Adhesive Bonding: introductie, gezamenlijk ontwerp en methoden

Na het lezen van dit artikel leert u over: - 1. Inleiding tot het lijmen van kleefstoffen 2. Aard van kleefvoegen 3. Kleefstoffen en hun classificatie 4. Gezamenlijk ontwerp 5. Gezamenlijke sterkte 6. Methoden 7. Testen en kwaliteitscontrole 8. Toepassingen 9. Veiligheidsmaatregelen.

Inleiding tot zelfklevende hechting:

Lijmen is een proces waarbij materialen worden samengevoegd waarin een kleefstof wordt geplaatst tussen de vervuilende oppervlakken van de componenten die adherends worden genoemd.

Lijmen is vergelijkbaar met solderen en solderen van metalen doordat een metallurgische binding niet plaatsvindt, hoewel de oppervlakken die worden verbonden, kunnen worden verwarmd maar niet worden gesmolten.

Een kleefmiddel kan een cement, een lijm, een slijm (kleverige vloeistoffen uit planten) of een pasta zijn. Hoewel natuurlijke kleefstoffen van zowel organische als anorganische oorsprong beschikbaar zijn, worden synthetische organische polymeren gewoonlijk gebruikt om metalen met kleefstof te hechten.

Een kleefmiddel in de vorm van een vloeistof of een kleverige vaste stof wordt geplaatst tussen de te verbinden oppervlakken, die vervolgens worden gekoppeld en warmte of druk of beide worden aangebracht om de verbinding te bereiken.

De voordelen van lijmen zijn het binden van ongelijksoortige materialen bij lage verwerkingstemperaturen van 65 tot 175 ° C. Materialen met een dunne dikte kunnen effectief worden verlijmd. Lijmverbindingen kunnen thermische en elektrische isolaties verschaffen met een glad uiterlijk van het oppervlak, wat resulteert in een uniforme verdeling van de spanning.

Goede vibratie en geluidsdemping kunnen worden bereikt door middel van lijmen. Zelfklevende hechtingen resulteren in een aanzienlijke gewichtsbesparing en vereenvoudiging van het ontwerp.

Sommige lijmen kunnen op temperaturen werken die iets hoger zijn dan hun uithardingstemperaturen, wat niet mogelijk is in het geval van gesoldeerde verbindingen.

Kleefbindingen ondersteunen echter geen grote afpelbelastingen boven 120 ° C. Noodzaak voor uitgebreide mallen en armaturen voor montage en uitharding resulteren in hoge kosten voor uitrusting en gereedschappen. Ook kleefstoffen verslechteren snel onder de omstandigheden van hoge vochtigheid en temperatuur.

Aard van lijmverbindingen:

Een hechtende binding wordt beïnvloed door de aantrekkende kracht, in het algemeen van fysische aard, tussen een hechtmiddel en het basismateriaal. De hechtende binding wordt veroorzaakt door de polaire krachten tussen de kleefstof en een relatief brosse oxidefilm (diepolebinding) of door Van der Waals krachten tussen de kleefstof en het niet-gefixeerde of schone metaal.

De dipool-binding is een paar gelijke en tegengestelde krachten die twee atomen bij elkaar houden en resulteert uit een afname in energie als twee atomen dicht bij elkaar worden gebracht. De Van der Waal-binding wordt gedefinieerd als een secundaire binding die wordt veroorzaakt door de fluctuerende diepolatuur van een atoom waarin alle bezette elektronenschillen zijn gevuld.

Wanneer een hechtmiddel tussen twee metaaloppervlakken wordt geplaatst, worden de kleefstofmoleculen aangetrokken door de naburige moleculen ervan evenals de metaalatomen of vreemde stoffen op de metalen oppervlakken. Als de oppervlakte-energie van de kleefstof groter is dan die van het hechtoppervlak, zal de kleefstof deze niet nat maken.

Om bevochtiging van het metaaloppervlak door het kleefmiddel te bereiken, moet de oppervlakte-energie van het metaal groter zijn dan die van het kleefmiddel en om te bereiken dat het essentieel is om grondige reinheid van de metaaloppervlakken te verschaffen. Olie en vet op het oppervlak verlagen de oppervlakte-energie van de metalen oppervlakken aanzienlijk en verminderen dus de hechtsterkte.

De huidige theorie stelt dat adhesie in de eerste plaats te wijten is aan een chemische affiniteit van de kleefstof voor het adherend en dat de mechanische actie, indien aanwezig, slechts incidenteel is. Een schematische weergave van een hechtende binding wordt getoond in Fig. 17.12.

De mechanische sterkte van een lijmverbinding hangt af van de verbindingsconfiguratie, de afmetingen, de aard van de lijm en de dikte tussen de hechtende oppervlakken. Over het algemeen neemt de sterkte van een heupgewricht toe met de mate van overlapping (hoewel de sterkte per eenheid gebied afneemt) en neemt af met de toenemende dikte van de kleefstof. De factoren die de sterkte van het gewricht kunnen beïnvloeden, zijn de contacthoek tussen kleefmiddel en metaal, restspanning en de spanningsconcentratie in het kleefmiddel.

Kleefstoffen en hun classificatie:

Er zijn drie belangrijke gradiënten van de meeste kleefstoffen, te weten een synthetisch harssysteem, een elastomeer of flexibilisator en anorganische materialen.

Kleefstoffen kunnen worden onderverdeeld in twee brede groepen: structurele kleefstoffen en niet-structurele kleefstoffen. De kleefstoffen van de eerste groep hebben hoge belastingskarakteristieken, terwijl de niet-structurele kleefstoffen, ook bekend als lijmen of cementen, worden gebruikt voor toepassingen met lage belasting, bijvoorbeeld waterdichte latexkleefstof die wordt gebruikt voor tegelvloeren.

Aangezien metaalbinding voornamelijk wordt uitgevoerd met structurele kleefstoffen, worden alleen deze in de volgende secties besproken:

1. Structurele kleefstoffen:

Structurele lijmen zoals kunststoffen worden in twee groepen ingedeeld: thermoplastisch en thermohardend; de leden van de eerste groep kunnen herhaaldelijk door warmte worden verzacht bij een te hoge temperatuur, wat wordt bepaald door hun chemische structuren, ze verliezen ook de hechtsterkte als gevolg van ontleding.

2. Thermoplastische kleefstoffen:

Meest gebruikte thermoplastische kleefstoffen zijn de polyamiden, vinyls en niet-vulcaniserende neopreenrubber. Voor structurele toepassingen zijn de vinyls zeer veelzijdig gebleken, bijvoorbeeld kan polyvinylacetaat worden gebruikt om sterke bindingen te vormen met metalen, glas en poreuze materialen.

3. Thermohardende kleefstoffen:

Thermohardende harsen zijn de belangrijkste materialen waaruit metaalkleefstoffen worden gevormd. Deze lijmen harden of harden uit door chemische reacties zoals polymerisatie, condensatie of vulkanisatie. Zodra ze uitharden, kunnen deze lijmen niet opnieuw worden gesmolten en kan een verbroken verbinding niet worden hersteld door verhitting. Thermohardende hechtmiddelen hebben in het algemeen de voorkeur voor dienst bij verhoogde temperatuur.

Thermohardende harsen zijn beschikbaar om sterke, waterdichte en hittebestendige verbindingen te geven. Er zijn twee algemene soorten thermohardende structurele kleefstoffen, namelijk de basis van fenolhars en de kleefstoffen op basis van epoxyhars. De fenol-formaldehydeharsen hebben zich bewezen als een van de beste hechtmaterialen voor waterbestendig multiplex.

Resorcinol - formaldehydeharsen lijken op fenolharsen, maar hebben het voordeel dat ze worden uitgehard bij kamertemperatuur.

Epoxyharsen behoren tot de nieuwste thermohardende harsen en worden alom geprezen omdat ze de eigenschappen van uitstekende werking, lage krimp, hoge treksterkte, taaiheid en chemische inertie combineren. Ze kunnen worden uitgehard bij kamertemperatuur zonder vluchtige bijproducten en kunnen een sterkte ontwikkelen van 15 tot 30 MPa. Onder de nieuwste aankomst op de scène is de 'olieachtige metalen' epoxy die rechtstreeks hecht aan olieachtige metalen zoals ontvangen met een normale beschermende olielaag erop.

Hoewel kleefstoffen op epoxybasis hoge afschuif- en treksterktes ontwikkelen, zijn de kruip- en afpelsterkten laag. De afpelsterkten van epoxykleefstoffen kunnen echter worden verbeterd door ze te modificeren met nylon, carboxylfunctioneel en nitrilcopolymeerrubber. Dergelijke gemodificeerde epoxykleefstoffen kunnen een gezamenlijke afschuifsterkte van meer dan 50 Mpa met een grote afpelsterkte ontwikkelen.

Andere thermohardende lijmen zijn melamineformaldehyde, polyurethanen, polyesters, fenolrubber, fenolvinyl en buna en neopreenrubbers.

Structurele lijmen worden ook gemaakt van combinaties van rubbers en synthetische harsen. Een combinatie van nitril-rubber-fenol kan bijvoorbeeld een afschuifsterkte van 15 tot 25 MPa bij kamertemperatuur ontwikkelen. Deze lijmen combineren de sterkte van de fenolharsen met de flexibiliteit en veerkracht van rubbers. Sommige van deze harsen kunnen een treksterkte van 20 tot 45 MPa bij kamertemperatuur ontwikkelen voor heupgewrichten in aluminium.

Structurele lijmen, ontwikkeld om hoge sterkte te produceren, zijn over het algemeen samengesteld uit synthetische harsen of combinaties van synthetische harsen en elastomeren. Veel gebruikte synthetische harsen zijn epoxy, ureum, fenol en resorcinol.

Thermohardende lijmen zijn over het algemeen hard en stijf als ze volledig zijn uitgehard. Elastomeerharskleefstoffen hebben een hoge sterkte maar behouden hun flexibiliteit in hoge mate, zelfs na uitharding. Flexibiliteit van bijna alle kleefstoffen kan door formulering worden geregeld, epoxyharsen kunnen bijvoorbeeld vrij flexibel gemaakt worden door modificatie met polysulfide rubber.

Nog een andere klasse van hittebestendige structurele kleefstoffen is geformuleerd uit polybenzimidazol (PBI) en polyimide (PI) dat met succes kan worden gebruikt voor het temperatuurbereik van -220 ° C tot 540 ° C. Het is gebleken dat deze kleefmiddelen uitstekende resultaten geven voor het verlijmen van aluminium, roestvrij staal, titanium, beryllium en versterkte kunststoffen.

Hoewel structurele kleefstoffen met succes zijn gebruikt voor het binden in ruimtevaarttoepassingen gedurende een aantal decennia, zijn spanningscorrosieproblemen gedetecteerd onder de dienstomstandigheden die continue of cyclische spanning en een hete vochtige atmosfeer met zich meebrengen. Kleefstoffen die bij kamertemperatuur worden uitgehard, breken sneller af in een vijandige omgeving dan door hitte uitgeharde kleefstoffen.

Gezamenlijk ontwerp voor adhesieve hechting:

De belangrijkste overweging bij het gezamenlijke ontwerp voor lijmen is het kennen van de belasting of belasting waaraan het onderdeel tijdens het gebruik zal worden blootgesteld. De vier hoofdtypen belasting die men tegenkomt bij dergelijke verbindingen worden getoond in Fig. 17.13. Het ontwerp moet voldoende ruimte voor de lijm bieden om dunne verbindingslijnen te vormen in het bereik van 0, 075 tot 0, 125 mm om een ​​hoge hechtsterkte te bereiken.

Voor het ontwerpen van een lijmverbinding zijn drie belangrijke regels:

(i) Het gewricht moet bij voorkeur worden onderworpen aan afschuiving of trekbelasting in plaats van splijten of loslaten van de schil,

(ii) De statische belasting van het gewricht mag niet groter zijn dan de capaciteit van de lijmplastic,

(iii) Kleefverbindingen die onderworpen zijn aan lage cyclische belastingen moeten voldoende overlappend zijn om kruip in de kleefstof te minimaliseren.

De belangrijkste soorten verbindingen die worden gebruikt voor het lijmen, zijn een overlappende verbinding en de messing- en groefconfiguratie die kan worden gebruikt voor stompe, hoek- of filetverbindingen. De pen en gat worden gebruikt voor hoekverbindingen.

Opvallende kenmerken van deze gewrichten worden beschreven in de volgende secties:

1. Lap Joints :

Een lijmverbinding presteert het best wanneer deze in afschuifkracht wordt belast zoals het geval is in de schootverbindingen - drie bekende types die worden getoond in Fig. 17.14. In dunne metalen bindingen kunnen gezamenlijke ontwerpen zorgen voor grote hechtingsgebieden; zo is het mogelijk om verbindingen te produceren die zo sterk zijn als het metalen adherend.

De relatie tussen overlappingslengte en verbindingssterkte, voor een overlappende overlappende verbinding, wordt getoond in Fig. 17.15, terwijl Fig. 17.16 de dwarskrachtverdeling toont over een overlappingsverbinding veroorzaakt door belasting P met korte, middellange en lange overlappingen. Bij korte overlap, Fig. 17.16 (a), is er uniforme schuifspanning langs de verbinding, wat kan leiden tot kruip onder belasting, wat resulteert in vroegtijdig falen.

De verdeling van de schuifspanning verandert naarmate hij de overlappingslengte vergroot, zodat de kleefstof aan de uiteinden een groter deel van de belasting draagt ​​dan de kleefstof in het midden, waardoor de kruipspanning wordt geminimaliseerd. De vereiste gezamenlijke overlap voor minimale kruip hangt af van de mechanische eigenschappen van het basismetaal, de kleefeigenschappen en de dikte, het type belasting en de serviceomgeving.

Aanzienlijke moeilijkheden kunnen zich voordoen bij het ontwerpen van een heupgewricht voor splijten of afpellen van de belasting, omdat dit ertoe leidt dat er aan de rand van de kleefstof niet wordt geïnitieerd en slechts een fractie van de trekkracht nodig is om de binding van hetzelfde gebied te verbreken.

De enkele lapverbinding is het meest gebruikte type en is geschikt voor veel toepassingen, maar de schuine overlappingsverbinding, weergegeven in figuur 17.17, biedt minder concentratie aan de randen van de verbinding en omdat dunne randen van de randen afvormen wanneer de verbinding roteert onder belasting, die de afpelactie minimaliseert.

Wanneer de gewrichtskracht kritiek is en de componenten dun genoeg zijn om onder belasting te buigen, is een geschommelde lapverbinding beter, omdat de belasting over de verbinding wordt uitgelijnd en evenwijdig aan het bandvlak, waardoor de mogelijkheid van splitsingbelastingen wordt geminimaliseerd.

2. ButtJoints:

Een vierkant stootvoeg presteert slecht voor kleefstoftoepassingen vanwege het lage effectieve oppervlak en de hoge spanningsconcentratie. Er zijn echter verschillende manieren waarop het contactgebied tussen het hechtmiddel en het hechtoppervlak kan worden vergroot. Deze omvatten de voorbereiding van de sjaalrand, dubbele schootronde, enkele riem, dubbele riem, afgeschuinde dubbele riem en dubbele dubbele riem, zoals getoond in Fig. 17.18.

De messing en groefverbindingen, getoond in Fig. 17.19, brengen niet alleen de lastdragende grensvlakken in lijn met het vlak van de schuifspanning, maar bieden ook een goede weerstand tegen buigen. De tong- en groefvoeg met ingebedde sjaal is niet alleen eenvoudig te produceren, maar biedt ook een configuratie die automatisch wordt uitgelijnd wanneer de onderdelen worden gekoppeld; het controleert ook de gezamenlijke lengte en bepaalt de dikte van de lijm. Het is een goed ontwerp omdat het goed presteert onder hoge drukbelastingen en een schoon uiterlijk heeft.

3. Filet of T-verbinding :

Net als de vierkante stootnaad biedt de gemeenschappelijke T-verbinding mogelijk niet voldoende buiggebied, en daarom worden verschillende verbeteringsmethoden die worden getoond in Fig. 17.19 worden toegepast.

4. Hoekverbindingen:

De hoekverbindingen worden onderworpen aan zowel afpel- als splitsingsspanningen en de verbinding is relatief zwak wanneer de belasting op een hoekverbinding haaks op de lijm staat. Methoden voor het versterken van de hoekverbindingen worden getoond in Fig. 17.20.

5. Tube gewrichten:

Zelfklevende verbinding wordt ook gebruikt voor buisverbindingen waarvan sommige worden getoond in Fig. 17.21. Grote gehechte gebieden geven sterke verbindingen met een schoon uiterlijk, maar de verwerking kan in sommige gevallen ingewikkeld zijn, terwijl randbereiding voor sommige anderen duur kan zijn.

Gewrichtssterkte voor adhesieve hechting:

De sterkte ontwikkeld in een zelfklevende verbinding hangt af van het ontwerp van de verbinding, het type belasting, de diensttemperatuur, het aanhangend materiaal, enz. De relatieve afschuifsterkte voor verbindingen met verschillende kleefstoffen zijn zoals gegeven in Tabel 17.3.

Methodes van adhesieve hechting:

Bij het maken van klevende verbindingen zijn er in wezen drie stappen, namelijk het voorbereiden van het oppervlak, het aanbrengen van de lijm en het uitharden van de verbinding.

Deze stappen worden in het kort beschreven in de volgende secties:

De oppervlakte voorbereiden:

Te verlijmen oppervlakken moeten worden gereinigd met de methode die ervoor zorgt dat de hechting tussen de lijm en het metalen oppervlak zo sterk is als de lijm zelf. Als het defect optreedt, moet het in de lijm zitten en niet op de hechting tussen de lijm en het hechtoppervlak.

Metalen oppervlakken kunnen worden gereinigd door chemisch etsen of door mechanische slijtage. Staal wordt eerst gestraald om roest en walshuid te verwijderen en vervolgens ontvet. Chemisch etsen kan nodig zijn voor de bereiding van hoog-chroommaterialen.

Voor het verkrijgen van een maximale sterkte op aluminium worden de oppervlakken bereid door dampontvetting en vervolgens gedompeld in een chroomzuurzwavelzuurbad of geanodiseerd in chroomzuur, gevolgd door zorgvuldig spoelen in schoon water en vervolgens aan de lucht gedroogd. Als alternatief kan het metaal worden opgeruwd met schuurmiddel om het effectieve verbindingsgebied te vergroten. Malen, vijlen, draadborstelen, schuren en schuurstralen zijn enkele van de mechanische methoden die voor dit doel worden gebruikt.

Bepaalde soorten kunststoffen zoals fluor-koolstof-isomeer en polyethyleen zijn moeilijk te binden en kunnen een chemische behandeling vereisen. Glas kan eenvoudig worden gereinigd met een 30% waterstofperoxideoplossing.

De geprepareerde oppervlakken worden meestal getest door hun affiniteit die door water bevochtigd moet worden. Het wordt de waterbreukproef genoemd. Gladde verspreiding van water is een aanwijzing dat het oppervlak chemisch schoon is, terwijl de verzameling druppels de mogelijkheid van oliefilm op het oppervlak aangeeft.

Om de mogelijkheid van contaminatie van het voorbereide oppervlak tijdens opslag te vermijden, is het wenselijk om het binnen een paar uur te gebruiken. Als opslag onvermijdelijk is, moet het metaal goed worden verpakt of in luchtdichte containers worden bewaard om vervuiling tot een minimum te beperken.

Het geëtste oppervlak mag nooit met blote handen worden aangeraakt. De operator moet schone katoenen handschoenen dragen om de voorbereide oppervlakken te hanteren, omdat zelfs een duimafdruk op een anders schoon oppervlak de hechting nadelig beïnvloedt.

Toepassing van Adhesive to the Surface :

Lijmen kunnen op de voorbereide oppervlakken worden aangebracht door met de hand te borstelen, spuiten, rollercoaten, mescoaten en onderdompelen. Ze worden ook toegepast als plaat of poeder, meestal op een voorbekleed oppervlak. Vel- of tapetype hechtmiddelen winnen aan populariteit, omdat mengen niet nodig is en de toepassing een bekende uniforme dikte heeft.

De dikte van de aangebrachte lijm wordt 'lay-down' genoemd, terwijl de uiteindelijke dikte na het aanbrengen van druk en uitharden de 'lijmlijndikte' wordt genoemd, bijvoorbeeld om een ​​lijmlijndikte van 25 tot 75 micron te bereiken. er moet een lay-down-dikte van 0-125 tot 0-375 mm van 20 procent vaste natte lijm worden aangebracht.

De lijm kan worden aangebracht in één dikke laag op een van de onderdelen, of in een dunne laag op elk van de oppervlakken vóór montage. De laatste methode heeft de voorkeur omdat het leidt tot een sterkere binding met een langere kleeflevensduur.

Kleefbindingen met optimale verbindingsterkte worden bereikt wanneer 0-25 tot 0-75 micron oplosmiddelvrije kleefstof achterblijft nadat twee gladde, vlakke, evenwijdige oppervlakken aan elkaar zijn gehecht.

De lay-downdikte hangt af van de porositeit en de gladheid van de te verlijmen oppervlakken, de fit-up van de verbinding en de vereiste sterkte. Als het oppervlak poreus is, moet er rekening worden gehouden met het oplosbare oplosmiddel dat door het oppervlak wordt geabsorbeerd om de gewenste lijmlijndikte te bereiken. Evenzo moet rekening worden gehouden met het coaten van ruwe oppervlakken om alle kleine verdiepingen te vullen en de gewenste lijmlijndikte te bereiken; dit gebeurt normaal gesproken in een enkele laag.

Afgezien van de hierboven beschreven algemene verbindingsprocedure zijn er bepaalde goed gevestigde procedures voor het bereiken van optimale verbindingssterkte voor specifieke toepassingen. Een dergelijke techniek wordt Redux Bonding genoemd, waarbij het metaal eerst een laag fenol-formaldehyde in een geschikt oplosmiddel krijgt en vervolgens polyvinyl-formaldehydepoeder over de voorbeklede oppervlakken wordt verspreid voordat ze samen worden gebracht en uitgehard. Hoewel polyvinylhars de belangrijkste kleefstof is, maar vooraf coaten met fenol-formaldehyde is essentieel om het aan het metaal te binden. Redux Bonding wordt al sinds lang algemeen gebruikt voor het maken van lijmverbindingen voor de vervaardiging van vliegtuigen.

Bijeenkomst:

Omdat de hoeveelheid stroom voor een goede kleefstof zeer klein is, moeten de componenten bedekt met oplosmiddel gedispergeerde vloeibare kleefstof worden samengesteld wanneer zij kleverig en nat genoeg zijn om aan elkaar te hechten. Het doel zou moeten zijn om de onderdelen samen te stellen wanneer de aangebrachte lijm de optimale consistentie heeft. De verdampingssnelheid van het oplosmiddel kan worden verhoogd door middel van matige verwarming met behulp van infraroodlampen of een heteluchtoven.

Er moet worden gezorgd voor het positioneren van de componenten voor paring tijdens het uitharden en normaliter worden assemblagestukken voor het doel gebruikt.

Er moet op worden gelet dat de delen nauwkeurig worden uitgelijnd voordat ze worden gekoppeld, omdat er direct een sterke verbinding wordt gemaakt wanneer de gecoate oppervlakken bij elkaar worden gebracht.

De montage-elementen die worden gebruikt voor de positionering moeten licht zijn voor een gemakkelijke hantering. Een zware armatuur is niet alleen moeilijk te hanteren, maar kan ook fungeren als een koelelement dat de verwarmings- en koelsnelheden tijdens het uitharden kan vertragen. De uitzettingssnelheid van het bevestigingsmateriaal moet zo goed mogelijk overeenkomen met die van de uitzettingssnelheid van het samenstel om vervorming van componenten en daaropvolgende spanning van het kleefmiddel te minimaliseren.

Soms wordt lijmen gecombineerd met weerstandslassen of mechanische bevestiging om het draagvermogen van de verbinding te verbeteren.

Nadat de onderdelen zijn gemonteerd, worden druk en / of warmte uitgeoefend om ze te harden of in te stellen.

Het genezen van het gewricht:

Bij bepaalde lijmen is het van essentieel belang dat tijdens het uitharden voldoende druk wordt uitgeoefend en behouden. De druk moet altijd gelijkmatig over het hele gewricht worden verdeeld. In het algemeen is het wenselijk om een ​​zo hoge klemdruk te gebruiken als de adherends kunnen weerstaan ​​zonder te worden geplet.

Sommige lijmen zoals epoxy kunnen onder lage druk worden gebonden, terwijl sommige fenolrubberhechtmiddelen hoge drukken vereisen om voor voldoende doorstroming te zorgen. Normaal dient een goede druk van 0-1 tot 10 MPa in een geschikte pers voor het doel. Complexe onderdelen worden in een plastic zak geplaatst die vervolgens wordt geëvacueerd, waardoor atmosferische druk kan worden uitgeoefend om de klemkracht uit te oefenen.

Na het uitoefenen van druk wordt het overtollige kleefmiddel verwarmd door de koelcyclus, bij voorkeur in een oven, hoewel elektrische verwarmingskussens kunnen worden aangebracht voor grote componenten. Hydraulische degelpersen worden vaak gebruikt voor het toepassen van warmte en druk op vlakke assemblages.

Een typische uithardingsperiode is 30 minuten bij 145 ° C, hoewel kortere tijden bij hogere temperaturen van toepassing kunnen zijn. (Warmte die wordt doorgegeven aan de kleefstof is afhankelijk van de thermische geleidbaarheid van het hechtoppervlak, de uithardingstemperatuur wordt gemeten aan de lijmlijn.) Uithardingskalk kan worden gereduceerd ten koste van de hechtsterkte als een versneller aan het kleefmiddel wordt toegevoegd.

De meeste van de op fenol gebaseerde structurele kleefstoffen vereisen hoge uithardingstemperaturen in het bereik van 150 ° 205 ° C gedurende uithardingsperioden van 30 minuten tot 2 uur. Sommige epoxy's kunnen echter worden uitgehard bij een lage temperatuur van 120 ° C.

Extreem grote componenten zoals vliegtuigassemblages worden uitgehard door ze in grote autoclaven te plaatsen. Het typische werkbereik van dergelijke autoclaven is een druk van 1-4 MPa bij een maximale temperatuur van 175 ° C. Druk wordt geleverd door samengeperste lucht terwijl verwarming wordt uitgevoerd door met stoom verwarmde buizen of elektrische elementen.

Testen en kwaliteitscontrole bij adhesieve hechting:

Voor het beoordelen van de verbindingskwaliteit bij lijmen is de meest gebruikelijke destructieve test de lap shear-test waarbij een 25 mm brede lapverbinding met een overlap van 12, 5 mm in spanning wordt belast langs een lijn evenwijdig aan het vlak van de verbinding. Een dergelijke test is in het algemeen bevredigend voor het regelen van mengen, primen en binden. Een afpeltest wordt aanbevolen om na te gaan of de reinigingsprocedures toereikend zijn; als alternatief kan de recent ontwikkelde scheurextensie of wigtest worden gebruikt.

De scheurverlengingstest is ontworpen voor het snel bepalen van de duurzaamheid van de lijmverbinding in een omgeving met gecontroleerde vochtigheid en temperatuur. Het testspecimen en de methode die is toegepast voor het vastzetten van de wig worden getoond in figuur 17.22. Het vereiste aantal exemplaren wordt uit het met lijm verbonden paneel gesneden.

De wig wordt tussen het lijmvlak en de lijmlijn geforceerd. Dit scheidt de kleefstof en veroorzaakt splijtbelasting bij de tipopening. De locatie van de top van de bladscheiding wordt vastgelegd. De ingeklemde specimens worden vervolgens blootgesteld aan 49 ° C aan een omgeving met een relatieve vochtigheid van 95 tot 100% gedurende 60 tot 75 minuten. De afstand die de top tijdens de belichting beweegt, wordt binnen twee uur na de belichting gemeten.

De wigtest wordt gebruikt voor oppervlaktevoorbereiding, procescontrole en procedures door de testresultaten te vergelijken met een maximaal aanvaardbare toename van de lengte van de lijmscheuren. Het wordt ook gebruikt voor het bepalen van de duurzaamheidseigenschappen van de lijm. Hoewel de test oorspronkelijk is ontworpen voor lijmgebonden aluminium, kan deze worden gebruikt voor andere metalen met ontwerpwijzigingen om rekening te houden met verschillen in stijfheid en vloeisterkte.

Toepassingen van adhesieve hechting:

Het hechten van metaal op metaal is minder dan 2% van de totale metaalverbindingstoepassing. Het binden van metaal aan niet-metalen, met name kunststoffen, wint echter het grootste belang en is de belangrijkste toepassing van lijmen.

Industrieën die betrokken zijn bij de bouw van vliegtuigen en auto's zijn de belangrijkste gebruikers van het lijmen van metalen. Redux-verlijming werd begin jaren veertig ontwikkeld als een alternatief voor klinknagels voor vliegtuigconstructies en vindt nog steeds uitgebreid gebruik in die industrie. Typische toepassingen omvatten het bevestigen van verstijvers aan de vliegtuighuid en bij het samenstellen van honingraatstructuren waarbij een honingraatkern is gebonden tussen twee huiden van plaatmetaal. Veel van de verbindingen die zijn gemaakt bij de fabricage van vleugel- en staartsamenstellen van vliegtuigen zijn door middel van lijmen; toegenomen gebruik is ook duidelijk in de fabricage van inwendige structuren van vliegtuigen evenals voor het verschaffen van de vereiste gladde oppervlakken voor supersonische vlakken, waardoor complexe ontwerpen mogelijk worden.

Adhesive bonded assembly's kunnen meer dan 50 procent van het totale oppervlak van een modern vliegtuig omvatten. Ze omvatten ongeveer 400 hoofdconstructies, met inbegrip van secties van 75 mm bij 330 mm, taps toelopende kappen van meer dan 10 m lang en panelen die tot 1-3 m bij 4-8 m meten. Bonded baleinen worden gebruikt op panelen met enkelvoudige kromming die de romphuid vormen. De productiekosten in veel van deze gevallen worden met 33 tot 75 procent verlaagd.

De belangrijkste toepassingen van lijmen in de auto-industrie zijn het bevestigen van remvoeringen aan schoenen, automatische transmissiebanden en voor verstijvers en gefabriceerde kokerprofielen. Dubbelwandige panelen zijn verlijmd met een hoge sterkte vinylplastisolkleefstof. Lijmbinding vermindert het aantal subassemblagedetails met ongeveer 50%, zorgt voor een glad buitenoppervlak, vermindert het geluidsniveau en verbetert de corrosiebestendigheid.

Andere belangrijke toepassingen van lijmen zijn de fabricage van treinwagons, boten, koelkasten, opslagtanks en microgolfreflectoren voor radar- en ruimtecommunicatie.

Veiligheidsmaatregelen bij adhesieve hechting:

Lijmen gaat meestal gepaard met het gebruik van corrosieve materialen, ontvlambare vloeistoffen en giftige stoffen. Daarom moeten adequate veiligheidsmaatregelen worden nageleefd om ervoor te zorgen dat de juiste veiligheidsprocedures, beschermende apparatuur en beschermende kleding worden gebruikt.

Ernstige huid- en oogallergische reacties kunnen het gevolg zijn van direct contact, inademing of inslikken van fenolen en epoxies, evenals van de meeste katalysatoren en versnellers. Het is daarom van essentieel belang om plastic of rubberen handschoenen te gebruiken om mogelijk giftige kleefstoffen te verwerken. Ogen en gezicht moeten worden beschermd tegen dampen en spatten. Beschermende kleding moet altijd worden gedragen door degenen die met de lijmen werken.

Adequate en effectieve ventilatie is essentieel om verstikking te voorkomen als gevolg van overmatige opeenhoping van giftige dampen.

Strikte supervisie is noodzakelijk om onbedoelde besmetting van niet-opererende gebieden te voorkomen, bijvoorbeeld de vervuiling van deurknoppen, kleppen, leuningen, enz.