Adhesión adhesiva: Introducción, diseño de juntas y métodos
Después de leer este artículo, aprenderá acerca de: 1. Introducción a la unión adhesiva 2. Naturaleza de las juntas adhesivas 3. Adhesivos y su clasificación 4. Diseño de juntas 5. Fuerza de las juntas 6. Métodos 7. Pruebas y control de calidad 8. Aplicaciones 9. Precauciones de seguridad.
Introducción a la unión adhesiva:
La unión adhesiva es un proceso de unión de materiales en el que se coloca un adhesivo entre las superficies de los elementos denominados adherentes.
La unión adhesiva es similar a la soldadura y soldadura fuerte de metales, ya que no tiene lugar una unión metalúrgica, aunque las superficies que se están uniendo pueden calentarse pero no están fundidas.
Un adhesivo puede ser un cemento, un pegamento, un mucílago (líquidos pegajosos de las plantas) o una pasta. Aunque se dispone de adhesivos naturales de origen orgánico e inorgánico, los polímeros orgánicos sintéticos se emplean generalmente para adherir metales a los adhesivos.
Un adhesivo en forma de líquido o un sólido pegajoso se coloca entre las superficies, para unirlas, que luego se acoplan y se aplica calor o presión o ambos para lograr la unión.
Las ventajas de la unión adhesiva incluyen la unión de materiales diferentes a bajas temperaturas de procesamiento de 65 a 175 ° C. Los materiales de calibre delgado se pueden unir eficazmente. Las juntas adhesivas pueden proporcionar aislamientos térmicos y eléctricos con una apariencia de superficie suave que da como resultado una distribución uniforme de la tensión.
Se puede lograr una buena vibración y una buena amortiguación mediante la unión adhesiva. Los enlaces adhesivos dan como resultado un importante ahorro de peso y simplificación del diseño.
Algunos adhesivos pueden funcionar a temperaturas algo más altas que sus temperaturas de curado, lo que no es posible en el caso de uniones soldadas.
Sin embargo, las uniones adhesivas no admiten cargas de pelado altas por encima de 120 ° C. La necesidad de plantillas y accesorios elaborados para el montaje y el curado dan como resultado un alto costo para el equipo y las herramientas. Además, los adhesivos se deterioran rápidamente en condiciones de alta humedad y temperatura.
Naturaleza de las juntas adhesivas:
Una unión adhesiva se ve afectada por la fuerza atractiva, generalmente de naturaleza física, entre un adhesivo y el material base. La unión adhesiva es causada ya sea por las fuerzas polares entre el adhesivo y una película de óxido relativamente quebradiza (unión de troquel) o por las fuerzas de Van der Waals entre el adhesivo y el metal sin filtrar o limpio.
El enlace dipolo es un par de fuerzas iguales y opuestas que mantienen unidos a dos átomos y resultan de una disminución de energía a medida que dos átomos se acercan. El enlace de Van der Waal se define como un enlace secundario causado por la naturaleza fluctuante de un átomo con todas las capas de electrones ocupadas llenas.
Cuando se coloca un adhesivo entre dos superficies metálicas, las moléculas adhesivas son atraídas por sus moléculas vecinas, así como los átomos metálicos o materias extrañas en las superficies metálicas. Si la energía superficial del adhesivo es mayor que la de la superficie adherida, el adhesivo no lo humedecerá.
Para lograr la humectación de la superficie del metal con el adhesivo, la energía de la superficie del metal debe ser mayor que la del adhesivo y para lograrlo es esencial proporcionar una limpieza completa de las superficies metálicas. El aceite y la grasa en la superficie reducen seriamente la energía superficial de las superficies metálicas y, por lo tanto, perjudican la resistencia de la unión.
La teoría actual sostiene que la adhesión se debe principalmente a una afinidad química del adhesivo por el adherente y que la acción mecánica, si la hay, es solo incidental. En la figura 17.12 se muestra una representación esquemática de una unión adhesiva.
La resistencia mecánica de una junta unida por adhesivo depende de la configuración de la junta, sus dimensiones, la naturaleza del adhesivo y su espesor entre las superficies adheridas. En general, la resistencia de una junta de solape aumenta con la cantidad de superposición (aunque la resistencia por unidad de área disminuye) y disminuye con el aumento del grosor del adhesivo. Los factores que pueden influir en la resistencia de la junta incluyen el ángulo de contacto entre el adhesivo y el metal, la tensión residual y la concentración de tensión en el adhesivo.
Adhesivos y su clasificación:
Existen tres gradientes principales en la mayoría de los adhesivos, a saber, un sistema de resina sintética, un elastómero o flexibilizador y materiales inorgánicos.
Los adhesivos se pueden dividir en dos grandes grupos: adhesivos estructurales y adhesivos no estructurales. Los adhesivos del primer grupo tienen altas características de carga, mientras que los adhesivos no estructurales, también conocidos como pegamentos o cementos, se utilizan para aplicaciones de baja carga, por ejemplo, adhesivo de látex impermeable para pisos de baldosas.
Dado que la unión de metales se realiza principalmente con adhesivos estructurales, solo se analizarán en las siguientes secciones:
1. Adhesivos estructurales:
Los adhesivos estructurales como los plásticos se clasifican en dos grupos: termoplásticos y termoestables; los miembros del grupo anterior pueden ser ablandados repetidamente por el calor, aunque a una temperatura demasiado alta, lo que se decide por sus estructuras químicas, también pierden fuerza de unión debido a la descomposición.
2. Adhesivos termoplásticos:
Los adhesivos termoplásticos más utilizados son las poliamidas, vinilos y caucho de neopreno no vulcanizante. Para aplicaciones estructurales, los vinilos han demostrado ser muy versátiles, por ejemplo, el acetato de polivinilo se puede usar para formar enlaces fuertes con metales, vidrio y materiales porosos.
3. Adhesivos termoendurecibles:
Las resinas termoestables son los materiales más importantes a partir de los cuales se forman los adhesivos metálicos. Estos adhesivos se endurecen o curan mediante reacciones químicas como la polimerización, la condensación o la vulcanización. Una vez que se endurecen, estos adhesivos no pueden volver a fundirse y una junta rota no puede rebotar por calentamiento. Los adhesivos termoendurecibles son generalmente preferidos para servicio a temperaturas elevadas.
Las resinas termoestables están disponibles para dar juntas fuertes, impermeables y resistentes al calor. Hay dos tipos generales de adhesivos estructurales termoendurecibles: la base de resina fenólica y los adhesivos de base de resina epoxi. Las resinas de fenol formaldehído han demostrado ser entre los mejores materiales de unión para madera contrachapada impermeable.
Resorcinol: las resinas de formaldehído son similares a las resinas fenólicas, pero tienen la ventaja de curarse a temperatura ambiente.
Las resinas epoxi están entre las más nuevas resinas termoestables y son ampliamente aclamadas ya que combinan las propiedades de excelente acción, baja contracción, alta resistencia a la tracción, tenacidad e inercia química. Se pueden curar a temperatura ambiente sin ningún subproducto volátil y pueden desarrollar resistencias entre 15 y 30 MPa. Entre los últimos en llegar a la escena está el epoxi "metal oleoso" que se adhiere directamente a los metales aceitosos que se reciben con una capa protectora de aceite normal.
Aunque los adhesivos a base de epoxi desarrollan altas resistencias al cizallamiento y a la tracción, las resistencias a la deformación y al desprendimiento son bajas. Sin embargo, las resistencias de desprendimiento de los adhesivos epoxídicos se pueden mejorar modificándolos con nailon, carboxilo funcional y caucho de copolímero de nitrilo. Dichos adhesivos epoxi modificados pueden desarrollar una resistencia al cizallamiento de la junta superior a 50 Mpa con una alta resistencia al desprendimiento.
Otros adhesivos termoestables son melamin-formaldehído, poliuretanos, poliesteros, caucho fenólico, vinil y buna fenólicos y gomas de neopreno.
Los adhesivos estructurales también están hechos de combinaciones de cauchos y resinas sintéticas, por ejemplo, la combinación de nitrilo-caucho-fenólico puede desarrollar una resistencia al corte de 15 a 25 MPa a temperatura ambiente. Estos adhesivos combinan la resistencia de las resinas fenólicas con la flexibilidad y resistencia de los cauchos. Algunas de estas resinas pueden desarrollar una resistencia a la tracción de 20 a 45 MPa a temperatura ambiente para juntas de solapa en aluminio.
Los adhesivos estructurales, desarrollados para producir alta resistencia, generalmente están compuestos de resinas sintéticas o combinaciones de resinas sintéticas y elastómeros. Las resinas sintéticas comunes utilizadas son epoxi, urea, fenol y resorcinol.
Los adhesivos termoestables son generalmente duros y rígidos cuando están completamente curados. Los adhesivos de resina elastomérica tienen una alta resistencia, pero conservan la flexibilidad en gran medida incluso después del curado. La flexibilidad de casi todos los adhesivos se puede controlar mediante la formulación, por ejemplo, las resinas epoxi se pueden hacer bastante flexibles mediante la modificación con caucho de polisulfuro.
Otra clase de adhesivos estructurales resistentes a altas temperaturas está formulada a partir de polibencimidazol (PBI) y poliimida (PI) que se pueden usar con éxito para el rango de temperatura de -220 ° C a 540 ° C. Se ha encontrado que estos adhesivos dan excelentes resultados para la unión de aluminio, aceros inoxidables, titanio, berilio y plásticos reforzados.
Aunque los adhesivos estructurales se han utilizado con éxito para la unión en aplicaciones aeroespaciales durante varias décadas, los problemas de corrosión por tensión se han detectado en las condiciones de servicio que implican tensión continua o cíclica y una atmósfera húmeda caliente. Los adhesivos curados a temperatura ambiente se degradan más rápidamente en un entorno de servicio hostil que los adhesivos curados con calor.
Diseño de juntas para unión adhesiva:
La consideración más importante en el diseño de juntas para la unión adhesiva es conocer el tipo de carga o tensión a la que se someterá la pieza durante el servicio. Los cuatro tipos principales de carga encontrados en tales uniones se muestran en la Fig. 17.13. El diseño debe proporcionar espacio suficiente para que el adhesivo forme líneas de unión finas en el rango de 0.075 a 0.125 mm para lograr una alta resistencia de la unión.
Para diseñar una junta adhesiva tres reglas importantes son:
(i) La junta debe someterse preferiblemente a cargas de cizallamiento o tracción en lugar de escisión o carga de cáscara,
(ii) La carga estática de la junta no debe exceder la capacidad de deformación del plástico adhesivo,
(iii) Las juntas adhesivas sometidas a bajas cargas cíclicas deben estar provistas de suficiente superposición para minimizar la fluencia en el adhesivo.
Los principales tipos de juntas empleados para la unión adhesiva son las juntas traslapadas y la configuración de lengüeta y ranura que se pueden usar para juntas a tope, esquinas o filetes. La mortaja y la espiga se utilizan para las juntas de esquina.
Las características salientes de estas uniones se describen en las siguientes secciones:
1. Articulaciones de vuelta :
Una junta adhesiva funciona mejor cuando se carga en corte, como en el caso de las juntas de solape, tres tipos bien conocidos de los cuales se muestran en la Fig. 17.14. En las uniones de metal de calibre delgado, los diseños de juntas pueden proporcionar grandes áreas de unión; por lo tanto, es posible producir uniones tan fuertes como el metal adherente.
La relación entre la longitud de superposición y la resistencia de la junta, para una junta de solapa de corte doble, se muestra en la Fig. 17.15, mientras que la Figura 17.16 muestra la distribución de la tensión de corte a través de una junta de solapa causada por la carga P con superposiciones cortas, medias y largas. Con la superposición corta, Fig. 17.16 (a), existe un esfuerzo de corte uniforme a lo largo de la junta que puede conducir a un arrastre bajo la carga que resulta en una falla prematura.
La distribución de la tensión de cizallamiento cambia a medida que aumenta la longitud de la superposición, de modo que el adhesivo en los extremos transporta una porción más grande de la carga que el adhesivo en el centro, por lo que se minimiza el potencial de fluencia. La superposición de la junta requerida para un mínimo de deslizamiento depende de las propiedades mecánicas del metal base, las propiedades adhesivas y su espesor, el tipo de carga y el entorno de servicio.
Se pueden encontrar dificultades considerables para diseñar la junta de solape para la escisión o el tipo de carga de despegue, ya que esto provoca que no se inicie en el borde del adhesivo y solo se necesita una fracción de la carga de tracción para romper la unión de la misma área.
La junta de solape es el tipo más comúnmente utilizado y es adecuada para muchas aplicaciones, pero la junta de solapa biselada, que se muestra en la figura 17.17, proporciona menos concentración en los bordes de la unión y porque los bordes delgados de los adherentes se deforman a medida que la junta gira debajo Carga, que minimiza la acción de pelar.
Cuando la resistencia de la junta es crítica y los componentes son lo suficientemente delgados como para doblarse bajo carga, una junta de solapa troceada es mejor porque la carga está alineada a través de la junta y paralela al plano de la banda que minimiza la posibilidad de carga de escisión.
2. ButtJoints:
Una junta de tope cuadrada funciona mal para aplicaciones de adhesivo debido a la baja área efectiva y la alta concentración de tensión. Sin embargo, hay varias maneras de aumentar el área de contacto entre el adhesivo y el adhesivo. Estos incluyen la preparación del borde de la bufanda, la vuelta a tope doble, la correa simple, la correa doble, la correa doble biselada y la correa doble empotrada, como se muestra en la Fig. 17.18.
Las juntas de ranura y lengüeta, que se muestran en la Fig. 17.19, no solo alinean las interfaces de los cojinetes de carga con el plano de esfuerzo de corte, sino que también proporcionan una buena resistencia a la flexión. La junta de ranura y lengüeta de la bufanda de aterrizaje no solo es fácil de producir sino que también proporciona una configuración que se alinea automáticamente cuando se acoplan las piezas; También controla la longitud de la junta y establece el grosor del adhesivo. Es un buen diseño porque se desempeña bien con cargas de alta compresión y ofrece una apariencia limpia.
3. Filete o Junta en T :
Al igual que la junta a tope cuadrada, la junta en T común puede no proporcionar un área de flexión adecuada, por lo que se adoptan varios métodos de mejora que se muestran en la Fig. 17.19.
4. Juntas de esquina:
Las juntas de las esquinas están sometidas a esfuerzos de desprendimiento y escisión, y la junta es relativamente débil cuando la carga en una junta de esquina está en ángulo recto con el adhesivo. Los métodos para fortalecer las articulaciones de las esquinas se muestran en la figura 17.20.
5. Uniones de tubo:
La unión adhesiva también se usa para uniones de tubos, algunas de las cuales se muestran en la Fig. 17.21. Las áreas adheridas grandes dan uniones fuertes con apariencia limpia, pero el procesamiento puede ser complicado, mientras que la preparación del borde puede ser costosa para otras.
Fuerza conjunta para la unión adhesiva:
La resistencia desarrollada en una junta adhesiva depende del diseño de la junta, el tipo de carga, la temperatura de servicio, el material adherente, etc. La resistencia relativa al corte para juntas con diferentes adhesivos se indica en la Tabla 17.3.
Métodos de unión adhesiva:
En la fabricación de juntas adhesivas hay esencialmente tres pasos, a saber, preparar la superficie, aplicar el adhesivo y curar la junta.
Estos pasos se describen brevemente en las siguientes secciones:
Preparando la superficie:
Las superficies a unir deben limpiarse con un método que garantice que la unión entre el adhesivo y la superficie metálica sea tan fuerte como el propio adhesivo. El fallo, si ocurre, debe estar en el adhesivo en lugar de en la línea de unión entre el adhesivo y el adherente.
Las superficies metálicas se pueden limpiar por grabado químico o por abrasión mecánica. Los aceros se pulen primero para eliminar el óxido y la incrustación y luego se desengrasan. El grabado químico puede ser necesario para la preparación de materiales con alto contenido de cromo.
Para obtener la máxima resistencia sobre el aluminio, las superficies se preparan desengrasando con vapor y luego se sumergen en un baño de ácido cromo-sulfúrico o se anodizan en ácido crómico, luego se enjuagan cuidadosamente con agua limpia y luego se secan al aire. Alternativamente, el metal puede ser rugoso con abrasivo para aumentar el área de unión efectiva. La trituración, la limadura, el cepillado con alambre, el lijado y el chorro abrasivo son algunos de los métodos mecánicos utilizados para este fin.
Ciertos tipos de plásticos, como el isómero de carbono fluorado y el polietileno, son difíciles de unir y pueden requerir tratamiento químico. El vidrio se puede limpiar fácilmente con una solución de peróxido de hidrógeno al 30 por ciento.
Las superficies preparadas se prueban generalmente por su afinidad para humedecerse con agua. Se llama prueba de rotura de agua. La difusión suave del agua es una indicación de que la superficie está limpia químicamente, mientras que la recolección de gotas indica la posibilidad de que haya una película de aceite en la superficie.
Para evitar la posibilidad de contaminación de la superficie preparada durante el almacenamiento, es conveniente utilizarla en unas pocas horas. Si el almacenamiento es inevitable, el metal debe mantenerse bien envuelto o en recipientes herméticos para minimizar la contaminación.
La superficie grabada nunca debe tocarse con las manos descubiertas. El operador debe usar guantes de algodón limpios para manejar las superficies preparadas, ya que incluso una huella dactilar en una superficie que de otra manera sería limpia afectará la adherencia.
Aplicación de adhesivo a la superficie :
Los adhesivos se pueden aplicar a las superficies preparadas mediante cepillado manual, pulverización, recubrimiento con rodillo, recubrimiento con cuchilla y inmersión. También se aplican en forma de lámina o polvo, generalmente sobre una superficie precubierta. Los adhesivos de tipo hoja o cinta están ganando popularidad debido a que no hay necesidad de mezclar y la aplicación tendrá un espesor uniforme conocido.
El grosor del adhesivo aplicado se conoce como "tendido", mientras que el grosor final después de la aplicación de presión y curado se denomina grosor de "línea de cola", por ejemplo, para lograr un grosor de línea de cola de 25 a 75 micrones, se debe aplicar un espesor de colocación de 0-125 a 0-375 mm de adhesivo húmedo sólido al 20 por ciento.
El adhesivo se puede aplicar en una capa gruesa en una de las partes, o en una capa delgada en cada una de las superficies antes del ensamblaje. Se prefiere el último método, ya que conduce a un enlace más fuerte con una vida útil más larga.
Las uniones adhesivas con una resistencia óptima de la unión se logran cuando quedan de 0-25 a 0-75 micrones de adhesivo sin solvente después de que se unen dos superficies lisas, planas y paralelas.
El grosor del tendido depende de la porosidad y la suavidad de las superficies a unir, el ajuste de la junta y la resistencia requerida. Si la superficie es porosa, se debe hacer una tolerancia en el disolvente de colocación para que sea absorbido por la superficie, para lograr el grosor deseado de la línea de cola. De manera similar, se debe tener en cuenta al recubrir superficies ásperas para llenar todas las depresiones pequeñas y lograr el grosor deseado de la línea de pegamento; Esto normalmente se hace en una sola capa.
Además del procedimiento de unión general descrito anteriormente, existen ciertos procedimientos bien establecidos para lograr una resistencia óptima de la junta para aplicaciones específicas. Una de estas técnicas se llama Redux Bonding, en la que al metal se le da primero una capa de fenol formaldehído en un solvente adecuado y luego el polvo de polivinil formaldehído se dispersa sobre las superficies prerrevestidas antes de que se junten y curen. Aunque la resina de polivinilo es el adhesivo principal, el recubrimiento previo con fenol formaldehído es esencial para unirlo al metal. Redux Bonding es ampliamente utilizado, desde hace mucho tiempo, para hacer juntas adhesivas para la fabricación de aviones.
Montaje:
Debido a que la cantidad de flujo para un buen adhesivo es muy pequeña, los componentes recubiertos con adhesivo líquido dispersado con solvente se deben ensamblar cuando estén pegajosos y lo suficientemente húmedos como para adherirse entre sí. El objetivo debe ser ensamblar las piezas cuando el adhesivo aplicado tenga una consistencia óptima. La velocidad de evaporación del disolvente puede aumentarse mediante calentamiento moderado utilizando lámparas de infrarrojos o un horno de aire caliente.
Deberá preverse la colocación de los componentes para el acoplamiento durante el curado y normalmente se utilizan dispositivos de montaje para este propósito.
Se debe tener cuidado de alinear las piezas con precisión antes de que se acoplen, ya que se crea una unión fuerte al instante cuando se juntan las superficies recubiertas.
Los accesorios de ensamblaje utilizados para el posicionamiento deben ser livianos para facilitar su manejo. Un accesorio pesado no solo es difícil de manejar, sino que también puede actuar como un disipador de calor que puede retardar las velocidades de calentamiento y enfriamiento durante el curado. La velocidad de expansión del material del accesorio debe coincidir lo más posible con la velocidad de expansión del ensamblaje para minimizar la distorsión de los componentes y la subsiguiente tensión del adhesivo.
A veces, la unión adhesiva se combina con la soldadura por resistencia o la sujeción mecánica para mejorar la capacidad de carga de la junta.
Una vez que las piezas se ensamblan a presión y / o se aplica calor para curarlas o ajustarlas.
Curando la articulación:
Con ciertos adhesivos es esencial aplicar y mantener una presión adecuada durante el curado. La presión siempre debe distribuirse uniformemente sobre toda la articulación. En general, es deseable utilizar una presión de sujeción tan alta como los adherentes puedan soportar sin ser aplastados.
Algunos adhesivos como el epoxi se pueden unir a baja presión, mientras que algunos adhesivos de caucho fenólico requieren altas presiones para garantizar un flujo adecuado. Normalmente, una presión moderada de 0-1 a 10 MPa aplicada en una prensa adecuada sirve para este propósito. Las partes complejas se colocan en una bolsa de plástico que luego se evacua permitiendo que la presión atmosférica aplique la fuerza de sujeción.
Después de la aplicación de presión, el exceso de adhesivo se calienta durante el ciclo de enfriamiento, preferiblemente en un horno, aunque las almohadillas de calentamiento eléctrico se pueden levantar para componentes grandes. Las prensas hidráulicas de platina se utilizan a menudo para aplicar calor y presión a conjuntos planos.
Un período de curado típico es de 30 minutos a 145 ° C, aunque pueden aplicarse tiempos más cortos a temperaturas más altas. (El calor transmitido al adhesivo depende de la conductividad térmica del adherente, la temperatura de curado se mide en la línea de pegado). Las limas de curado pueden reducirse a expensas de la resistencia de la unión si se agrega un acelerador al adhesivo.
La mayoría de los adhesivos estructurales de base fenólica requieren altas temperaturas de curado en el rango de 150 a 205 ° C durante períodos de curado de 30 minutos a 2 horas. Sin embargo, algunos epoxis se pueden curar a una temperatura tan baja como 120 ° C.
Los componentes extremadamente grandes, como los ensamblajes de aviones, se curan colocándolos en autoclaves grandes. El rango de operación típico de tales autoclaves es una presión de hasta 1-4 MPa a una temperatura máxima de 175 ° C. La presión es proporcionada por el aire comprimido, mientras que la calefacción se realiza mediante tubos calentados por vapor o elementos eléctricos.
Pruebas y Control de Calidad en Adhesión de Adhesivos:
Para juzgar la calidad de la junta en la unión adhesiva, la prueba destructiva más comúnmente utilizada es la prueba de cizallamiento de vuelta en la que se carga una unión de solapa de 25 mm de ancho con una superposición de 12, 5 mm a lo largo de una línea paralela al plano de la junta. Tal prueba es generalmente satisfactoria para el control de la mezcla, el cebado y la unión. Se recomienda la prueba de peeling para determinar la idoneidad de los procedimientos de limpieza; alternativamente, se puede utilizar la extensión de grieta recientemente desarrollada o la prueba de cuña.
La prueba de extensión de grietas está diseñada para determinar rápidamente la durabilidad de la junta adhesiva en un ambiente con humedad y temperatura controladas. La muestra de prueba y el método adoptado para la acción de acuñamiento se muestran en la Fig. 17.22. El número requerido de muestras se cortan del panel adherido adhesivo.
La cuña es forzada entre el adherente en la línea de encolado. Esto separa el adhesivo y produce una carga de escisión en la abertura de la punta. Se registra la ubicación del vértice de la separación de la lámina. Los especímenes en cuña se exponen luego a 49 ° C a un ambiente de 95 a 100 por ciento de humedad relativa durante 60 a 75 minutos. La distancia que se mueve el ápice durante la exposición se mide dentro de las dos horas posteriores a la exposición.
La prueba de cuña se usa para la preparación de la superficie, el control del proceso y los procedimientos al comparar los resultados de la prueba con un aumento máximo aceptable en la longitud de la grieta adhesiva. También se utiliza para determinar las características de durabilidad del adhesivo. Aunque la prueba se diseñó originalmente para aluminio unido por adhesivo, se puede usar para otros metales con modificaciones de diseño para tener en cuenta las diferencias en la rigidez y la resistencia elástica.
Aplicaciones de la unión adhesiva:
La unión adhesiva de metal a metal representa menos del 2% del total de aplicaciones de unión de metal. Sin embargo, la unión del metal a los no metales, especialmente los plásticos, está adquiriendo la mayor importancia y es la principal aplicación de la unión adhesiva.
Las industrias relacionadas con la construcción de aviones y automóviles son los principales usuarios de adhesivos adhesivos de metales. La vinculación de Redux se desarrolló a principios de la década de 1940 como una alternativa al remachado para estructuras de aeronaves y aún encuentra un uso extensivo en esa industria. Las aplicaciones típicas incluyen la fijación de refuerzos al revestimiento de la aeronave y al ensamblar estructuras de panal en las que el núcleo de panal está unido entre dos revestimientos de lámina metálica. Muchas de las juntas hechas en la fabricación de los ensamblajes de alas y cola de los aviones son por unión adhesiva; un mayor uso también es evidente en la fabricación de estructuras internas de aviones, así como para proporcionar las superficies lisas requeridas para aviones supersónicos, haciendo posible los diseños complejos.
Los conjuntos adhesivos adheridos pueden abarcar más del 50 por ciento del área total de un avión moderno. Incluyen alrededor de 400 ensamblajes principales que incluyen secciones de 75 mm por 330 mm, tapas de mástiles cónicos de más de 10 m de largo y paneles de hasta 1-3 m por 4-8 m. Los refuerzos adheridos se utilizan en paneles de curvatura simple que forman el revestimiento del fuselaje. El costo de fabricación en muchos de estos casos se reduce en un 33 a 75 por ciento.
Los principales usos de la unión adhesiva en la industria del automóvil son para fijar el forro de los frenos a las zapatas, las bandas de transmisión automática, y para los refuerzos y las secciones de cajas fabricadas. Los paneles de doble carcasa están unidos con un adhesivo de plastisol de vinilo de alta resistencia. La unión adhesiva reduce la cantidad de detalles del subconjunto en aproximadamente un 50 por ciento, proporciona una superficie exterior lisa, reduce el nivel de ruido y mejora la resistencia a la corrosión.
Otros usos importantes de la unión adhesiva son la fabricación de vagones de ferrocarril, botes, refrigeradores, tanques de almacenamiento y reflectores de microondas para comunicaciones espaciales y de radar.
Precauciones de seguridad en la unión adhesiva:
La unión adhesiva generalmente implica el uso de materiales corrosivos, líquidos inflamables y sustancias tóxicas, por lo que se deben observar las precauciones de seguridad adecuadas para garantizar que se utilicen los procedimientos de seguridad, los dispositivos de protección y la ropa de protección adecuados.
Las reacciones alérgicas graves en la piel y los ojos pueden resultar del contacto directo, la inhalación o la ingestión de fenólicos y epoxis, así como la mayoría de los catalizadores y aceleradores. Por lo tanto, es esencial usar guantes de plástico o de goma para manipular adhesivos potencialmente tóxicos. Los ojos y la cara deben protegerse contra humos y salpicaduras. Quienes trabajan con los adhesivos deben usar en todo momento ropa protectora.
La ventilación adecuada y efectiva es esencial para evitar la asfixia debido a la acumulación excesiva de humos tóxicos.
La supervisión estricta es imperativa para evitar la contaminación involuntaria de las áreas que no operan, por ejemplo, la contaminación de las perillas de las puertas, válvulas, pasamanos, etc.
