det flera anledningar?
Åke Dolks svar:
Rent principiellt är det ju en ren och hållfast yta man vill limma mot. Limmar man mot en okänd beläggning på materialet kan ju denna beläggning bli en svag länk i belastningskedjan. När man limmar mot ett material som kan påverkas av användningsmiljön så finns det ett viktigt skäl till. Man vill skapa en yta på materialet som påverkas mindre av omgivande miljö.
Det medium som visat sig vara mest farligt för limfogar - vid limning mot metall - är vatten, såväl i vätskeform som i ångform. Tillsammans med värme och under belastning kan resultatet ibland bli förödande. Saltvatten har vanligen större negativ inverkan än sötvatten. (Bilar rostar ju mycket fortare när det är vägsalt på vägarna.) Det är för att skapa oxider med bättre korrosionsbeständighet som man förbehandlar metall.
Inverkan utan korrosion uppkommer genom att fukt och vatten diffunderar genom limmet, - eller genom invandring i ofullständigt utfyllda ytprofiler. Det första är en långsam process och tar därför lång tid att undersöka att undersöka för obelastade fogar. Invandring i gränsskikten kan däremot gå betydligt fortare, men även detta tar normalt månader och år i anspråk. Är däremot fogen belastad vid en temperatur över rumstemperatur (50 – 60oC), så åldringen betydligt snabbare.
Betraktade i ett tillräckligt bra mikroskåp, finns det inga släta, jämna ytor. Ytan kan då - i bästa fall - se ut som en bit knäckebröd ("sportbröd"). Högviskösa (trögflytande) och snabbstelnande lim kommer troligen endast i kontakt med topparna i ytan. Detta resulterar i en limfog med inlagda brottanvisningar (luft), där man inte utnyttjar limningens möjligheter. Inte ens om limmet får "all tid i världen" att komma i kontakt med ytan, blir denna helt fylld. Det finns alltid plats för vatten.
Vattenmolekylerna är mycket små (cirka 0,12 nm), - betydligt mindre än plastmolekylerna. Det finns inga plaster (lim) som är till 100% diffusionstäta. Alla tar upp vatten (procent eller promille). I ofullständigt utfyllda profildjup kan vattnet "ställa till problem" - speciellt på metallytor.
I fuktig miljö kommer denna luft så småningom, att ersättas av vatten.
Vattnet kan ha en korroderande inverkan på metaller. Vid låga temperaturer fryser vattnet och kan ge upphov till spänningar i gränsskiktet ("frostsprängning").
Härdning vid förhöjd temperatur ger en fullständigare uthärdning, som ofta ger ett hårdare och mer beständigt lim. Direkt - och enbart - härdning i värme sänker också viskositeten hos limmet, så att kontakten med underlaget blir större. Detta uppnås inte om limmet först får härda vid rumstemperatur och därefter efterhärdas vid högre temperatur.
Förbehandlingen före limning har visat sig ha stor mycket stor betydelse för långtidshållfastheten vid limning av metaller.
Det vanligaste är att metallen under limmet påverkas, - inte limmet i sig.
Grundprincipen för långtidsbeständiga limfogar är välfyllda profildjup och beständiga oxider.
Genom att före limpåföring applicera en lågviskös primer kan man åstadkomma en bättre utfyllning av ytprofilen, speciellt då högviskösa och/eller snabbstelnande lim användes. Behovet av primer ökar med användning i korrosiv miljö och när ingen korrosionsskyddande ytbehandling utförs (t ex anodisering av aluminium). Primern, som är lågviskös, "impregnerar" och förstärker också porösa oxider, som t ex efter kromatering.