Las operaciones con adhesivos son tres:

  • Tratamiento superficial de las piezas.
  • Aplicación del adhesivo.
  • Aseguramiento de la cohesión de la unión

 

Tratamiento de las superficies

 

La elección del tratamiento previo a la unión depen­de de varios factores:

  1. tipo de metal,
  2. de adhesivo,
  3. requisitos de la unión.

 

También deben considerarse los medios de producción disponibles y el coste de la pre­paración inicial.

El tratamiento puede ser tan simple como limpiar las zonas de unión con disolvente.

O bien llegar a opera­ciones más complejas como granallado (chorreado de la superficie con partículas abrasivas).

En todo caso, el tratamiento comprende dos opera­ciones básicas:

limpieza y desengrase que tratamos a continuación.

 

Limpieza de superficies metálicas

 

La limpieza superficial de las piezas debe elimi­nar cualquier sustancia contaminante presente en ellas (polvo, pintura, lacas, etc.).

Se utilizan métodos de lim­pieza mecánica, química y desengrasado, y se distingue entre materiales metálicos y plásticos.

 

Limpieza mecánica

 

Hay dos procedimientos principales:

  1. chorro de arena
  2. Esmerilado.

 

• La aplicación de chorro de arena  se usa solo para adherentes o sustratos con espesor suficiente para impedir la deformación de la pieza.

Se aplica chorro de arena a presión.

Es una técnica donde las partículas abrasivas son propul­sadas contra la superficie a tratar.

En función del tipo de abrasivo utilizado se obtienen diferentes texturas de la superficie tratada.

Como partículas abrasivas se utilizan microesferas de cristal, cáscara de nuez, corindón, óxidos de alu­minio, entre otras, según la dureza de la superficie a tratar.

Puesto que la propulsión del abrasivo se realiza con aire comprimido es obligado desengrasar la super­ficie después del tratamiento.

La razón es que pue­den depositarse partículas de aceite que provienen del compresor.

• El esmerilado es la solución óptima para conseguir reducción mínima de espesor en el metal.

Si es necesario se efectúa un segundo esmerilado transversal, a 90° del primero.

Limpieza de superficies plásticas

 

Los materiales plásticos presentan particularida­des de adhesión según su estructura molecular.

Los factores que afectan a la correcta adhesión a superficies plásticas son los siguientes:

• Compatibilidad molecular del plástico con el adhesivo, un factor que depende en exclusiva del fabricante del adhesivo.
• Materias contaminantes en el plástico, absorción de agua, depósitos de polvo, etc.

Para la limpieza de los contaminantes se utilizan disolventes alcalinos.

Los tejidos de materiales com­puestos para adhesión aplazada se suministran con una capa de nilón, pelable.

La película debe desprenderse antes de la operación de adhesión.

La película mantie­ne intacta la superficie sin necesidad de preparación superficial adicional.

 

Limpieza química

 

Los métodos de limpieza mecánica tienen la pro­piedad de no producir cambios químicos en las super­ficies de las piezas a pegar.

Todo lo contrario, los procesos químicos de limpieza que estudiamos ahora tienen por objeto la creación de superficies con buenas propiedades de mojabilidad y adhesión.

Es decir, si en metales se trata de mejorar aún más las fuerzas de adhesión;

Por otra parte, en los plásticos se trata de potenciar, mejorar, sus bajas cuali­dades de adhesividad.

Todos los tratamientos químicos de limpieza están sujetos a normas de higiene y seguridad en el trabajo.

Para estos tratamientos se utilizan baños con deter­gentes alcalinos que quitan la contaminación.

El deter­gente, a temperatura aproximada de 100 °C, se agita de forma mecánica para favorecer el contacto.

Las piezas se sumergen en los baños durante 10 minutos.

Un deter­gente típico es el metasilicato sódico.

Las piezas se lavan con agua desmineralizada, nada más sacarse de
los baños.

 

Desengrase

 

El desengrase de las superficies a unir se hace normalmente con disolventes orgánicos.

Es la opera­ción que asegura la mojabilidad  del adhesivo, sobre las superficies a unir.

La mojabilidad garan­tiza que el adhesivo se extiende completamente sobre toda la superficie de encoladura, sin zonas «no moja­das».

El método estándar es el desengrase con tricloro­etileno en fase de vapor , que ase­gura superficies libres de grasa.

 

Pretratamiento de las aleaciones de aluminio previas a la unión

Hay dos tipos básicos de tratamientos superficia­les para las aleaciones de aluminio, previas a la aplica­ción del adhesivo.

En Europa, el tratamiento preferido es el ataque con ácido crómico  y en Norteamérica se suele usar el ácido fosfórico.

La elección se debe a motivos históricos, de costumbre, más que a una cuestión técnica de uno u otro ácido.

Ambos tratamientos, aplicados a superficies de alu­minio, promueven enlaces muy duraderos.

Hay que señalar, sin embargo, las nuevas tendencias;

Se trata de usar la química del circonio, e incluso de titanio, con el fin de eliminar los procesos con cromo, debido a su toxicidad.

Un ejemplo es el cambio que se ha produci­do en el cromado electrolítico del tren de aterrizaje.

En las fábricas, las piezas a unir se sumergen en baños de ácido y otros productos químicos hasta con­seguir la estructura superficial requerida para la unión.

Para el baño de ácido fosfórico se prepara una solu­ción de ácido y de un fosfato metálico, junto con un acelerador (sal de cobre o de níquel).

La conversión de la superficie es muy rápida, del orden de segundos.

Se comprende que hay dificultades técnicas y logísticas para traspasar las técnicas de fábrica a los talleres de man­tenimiento.

En particular cuando se trata de impedir el ata­ que de ácido sobre superficies del avión ya ensambladas.

Los fabricantes de aviones han ideado métodos que permi­ten aplicar la misma tecnología, usada en fabricación, para efectuar algunas reparaciones en el taller.

Boeing, por ejemplo, ha diseñado el sistema PACS, de contención del ácido fosfórico sobre la zona del avión que debe tratarse.

El método usa bolsas de vacío sobre la zona de reparación.

Una vez hecho el vacío en la bolsa, que cobija la zona a tra­tar.

Se transporta el ácido hacia la superficie metálica por unos tubos colocados a la misma máquina.

Al final de la operación se succiona el ácido y se lava la superficie con agua.

Es la técnica más cercana a los tratamientos que se dan en fábrica, pero el procedimiento es complicado, de coste alto, y precisa de personal especializado.

 

 

Silanos

En ocasiones hay que tratar superficies que son de distinto material.

En estos casos hay un procedimiento que no necesita equipos especiales, sino tratar los materiales con silanos, que son hidruros de silicio.

Desde hace tiempo se conoce la eficacia de los sila­nos en el tratamiento de superficies que se van a unir.

Los silanos son agentes de acoplamiento, promotores de la adhesión.

De hecho hay silanos modificados (con poliuretano) que son estrictamente adhesivos.

 

Aplicación del adhesivo

Se aplica de forma automática y manual.

Lo que sigue es un cuadro típico de instrucciones de aplica­ción para adhesivos que precisan de mezclado previo.

  • El buen estado de las superficies a unir es una variable crítica del proceso.
  •  El pegamento se debe mezclar una vez que las superficies de los adherentes están preparadas.
  •  Es aconsejable usar una espátula de acero inoxi­dable, cristal o madera, y un recipiente de plástico para realizar la mezcla de pegamentos.
    Se prefiere polietileno o polipropileno.
    Plásticos de poliestire­no, policarbonato o de cloruro de polivinilo se deforman por causa de los componentes del pega­mento.
  • El mezclado debe efectuarse despacio, para evitar inclusiones de burbujas de aire.
  • Control de humedad relativa durante las operacio­nes.
    Si no se indica otra cosa debe ser inferior al 40 %.
    El pegamento absorbe la humedad ambien­te y, más tarde, la expele en forma de vapor duran­te el proceso de curado en caliente.
    Un exceso de humedad produce huecos en la capa de adhesivo, debidos al desprendimiento del vapor.
    La resisten­cia mecánica de la unión disminuye.
  • La presión en la unión debe garantizar el contacto pleno de los adherentes durante la fase de curado.
  •  El curado en caliente es el método preferente salvo otra indicación del fabricante.
    Está compro­bado que la aplicación de calor en fase de curado da lugar a uniones con mayor resistencia térmica y resistencia frente a la humedad.
  • Los restos de adhesivos no curados deben tratarse como residuos de material peligroso, de acuerdo con la regulación apropiada.
    Por su parte, los res­tos de adhesivos curados no son reutilizables.