La soldadura puede definirse como un proceso utilizado para ensamblar piezas de un mismo material (metales, plásticos, madera, etc.) mediante calentamiento. La soldadura, por su parte, es el resultado de este proceso y corresponde a la obtención de una conexión entre dichos elementos. Se obtiene añadiendo material desde el exterior o fusionando los bordes de las piezas en contacto. En términos teóricos (ciencia de los materiales), la soldadura corresponde a una modificación muy localizada de la estructura atómica de las piezas así ensambladas.
En la práctica, estos dos términos suelen utilizarse indistintamente para designar tanto el proceso de ensamblaje como la unión resultante. Aunque es muy frecuente, el uso de las palabras «soldadura» en el campo de la metalurgia y «soldaduras» en los campos de la transformación de plásticos y los envases de plástico corresponde más a un uso habitual que a realidades diferentes.
Este proceso se basa en la interacción entre un haz de electrones con una potencia de entre 10 kW y 100 kW, y piezas metálicas gruesas (del orden de magnitud de hasta 200 a 300 milímetros) que se van a unir. La proyección a alta velocidad de los electrones crea un alto nivel de energía cinética dirigida hacia los bordes de los dos componentes que hay que soldar. Esta energía genera niveles muy altos de calor, lo que provoca la fusión y la unión. Esto también da lugar a una velocidad de soldadura muy alta, que limita la deformación de las piezas a unir.
Dadas las elevadísimas limitaciones técnicas asociadas a la generación de un haz de electrones de alta potencia (cámara de vacío), las operaciones de soldadura por haz se automatizan. Esta tecnología puede utilizarse para soldar metales ferrosos (acero, fundición, etc.) y no ferrosos (aluminio, cobre, plomo, zinc, estaño, níquel, cromo, etc.), metales refractarios (niobio, renio, etc.) y «superaleaciones» (tantalio, titanio, molibdeno, etc.).
Este proceso permite unir capas termoplásticas mediante un campo electromagnético de alta frecuencia (27,12 MHz). Un generador crea una potente corriente eléctrica que se hace pasar a través del material que se va a unir mediante uno o varios electrodos. El campo electromagnético así creado activa las moléculas de la zona en cuestión, lo que provoca el reblandecimiento de las superficies a soldar.
Como no hay contacto físico con el material, la alta frecuencia garantiza una fusión instantánea de las zonas de contacto de las piezas a unir, lo que da como resultado una unión limpia, nítida y sólida. Este proceso se utiliza principalmente para ensamblar polímeros de alto punto de fusión: poliamida (PA), policarbonato (PC), poliéster termoplástico (PETP), tereftalato de polietileno (PET), cloruro de polivinilo (PVC), poliéter éter cetona (PEEK), etc.
El ensamblaje de láminas de PVC se utiliza sobre todo en la industria de la marroquinería (carteras, bolsas, etc.), los artículos promocionales (estuches, expositores, minifundios, etc.), los artículos de papelería (agendas, carpetas, etc.) y las telecomunicaciones (fundas para teléfonos móviles, etc.).
Este proceso de soldadura térmica permite unir piezas de plástico termofusibles mediante una corriente eléctrica a una frecuencia de 20 a 70 kHz con amplitudes de vibración del orden de magnitud de 10 a 120 μm. Un transductor o convertidor electromagnético genera ondas de alta frecuencia que son transmitidas por un cabezal de soldadura (sonotrodo) a las piezas que hay que unir. Los ultrasonidos agitan las moléculas en las zonas de contacto, y las características térmicas del material hacen que se calienten desde el centro hacia los bordes.
El uso de ultrasonidos se caracteriza por una velocidad de progresión constante, lo que permite establecer una unión muy rápida entre las dos piezas termoplásticas en forma de una superficie de soldadura lisa y limpia. Esta tecnología se utiliza principalmente para unir polímeros con puntos de fusión relativamente bajos, como el poliestireno (PS), el polimetacrilato de metilo (PMM), el polietileno (PE), el polipropileno (PP) y el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS).
A pesar de su nombre, no es propiamente una tecnología de unión de plásticos por soldadura, ya que no se basa en el uso de fuentes de energía y no tiene ni temperatura de precalentamiento ni de recocido. En realidad, la soldadura en frío es una técnica de unión utilizada para ensamblar piezas o componentes de plásticos rígidos (PVC, PMMA, PP, etc.) mediante una masilla o resina epoxi. Estas pastas o líquidos se refuerzan con fibras o partículas en suspensión para garantizar la resistencia del conjunto.
La soldadura en frío se utiliza principalmente para reparar piezas y componentes de plástico, y en los sectores de la construcción y las obras públicas para ensamblar tubos y tuberías.
