Soldadura resistente
Soldadura resistente: conceptos básicos
Según el tipo de material que se vaya a unir, las características de una soldadura fuerte difieren mucho.
Cuando se unen metales, es necesario producir un cordón de soldadura que sea uniforme tanto en anchura como en grosor, ya sea fundiendo las piezas en contacto o añadiendo metal. Además, este cordón debe estar libre de grietas, hendiduras (riesgo de oxidación), sopladuras e inclusiones para que se considere una soldadura fuerte.
Al ensamblar piezas de madera, incluso de gran tamaño, es necesario calentar las superficies que se van a soldar a 170 grados, utilizando fricción bajo una presión de unos pocos bares. A esta temperatura, la madera libera un monómero que actúa como pegamento, creando una soldadura muy fuerte tras la fase de enfriamiento.
Para unir plásticos, es necesario crear calor, bien mediante un suministro externo de calor, bien mediante la generación de calor por las propias superficies sobre las que actúa el proceso de soldadura. La creación de una soldadura fuerte está ligada a una fusión de alta calidad de las superficies en contacto, gracias a una temperatura constante repartida uniformemente por toda la longitud de las superficies a unir.
Sea cual sea la naturaleza de los materiales que se van a unir mediante soldadura, el objetivo es crear entre ellos uniones fuertes y duraderas en el tiempo. Esto es válido si las piezas o conjuntos a soldar tienen las mismas características mecánicas y fisicoquímicas, o si a pesar de las diferencias de naturaleza son compatibles entre sí.
La eficacia y la precisión del procedimiento de soldadura elegido y, en consecuencia, la obtención de una soldadura resistente, dependen mucho de las propiedades de cada uno de los materiales que se van a soldar. En el caso de los termoplásticos, muy utilizados en la industria, las características que determinan la calidad y la resistencia de los ensamblajes son variadas (módulo de elasticidad, punto de fusión, amortiguación, capacidad de la masa fundida para fluir). Además de estas características específicas, hay una serie de factores que influyen en la soldabilidad. Se puede distinguir entre influencias positivas (perlas de vidrio, fibras de vidrio) e influencias negativas (humedad, presencia de aditivos).
¿Qué plásticos pueden unirse mediante soldaduras fuertes?
Dentro de la gran familia de materiales plásticos (termoestables, elastómeros, etc.), sólo los termoplásticos pueden unirse mediante soldadura. Las tecnologías de ensamblaje utilizadas permiten obtener uniones sólidas y duraderas entre las piezas gracias a la agitación molecular generada no sólo en la superficie, sino también en profundidad. Los termoplásticos están formados por cadenas moleculares lineales que se deslizan unas sobre otras. Esta característica física y química hace que las soldaduras sean uniformes y homogéneas.
Los termoplásticos se dividen en dos categorías distintas, ambas unibles mediante soldadura: termoplásticos amorfos y termoplásticos semicristalinos. Los termoplásticos amorfos son transparentes en apariencia, ya que no contienen aditivos visibles, mientras que los termoplásticos semicristalinos tienen un aspecto lechoso u opaco a simple vista.
Ya sean amorfos o semicristalinos, todos los termoplásticos siguientes pueden unirse mediante soldadura:
- EVA (etilvinilacetato),
- PETG (tereftalato de polietilenglicol),
- PVC (cloruro de polivinilo),
- PA (Poliamida),
- PC (Policarbonato),
- PETP (poliéster termoplástico)
- PET (tereftalato de polietileno),
- PEEK (Polieteretercetona),
- ABS (Acrilonitrilo butadieno estireno),
- PS (poliestireno),
- PMMA (polimetacrilato de metilo),
- PE (Polietileno),
- PP (Polipropileno),
- …
La soldadura de materiales termoplásticos en muchos sectores industriales ofrece una serie de ventajas. Proporciona a las piezas una gran solidez estructural, gracias a soldaduras resistentes a diversas tensiones (desgaste, corrosión, impacto). Estos métodos de ensamblaje también permiten modificar las piezas de plástico para adaptarlas al uso previsto, con numerosas posibilidades en cuanto a la forma, pero también en cuanto a los volúmenes de producción. Para responder a estas necesidades, Matrelec ha desarrollado una gama de prensas de soldadura de alta frecuencia y carriles de soldadura de alto rendimiento.
¿Qué métodos de soldadura de plásticos son los más eficaces?
Hay que recordar que unir varias piezas de plástico o los distintos componentes de un conjunto de plástico con un adhesivo especializado no es soldar, a pesar de su nombre de «soldadura en frío».
El método de soldadura fuerte de plásticos se utiliza para unir piezas de PVC/PVC (cloruro de polivinilo), PMMA/PMMA (polimetacrilato de metilo) o PVC/PMMA mediante varillas de relleno de PVC. Sin embargo, este método de unión de plásticos tampoco puede considerarse una técnica de soldadura.
Los métodos de soldadura de termoplásticos más utilizados y eficaces son los siguientes:
- Soldadura por rotación (soldadura por fricción rotativa de una pieza mantenida inmóvil con otra sometida a presión mediante un movimiento circular sobre la primera utilizando una herramienta de inercia o una herramienta pivotante).
- Soldadura mediante espejos o cuchillas calefactadas (soldadura de dos piezas colocándolas una sobre otra, separadas por un espacio en el que se introduce un espejo, calentando ambas caras y permitiendo alcanzar las temperaturas de fusión de los materiales a unir).
- Soldadura por ultrasonidos (soldadura de dos piezas provocando la agitación molecular de sus bordes en un punto de contacto mediante oscilaciones de alta frecuencia que oscilan entre 20 y 70 kHz inducidas por un cabezal de soldadura o una herramienta vibratoria llamada sonotrodo).
- Soldadura de alta frecuencia (soldadura instantánea sin contacto de varias piezas mediante la creación de vibraciones moleculares utilizando un campo electromagnético de alta frecuencia, generalmente 27,12 MHz, inducido por uno o varios electrodos.
Las soldaduras plásticas más resistentes se generan mediante ultrasonidos y alta frecuencia, gracias a la agitación molecular que modifica la estructura del material al tiempo que proporciona continuidad entre las dos superficies que se unen.
Las prensas de soldadura de alta frecuencia Matrelec están diseñadas y fabricadas para empresas industriales que necesitan soldar piezas o componentes termoplásticos a alta velocidad, mediante un proceso parcial o totalmente automatizado.
