Huolto ja Työkalut

Uusia vaihtoehtoja koneiden metalliosien korjaamiseen – metallin liittäminen yhteen liimoilla ja teipeillä yleistyy

Koneiden metalliosia korjataan perinteisesti hitsaamalla ja yhdistämällä osia toisiinsa mekaanisilla liitoksilla. Liimaaminen ja teippaaminen ovat kuitenkin kovaa vauhtia yleistymässä vaihtoehtoisina kiinnitysmenetelminä.
Marko Taavila
Kotimainen kuorma- ja pakettiautokorien valmistaja käyttää tuotannossaan liimausta varten esikarhennettuja alumiiniprofiiliosia.

Nykyisten aineiden tekniset ominaisuudet hälventävät liimaamiseen ja teippaamiseen liitettyjä mielikuvia toisarvoisina toimenpiteinä. Tuotekehityksen myötä kiinnitystavat ovat nousseet vanhastaan tunnettujen konstien rinnalle ja paikoin jopa syrjäyttäneet niitä. Vaurioiden korjaamisen ohella liimoja ja teippejä käytetään paljon teollisessa valmistuksessa.

”Suuntaus on alkanut näkyä huolto- ja korjauspuolella viiveellä ja sitä vahvistaa uusien työkone- ja ajoneuvomallistojen tulo markkinoille ”, selvittää Suomen 3M Oy:n autotuotteiden tekninen asiantuntija Jari Salovuori.

Kansainvälisen konsernin laaja tuotevalikoima kattaa muun muassa liimat ja teipit, joita toimitetaan sekä ammattilaisille että kuluttajille. Koneiden ja ajoneuvojen metalliosille soveltuvat kovat liimat ovat akryyli- tai epoksipohjaisia. Kahden komponentin aineilla saadaan aikaiseksi liitoksia, jotka vastaavat lujuudeltaan hitsaussaumoja.

Elastisuutta kaipaaviin kohteisiin tarkoitetut tuotteet ovat polyuretaani- tai polymeeripohjaisia yksikomponenttisia liima- ja saumausmassoja. Niiden nimitykseksi on yleistynyt sikaflex sveitsiläisvalmistaja Sika AG:n mukaan, mutta vastaavia aineita tekee muiden muassa 3M ja suomalainen Kiilto Oy.

Metallien yhdistämiseen kelpaavia teollisuusteippejä on saatavilla kaksipuolisina.

Ne tarttuvat pintoihin tasaisesti ja muodostavat kauttaaltaan yhtäläisen sauman yhdistettävien kappaleiden välille. Yleisimpinä liima-aineina kaupallisissa teipeissä ovat akryyli tai kumihartsi.

Teippien etuna on liimoihin nähden tarkka leikattavuus määrämittaan, välitön tarttuminen ja vaivattomampi asennettavuus. Juokseva liimaneste hakeutuu vastaavasti paremmin pintojen pienimpiinkin koloihin ja naarmuihin, joskin eroa kaventaa VHB-akryylipohjaisten teippien vaahto, joka muotoutuu täysin liimattavien pintojen mukaan.

Kaksikomponenttisten epoksiliimojen kuivuminen täyteen kovuuteen kestää +15 celsiusasteen lämpötiloissa noin vuorokauden, mutta prosessia voidaan nopeuttaa kuumailmapuhaltimella tai infrapunalampulla. Niiden avulla aika lyhenee parhaimmillaan puoleen tuntiin.

”Kuivuminen saattaa venähtää useiksi vuorokausiksi, mikäli työskennellään lämmittämättömässä hallissa tai muissa kylmissä tiloissa”, Salovuori huomauttaa.

Teippien kohdalla saavutetaan 50 prosentin lujuus jo 20 minuutissa. Täyteen kiinnittymiseen kuluu kolmekin vuorokautta, mutta huolellisesti tehtynä liitos tulee säilyttämään vahvuutensa vuosikausia. Teollisuusteipit sietävät erinomaisesti lämpötilojen vaihteluita. Äärimmäisissä pakkasissa niiden joustavuus ja iskunkestävyys kuitenkin heikkenee.

Marko Taavila
Ilmapaineella toimiva prässi kaksikomponenttiliimoille ja tartuntapintojen esikäsittelyainepurkki.

Jokaiselle laadulle

Liimaamalla ja teippaamalla voidaan yhdistää toisiinsa kaikkia kiinteitä metallikappaleita. Liittämistapojen edut korostuvat liitettäessä yhteen eri metallilaatuja. Tällöin saumat toimivat sähkökemiallisina eristeinä ja estävät potentiaalieroista johtuvaa galvaanista korroosiota.

Erityisesti alumiinin osalta tulee huomioida leikkauspintojen hapettumisherkkyys. Ominaisuus vaatii ripeää toimintaa, jotta nopeasti muodostuva oksidikerros jäisi mahdollisimman ohueksi. Ehtiessään paksuuntua se heikentää tarttuvuutta sekä lisää sauman murtumisriskiä samalla tavoin kuin ruoste, rasva sekä muut liimamassan ja rajapintojen väliin jäävät epäpuhtaudet.

”Valmiiksi maalattujen tai muulla tavoin käsiteltyjen kappaleiden liittämisissä tulee muistaa, että liima-aine tarttuu ja reagoi aina päällimmäisen kerroksen kanssa. Tästä syystä metallipinnat pitää hioa saumakohdasta puhtaaksi, jos tarkoituksena on liimata niitä yhteen”, Salovuori opastaa.

Kovien liimojen kuivuneet saumat ovat metallipintojen tapaan maalattavissa ja työstettävissä. Elastisten liitosten soveltuvuus ylikittaamiseen tai maalaamiseen on rajoitetumpaa ja selvitettävä aina liimatuotekohtaisesti. Ongelmat ilmenevät tyypillisesti sauman elämisenä tai maalin lohkeiluna.

Metalliliitoksiin soveltuvien liimojen ja teippien ominaisuudet vaihtelevat käyttötarkoituksen mukaan. Jäykkyyttä tai vastaavasti joustavuutta vaativiin paikkoihin on saatavilla lukuisia tuotteita eri valmistajilta. Tarjonnan runsaus tekee valinnasta vaikeaa. Vaihtoehtojen mahdollisuutta kasvattaa entisestään paitsi metallilaatujen niin muiden materiaalien paljous. Tästä syystä pätevä yleisliima on vielä keksimättä, vaikka mainos saattaa niin väittääkin.

Oikean tuotteen valinnassa on ratkaisevaa tietää mitä liitetään ja minne. Yleinen syy epäonnistumiseen piileekin käyttökohteeseen sopimattomissa liima-aineissa. Useat valmistajat kehottavatkin kokeilemaan pienellä pinta-alalla soveltuvuuden ennen täysimittaisia toimenpiteitä.

Kaksikomponenttiliimoissa oikea sekoitussuhde asettuu yhtä lailla ratkaisevaan asemaan. Jo muutaman prosentin heitto ainesosien pitoisuuksissa saattaa vaikuttaa alentavasti liiman suorituskykyyn.

Yhdistettävien pintojen puutteellinen tai olematon esikäsittely on niin ikään merkittävä kompastuskohta.

Liitoskohdat puhdistetaan huolellisesti ennen liiman levittämistä ja osien yhteen painamista. Tartunnan varmistamiseksi kosketuspinnat hiotaan ja irtohiukkaset poistetaan. Lika ja rasva pyyhitään pois nukkaamattomalla liinalla. Viimeistelyyn on olemassa puhdistusaineita, joista suositeltavia ovat ksyleeni-, isopropyylialkoholi- ja asetonipohjaiset tuotteet.

”Tinneri sisältää hieman rasvaa ja tarkoitettu maalausvälineiden puhdistukseen, joten se on väärä valinta tartuntapintojen puhdistamiseen”, Jari Salovuori opastaa.

Metallipinnat voidaan esikäsittelyn jälkeen tarvittaessa aktivoida tarkoitukseen suunnitelluilla primer-aineilla. Pohjustetta levitetään tasaiseksi kalvoksi, jonka annetaan kuivua ennen liiman tai teipin laittamista sen päälle.

Ruostumattoman teräksen, alumiinin ja muiden yleisesti käytettävien metallilaatujen korkea pintaenergia liimoihin verrattuna luo hyvät edellytykset lujalle kiinnitykselle. Käytännössä tämä mahdollistaa kostutuksen, jossa liimaa valuu ja asettuu tasaisesti pinnoille jättämättä alleen tai sisälleen ilmakuplia.

Tartuntapintaa voidaan lisätä karhennuksella, jolloin liiman kuivuminen koloihin ja uriin lisää adheesiota eli mekaanista lukittumista tukemaan koheesiota eli saumaa koossa pitävää sisäistä lujuutta.

Marko Taavila
Kuormatilan kattopaneeliin liimaamalla liitetty koko pitkän sivun mittainen alumiiniprofiili. Lähes huomaamattoman sauman etuna on elastisuus ja virtaviivaisuus ilman jyrkkiä kulmia.

Etuja ja rajoitteita

Vaivattomuus muihin kiinnitystapoihin nähden ymmärretään yleisesti liimaamisen ja teippaamisen valteiksi. Esivalmistelut ja kuivumisajat tasaavat kuitenkin eroja toimenpiteiden välillä.

Hitsaussaumaan verrattuna liima- tai teippiliitos on huomattavasti kevyempi ja toteutettavissa vähemmällä energiankulutuksella. Työssä tarvittavat välineetkin ovat yksinkertaisempia ja hallittavissa ilman erikoisosaamista.

Liimauksen tai teippauksen voi jälkeenpäin poistaa ja uusia lukemattomia kertoja ilman, että metalliosien rakenne muuttuu. Kiinnitys puretaan lämmittämällä saumaa kuumailmapuhaltimella. Lämpötilan kohotessa +200 celsiusasteeseen liima-aine pehmenee ja irtoaa reunoista repimällä.

Pulteilla tai ruuveilla toteutetut liitokset ovat vaivattomasti avattavissa ja suljettavissa. Ne vaativat kuitenkin reikiä, jotka heikentävät rakennetta ja altistavat sitä korroosiolle. Koneiden ja laitteiden käytöstä aiheutuva mekaaninen rasitus kohdistuu pistemäisesti näihin kiinnityskohtiin. Kuormitus saadaan liimaamalla jakautumaan tasaisesti koko kosketuspinnalle, jolloin saumoista tulee iskuja ja tärinää vaimentavia tai täysin liikkumattomia ja kovia.

Kovettuminen kuivumalla ja toisaalta reagointi ilman kosteuden kanssa vaatii elastisilta liimoilta ja teipeiltä 1–3 mm:n saumapaksuuksia, jotka on huomioitava mitoituksissa. Epoksi- ja akryylipohjaisilla kovilla liimoilla kappaleet voidaan painaa tiiviimmin yhteen.

Työskentelyvälineet ja tuotepakkaukset ovat kehittyneet liima-aineiden vanavedessä. Perinteisten purkkien rinnalla on tullut muun muassa käsisumutteita sekä taskussa kulkevia lukitus- ja tasotiivistepuikkoja.

Liimojen pehmeneminen korkeissa lämpötiloissa estää niiden hyödyntämisen koneiden kuumenevissa osissa. Erityisesti epoksit sietävät hyvin kemikaaleja, mutta tästä huolimatta tulisi välttää polttoainetankkien ja muiden nestesäiliöiden korjaamista liimaamalla tai teippaamalla.

Vastaavia kohteita ovat runkojen kantavat tukirakenteet, joille määriteltyjä lujuusluokituksia on noudatettava sekä valmistuksessa että korjauksissa. Yhdistäminen muihin kiinnitystapoihin on kuitenkin sallittua.

”Sähköautoja valmistava Tesla käyttää alumiinikorinosien liittämisessä sekä niittejä että liimaa. Lopputuloksena on erittäin jäykkä ja vahva rakenne.”

Muita pois korjauksessa suljettavia liimojen käyttökohteita ovat turvallisuuteen liittyvät osat ja varusteet kuten turvavöiden kiinnitykset, jossa liitoksen pettäminen aiheuttaa välittömän vaaratilanteen.

Lue lisää