Krympeteknikk i bilskadereparasjon
Uansett hvor god bilskadereparatør du er i ditt daglige arbeid, finnes det mye kunnskap som ikke alltid læres på yrkesskolen. En av disse teknikkene er krymping av stål. Metoden kan være svært nyttig i karosseriarbeid, men den må brukes riktig og aldri på deler som er konstruert som deformasjonselementer.
I moderne biler finnes deformasjonselementer rundt store deler av kjøretøyet. Disse er konstruert for å absorbere energi i en kollisjon. Derfor skal slike deler aldri rettes eller gjenbrukes. Selv om et forsikringsselskap skulle foreslå gjenbruk av gamle deler, er dette ikke tillatt dersom delen tilhører et deformasjonselement. Bruk av slike deler kan sette liv i fare dersom bilen senere blir utsatt for en kraftig kollisjon.
Slike komponenter skal alltid skiftes med nye originale deler, eller deler med dokumentert «matching quality», slik blant annet Veng beskriver.
Krymping som fag på norske skadeverksteder
Krymping som faglig metode er i dag nesten fraværende på mange norske skadeverksteder. Likevel opptrer krympeeffekter alltid når stål varmes opp til temperaturer over omtrent 700 °C.
Når en karosseridel, for eksempel en dør, får en bulk etter en kollisjon, kan materialet i det skadede området bli for langt. Ved riktig bruk av varme kan man forkorte dette området slik at formen igjen nærmer seg den opprinnelige.
Store stålkonstruksjoner som ikke lar seg rette mekanisk kan i mange tilfeller bringes tilbake til sin tidligere form ved korrekt bruk av varme. Problemet er at teknikken krever presis kontroll. Det er her utfordringen ligger.
Et materiale formes i det plastiske området – det området der materialet kan deformeres uten at elastiske spenninger forsøker å trekke det tilbake til opprinnelig form. Deformasjonselementer i bilkarosserier er imidlertid konstruert slik at materialet ligger nær bruddgrensen. Når denne grensen overskrides, finnes det ingen vei tilbake til opprinnelig styrke.
Hvis en stålstang varmes opp over elastisitetsgrensen mens den er fast innspent slik at krymping hindres, kan strekkpåkjenningen bli så stor at materialets bruddstyrke overskrides. Dette skjer i mindre grad på et bilkarosseri, men prinsippet er det samme.
Hvordan krymping faktisk oppstår
Dersom et fritt bevegelig stålmateriale varmes opp lokalt og jevnt gjennom hele tverrsnittet og deretter avkjøles, vil utvidelsen være like stor som sammentrekningen. I praksis skjer dette nesten aldri, fordi ståldeler vanligvis er i kontakt med andre komponenter.
Bevegelsen hindres av friksjon og av kreftene som oppstår fra materialets egenvekt og innspenning mot andre deler.
Når man varmer et område med hensikt å skape krymping, tas krympekreftene opp av materialet rundt det oppvarmede området. Resultatet er at sammentrekningen ofte blir omtrent dobbelt så stor som den opprinnelige utvidelsen under oppvarming.
For å oppnå krymping må stålet varmes opp så mye at spenningene i materialet løses ut. Samtidig må materialet rundt oppvarmingspunktet holdes så kaldt som mulig, helst under omtrent 500 °C.
Varmens påvirkning på stål
For stål regnes temperaturer opp til omtrent 500 °C som reversible. Over denne temperaturen endres materialets struktur mer permanent.
Når man retter stål ved hjelp av varme, er målet å forkorte partier som har blitt for lange. For å oppnå dette må materialet varmes opp til minst kirsebærrød temperatur, omtrent 700 °C.
Økt temperatur gir større krympevirkning, men bare dersom varmen ledes bort til omkringliggende materiale som fortsatt er kaldere og ikke er kommet inn i plastisk tilstand.
En viktig hovedregel er derfor å varme for lite heller enn for mye. Det er enklere å oppnå riktig resultat gjennom flere mindre oppvarminger enn gjennom én kraftig oppvarming.
En vanlig tommelfingerregel sier at sammentrekningen etter oppvarming til rundt 700 °C utgjør omtrent 1/100 av grunnlinjens lengde, forutsatt at materialet er spenningsfritt før oppvarming.
Jern–karbon‑diagrammet
For å forstå hvordan stål oppfører seg under oppvarming og avkjøling er kunnskap om jern–karbon‑diagrammet avgjørende.
Under 723 °C kan stål ikke herdes. For herding må materialet opp i det såkalte austenittområdet. I dette området er jern- og karbonatomene ordnet på en annen måte i krystallstrukturen.
Hvis stålet deretter kjøles raskt ned, kan det bli svært hardt og sprøtt. I ekstreme tilfeller kan materialet sprekke. Derfor må herdet stål vanligvis ettervarmes for å redusere spenningene som oppstår ved hurtig nedkjøling.
For vanlig karbonstål som brukes i bilkarosserier må temperaturen ofte opp mot eller over 900 °C for å nå austenittområdet.
Et enkelt praktisk hjelpemiddel er en magnet. Når magneten ikke lenger fester seg til stålet, har materialet nådd austenittområdet.
Stål med omtrent 0,8 % karbon – såkalt perlittstål – regnes som et optimalt stål i mange konstruksjonssammenhenger, men denne typen stål brukes normalt ikke i bilkarosserier.
Det er også viktig å huske at strekkfastheten i stål i stor grad henger sammen med utmattingsfasthet og motstand mot skader.
Krympekrefter i praksis
Krympekrefter kan være sterkere enn mange av de mekaniske eller hydrauliske jekketøyene som vanligvis brukes i karosserireparasjon.
En reparatør som behersker krympeteknikk kan ofte rette deformasjoner i karosseri eller ramme raskere og mer skånsomt enn ved bruk av ren mekanisk kraft.
Likevel gjelder én regel alltid:
Deformasjonselementer som er skadet skal aldri rettes.
Disse komponentene er konstruert for å deformeres i en kollisjon, og når de først har vært utsatt for en slik belastning skal de alltid erstattes med nye fabrikkgodkjente deler.
