Uniones Adhesivas.
Los adhesivos son usados desde la antigüedad, se tiene registros en esculturas y grabados de 3300 años de antigüedad donde ya se usaba pegamento y brocha para pegar chapas a planchas de madera. El pegado fue probablemente el primero de los métodos de unión permanente.
Los adhesivos ofrecen muchas posibilidades de unión al integrar diferentes materiales de diferente naturaleza.
La unión adhesiva es un proceso de unión en el cual se usa un material de rellenador para mantener juntas 2 o más partes muy cercanas mediante la fijación de la superficie.
Curvado o Galvanizado.
Proceso mediante el cual se modifican las propiedades físicas del adhesivo de liquido a solido para obtener la sujeción de las superficies de las partes.
El vulcanizado se provoca frecuentemente mediante calor o un catalizador y en ocasión se aplica presión entre las dos partes para activar el proceso de unión. Si se requiere calor, las temperaturas son muy bajas por lo que no se afectan los materiales que se unen, lo cual es una ventaja del pegado. Además el vulcanizado requiere de un tiempo determinado llamada tiempo de vulcanizado o tiempo de estabilizado, a veces este tiempo es importante y es una desventaja en la manufactura.
La resistencia de la unión en la sujeción adhesiva está determinada por la fortaleza del adhesivo mismo. La resistencia de la adhesión proviene de varios mecanismos y todos ellos dependen del adhesivo y las partes adheridas particulares:
1) Unión química, el adhesivo se une a las partes y forma una unión química primaria tras el endurecimiento.
2) Interacciones físicas, se producen fuerzas de unión secundarias entre los átomos de las superficies opuestas.
3) Entrelazado mecánico, la dureza de las superficies provoca que el adhesivo endurecido se enrede o atrape en sus asperezas de superficie microscópica.
Para que estos mecanismos de adhesión operen con mejores resultados deben predominar las siguientes condiciones:
1) Las superficies adheridas deben estar limpias y libres de partículas de suciedad.
2) El adhesivo en su forma líquida inicial debe conseguir una humidificación completa de la superficie de la parte adherida.
3) Es útil que las superficies no estén perfectamente lisas.
Diseño de uniones.
Las uniones con adhesivos no son tan fuertes como las hechas con soldadura, por lo que debe considerarse el diseño de las uniones adhesivas, aplicando ciertos principios:
1) Maximizar el área de contacto de la unión.
2) Los pegados son más fuertes en cizalla y tensión y deben diseñarse para aplicar tensión de estos tipos.
3) Los pegados son débiles en hendiduras o desprendimientos y deben diseñarse para evitar este tipo de tensiones.
Además de la configuración mecánica de la unión, la aplicación debe seleccionarse para que las propiedades físicas y químicas del adhesivo y las partes adheridas sean compatibles bajo las condiciones de servicio a las que está sujeto el ensamble.
Tipos de adhesivos.
Se clasifican en 3 categorías:
1) Naturales.
2) Inorgánicos.
3) Sintéticos
Adhesivos naturales.
Son materiales derivados de fuentes naturales. Esta categoría por lo general se limita a aplicaciones de baja tensión, o donde están implícitas áreas de superficies grandes.
Adhesivos inorgánicos.
Se basan principalmente en el silicato de sodio y el oxicloruro de magnesio. Tienen un costo bajo, así como baja resistencia, lo cual es una seria limitación.
Adhesivos sintéticos.
Es la categoría más importante en la manufactura. Se vulcanizan mediante diversos mecanismos, entre los que se encuentran:
1) Mezcla de un catalizador o un ingrediente reactivo con el polímero inmediatamente antes de aplicarlo.
2) Calentamiento para iniciar una reacción química.
3) Vulcanización con radiación o luz ultravioleta.
4) Vulcanización mediante evaporación.
Aplicaciones.
Preparación de la superficie.
La resistencia de la unión depende del grado de adhesión entre el adhesivo y las partes adheridas, y en consecuencia también de la limpieza de la superficie.
Para partes metálicas.
Se usa el desengrasado con vapor o la limpieza con solventes y el desgaste de la superficie mediante el pulido y otros procesos, esto mejora la adherencia.
Para partes no metálicas.
Se usa algún limpiador solvente y en ocasiones las superficies se desgastan en forma mecánica o se atacan químicamente para aumentar la aspereza.
Es deseable realizar el proceso de pegado lo más pronto posible después de realizar estos tratamientos, ya que mientras transcurre el tiempo aumentan la oxidación de las superficies y la acumulación de impurezas.
Métodos de aplicación.
El adhesivo se puede aplicar en una o ambas superficies de diversas formas.
Ventajas de las uniones adhesivas.
1) Es un proceso aplicable a una amplia gama de materiales.
2) Se pueden unir partes de tamaños diferentes y secciones diferentes.
3) La adhesión ocurre sobre al área completa de la unión y no en puntos separados.
4) Algunos adhesivos son flexibles después de la unión por lo que tolera cargas y expansión térmica de las partes.
5) El vulcanizado a baja temperatura evita daños a las partes que se unen.
6) Es posible obtener un sellado al mismo tiempo que la adhesión.
7) Se simplifica el diseño de las uniones.
Limitaciones de las uniones adhesivas.
1) Las uniones no son tan fuertes como en otros métodos.
2) El adhesivo debe ser compatible con los materiales que se van a unir.
3) Su temperatura de servicio es limitada.
4) La limpieza y preparación de las superficies antes de la aplicación del adhesivo es muy importante.
5) Los tiempos de vulcanización pueden imponer un límite sobre las velocidades de producción.
6) La inspección de la unión adherida es difícil de realizar.
Los adhesivos son usados desde la antigüedad, se tiene registros en esculturas y grabados de 3300 años de antigüedad donde ya se usaba pegamento y brocha para pegar chapas a planchas de madera. El pegado fue probablemente el primero de los métodos de unión permanente.
Los adhesivos ofrecen muchas posibilidades de unión al integrar diferentes materiales de diferente naturaleza.
La unión adhesiva es un proceso de unión en el cual se usa un material de rellenador para mantener juntas 2 o más partes muy cercanas mediante la fijación de la superficie.
Curvado o Galvanizado.
Proceso mediante el cual se modifican las propiedades físicas del adhesivo de liquido a solido para obtener la sujeción de las superficies de las partes.
El vulcanizado se provoca frecuentemente mediante calor o un catalizador y en ocasión se aplica presión entre las dos partes para activar el proceso de unión. Si se requiere calor, las temperaturas son muy bajas por lo que no se afectan los materiales que se unen, lo cual es una ventaja del pegado. Además el vulcanizado requiere de un tiempo determinado llamada tiempo de vulcanizado o tiempo de estabilizado, a veces este tiempo es importante y es una desventaja en la manufactura.
La resistencia de la unión en la sujeción adhesiva está determinada por la fortaleza del adhesivo mismo. La resistencia de la adhesión proviene de varios mecanismos y todos ellos dependen del adhesivo y las partes adheridas particulares:
1) Unión química, el adhesivo se une a las partes y forma una unión química primaria tras el endurecimiento.
2) Interacciones físicas, se producen fuerzas de unión secundarias entre los átomos de las superficies opuestas.
3) Entrelazado mecánico, la dureza de las superficies provoca que el adhesivo endurecido se enrede o atrape en sus asperezas de superficie microscópica.
Para que estos mecanismos de adhesión operen con mejores resultados deben predominar las siguientes condiciones:
1) Las superficies adheridas deben estar limpias y libres de partículas de suciedad.
2) El adhesivo en su forma líquida inicial debe conseguir una humidificación completa de la superficie de la parte adherida.
3) Es útil que las superficies no estén perfectamente lisas.
Diseño de uniones.
Las uniones con adhesivos no son tan fuertes como las hechas con soldadura, por lo que debe considerarse el diseño de las uniones adhesivas, aplicando ciertos principios:
1) Maximizar el área de contacto de la unión.
2) Los pegados son más fuertes en cizalla y tensión y deben diseñarse para aplicar tensión de estos tipos.
3) Los pegados son débiles en hendiduras o desprendimientos y deben diseñarse para evitar este tipo de tensiones.
Además de la configuración mecánica de la unión, la aplicación debe seleccionarse para que las propiedades físicas y químicas del adhesivo y las partes adheridas sean compatibles bajo las condiciones de servicio a las que está sujeto el ensamble.
Tipos de adhesivos.
Se clasifican en 3 categorías:
1) Naturales.
2) Inorgánicos.
3) Sintéticos
Adhesivos naturales.
Son materiales derivados de fuentes naturales. Esta categoría por lo general se limita a aplicaciones de baja tensión, o donde están implícitas áreas de superficies grandes.
Adhesivos inorgánicos.
Se basan principalmente en el silicato de sodio y el oxicloruro de magnesio. Tienen un costo bajo, así como baja resistencia, lo cual es una seria limitación.
Adhesivos sintéticos.
Es la categoría más importante en la manufactura. Se vulcanizan mediante diversos mecanismos, entre los que se encuentran:
1) Mezcla de un catalizador o un ingrediente reactivo con el polímero inmediatamente antes de aplicarlo.
2) Calentamiento para iniciar una reacción química.
3) Vulcanización con radiación o luz ultravioleta.
4) Vulcanización mediante evaporación.
Aplicaciones.
Preparación de la superficie.
La resistencia de la unión depende del grado de adhesión entre el adhesivo y las partes adheridas, y en consecuencia también de la limpieza de la superficie.
Para partes metálicas.
Se usa el desengrasado con vapor o la limpieza con solventes y el desgaste de la superficie mediante el pulido y otros procesos, esto mejora la adherencia.
Para partes no metálicas.
Se usa algún limpiador solvente y en ocasiones las superficies se desgastan en forma mecánica o se atacan químicamente para aumentar la aspereza.
Es deseable realizar el proceso de pegado lo más pronto posible después de realizar estos tratamientos, ya que mientras transcurre el tiempo aumentan la oxidación de las superficies y la acumulación de impurezas.
Métodos de aplicación.
El adhesivo se puede aplicar en una o ambas superficies de diversas formas.
- Aplicación con brocha: se ejecuta de forma manual usando una brocha de cerdas duras. Los recubrimientos resultantes con frecuencia no son uniformes.
- Rodillos manuales: son similares a los rodillos de pintura, se aplica el adhesivo desde un contenedor plano.
- Serigrafía: el adhesivo solo cubre áreas seleccionadas de la superficie de la parte a través de áreas abiertas en la pantalla.
- Por flujo: se utilizan manualmente pistolas de flujo alimentadas a presión para tener un mejor control que con la brocha.
- Por aspersión o atomización: se usa una pistola de aspersión impulsada por aire para una aplicación rápida sobre áreas grandes o difíciles de alcanzar.
- Con aplicadores automáticos: se hace con despachadores y boquillas automáticas, se usan en producción a velocidad media y alta.
- Recubrimiento mediante rodillo: es una forma mecanizada del rodillo, pero en ves aplicar adhesivo para unir se usa para recubrir la superficie.
Ventajas de las uniones adhesivas.
1) Es un proceso aplicable a una amplia gama de materiales.
2) Se pueden unir partes de tamaños diferentes y secciones diferentes.
3) La adhesión ocurre sobre al área completa de la unión y no en puntos separados.
4) Algunos adhesivos son flexibles después de la unión por lo que tolera cargas y expansión térmica de las partes.
5) El vulcanizado a baja temperatura evita daños a las partes que se unen.
6) Es posible obtener un sellado al mismo tiempo que la adhesión.
7) Se simplifica el diseño de las uniones.
Limitaciones de las uniones adhesivas.
1) Las uniones no son tan fuertes como en otros métodos.
2) El adhesivo debe ser compatible con los materiales que se van a unir.
3) Su temperatura de servicio es limitada.
4) La limpieza y preparación de las superficies antes de la aplicación del adhesivo es muy importante.
5) Los tiempos de vulcanización pueden imponer un límite sobre las velocidades de producción.
6) La inspección de la unión adherida es difícil de realizar.