Sammanfogning

Sammanfogning och svetsning

Termoplaster och termoelaster kan sammanfogas med smältmetoder som svetsning alternativt med lim och skruvförband. Dessutom kan, demonterbara, skruv- liksom fjädrande snäppförband anses höra till denna avdelning. Var och en av de nämnda metoderna finns i ett antal varianter som är anpassade för olika krav och material.

Vid smältmetoderna gäller generellt att bäst resultat uppnås om de detaljer som ska sammanfogas är av samma material. Vid limning och, framförallt, vid skruvförband och snäppen kan man mer fritt foga samman detaljer i olika material. Härdplaster kan endast fogas med limning, skruvförband och i begränsad omfattning, snäppförband.

Man har ett antal olika metoder för att svetsning av termoplaster och termoelaster. De vanligaste är:

• Varmluftssvetsning
  Likheterna med gassvetsning är uppenbara. Skillnaden ligger i att vid varmluftsvetsning har den heta luften ersatt svetslågan. De ytor som ska sammanfogas smälts med hetluften. Innan de har stelnat pressas de samman till dess att materialet stelnat. Det förekommer metoder, t.ex. vid fogning av golvmaterial, att ett plastmaterial av samma slag som det som fogas tillförs under arbetet.

• Svetsning med varma verktyg – s.k. spegelsvetsning.
  Vid spegelsvetsning hålls de ytor som skall sammanfogas mot upphettade plattor som ofta är klädda med ett skikt av fluorplast p.g.a. klibbrisken. När ytorna hos plastmaterialet smält dras de snabbt bort från plattorna och trycks mot varandra intill dess att materialet stelnat. Exempel där denna metod används är rör och andra föremål där geometrin är densamma på de två ytor som skall sammanfogas.

• Friktionssvetsning – traditionell teknik
  De två ytor som ska sammanfogas bör vara rotationssymetriska för rotationssvetsning. Alternativt kan ytorna vara plana så att en fram- och återgående rörelse mellan delarna är möjlig. Under samtidig lätt mekanisk belastning får delarna rotera till dess materialytorna smälter. Vid plana ytor får de gnida mot varandra till dess friktionsvärmen får ytorna att smälta. Produktexempel är rör, rotationskroppar eller detaljer med ytor som möjliggör friktionsrörelser gent emot varandra, t.ex. stötfångare i bilar.

• Friktionssvetsning – ultraljudssvetsning
  Ultraljudsvetsning är i princip en metod som bygger på friktionsvärme genom gnidning av två ytor mot varandra. Vid denna metod alstras mycket små vibrationer med hög frekvens. Genom att trycka en ultraljudsond mot detaljerna som skall svetsas fortplantas vibrationerna genom materialet till de ytor som ska sammanfogas. Friktionsvärmen bildas snabbt och metoden anses vara mycket rationell. Vissa krav ställs dock på att materialen skall vara tillräckligt styva och vara av samma slag i de delar som sammanfogas.

• Högfrekvenssvetsning
  Högfrekvenssvetsning används huvudsakligen vid sammanfogning av delar bestående av PVC. Två elektroder pressas mot styckena, oftast PVC-folier. En växelström av lämplig frekvens kopplas till elektroderna. Vid starkt polära material blir då materialet uppvärmt. Vid smältområdet klibbar då ytorna samman som efter avsvalning ger en fog.

• Limning
  Limning som sammanfogningsmetod har under senare år minskat i användning inom industrin till förmån för t.ex. olika svets-, skruv- eller snäppförband. Mycket beroende av riskerna vid hantering av kemiska metoder med lim och lösningsmedel kan utgöra hälsofara för berörd personal. Vid läggning av PVC – golvmaterial förekommer viss mindre del limning med lösningsmedelslimmer.Generellt gäller att man vid varje tillfälle och varje material skall kontakta företag med specialkunnande inom området. Valet kan stå mellan att använda härdbara lim eller lim som löser upp materialytorna, s.k. lösningsmedelslim. Detta helt beroende av vilka plastmaterial som skall sammanfogas. Rekommendationen är i övrigt att försöka finna vägar till sammanfogning med traditionella metoder i stället för att foga med limning.

Sammanfogning med lösbara förband

• Skruvförband
  Skruvförband är lämpliga för detaljer som till och från ska kunna tas isär. Man har att välja emellan skruvförband med metallinsatser eller direktskruvade förband i plastmaterialet. Metallinsatser används vid konstruktioner som beräknas kunna skruvas isär många gånger med bibehållen skruvfunktion. Den andra typen av förband, direktskruvning i plastmaterialet kan användas då man räknar med att delarna kommer att tas isär endast ett fåtal gånger under sin livslängd.Metallinsatserna kan endera inkluderas i tillverkningsprocessen, vid t.ex. formsprutning eller tryckas in i särskilda hål vid efteroperationer. Särskilt beräkningsunderlag finns tillgängligt via företag som tillämpar metoderna.

• Snäppen
  Snäppförband är ett alternativ till skruvförband. Förbanden möjliggör sådan utformning att man enkelt och utan verktyg kan ta isär detaljerna alternativt utformas för mer permanenta eller svårforcerade sammanfogningar. Speciella beräkningsunderlag för dimensionering av fjädrarna finns utformade av materialleverantör och är därmed tillgängliga via bearbetarna.

Kommentarer till svets- och limförband

Varje tillförsel av värme eller lösningsmedel orsakar störningar i plastmaterialens fysikaliska struktur med försvagning av hållfastheten som följd. Tyvärr är det inte alltid som man kan upptäcka kritisk nedsättning av hållfastheten på detaljer som nyligen sammanfogats. Det är i stället mycket vanligt att denna försvagning märks först efter en tid då detaljerna varit utsatta för solbestrålning, nedsmutsning eller mekaniska påkänningar. Effekten av detta märks därför efter ett något eller några år genom att fogen brister.

Limförband har inte riktigt samma problematik. Här kan växlande temperaturer och luftfuktighet vara utlösande faktor för sprickbildning efter en tids användning.

Generellt gäller att all sammanfogning genom svetsning eller genom limning utgör en försvagning av materialet. Speciellt efter en längre tids användning.