Soldadura de polimeros

UNIÓN DE MATERIALES POLIMÉRICOS POR MÉTODOS TÉRMICOS

Hamilton Trejos Velasquez

Roger Danilo Castaño Cano

Ing. Edwar Andrés Torres López, Ph.D

PROCESOS DE UNIÓN

[pic 2]

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA

MEDELLIN

2015

Contenido

1 Introducción        

2 Materiales poliméricos        

3 Propiedades de los polímeros        

4 Clasificación general de los polímeros.        

5 Clasificación de los métodos térmicos de unión        

5.1 Métodos con calor directo        

5.2 Métodos con calor indirecto        

5.3 Métodos con calor mecánico        

6 Descripción de los métodos térmicos de unión.        

6.1 Soldadura por gas caliente (hot gas welding)        

6.2 Soldadura por fricción.        

6.2.1 Soldadura por ultrasonido.        

6.2.2 Soldadura por vibración        

6.2.3 Soldadura por rotacion.        

    6.4 Soldadura por inducción        

    6.5 Soldadura dielectrica        

    6.6 Soldadura por infrarrojo (ir)        

   6.6.1 Placa caliente sin contacto:        

   6.6.2 Soldadura por lámpara infrarroja:        

    6.7 Soldadura por laser        

    6.8 Soldadura por alambre de resistencia        

7 Aplicaciones.        

Referencias        

lISTA DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1 Tipos de cadenas Poliméricas. Adaptado de (Charles A, 2002 pág. 3)        

Ilustración 2 Esquema de los elementos principales del proceso SW. Adaptado de (AWS, 1962 pág. 56.14)        

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Variables para la soldadura por gas caliente de algunos polímeros. Adaptada de (Charles A, 2002 pág. 520)        

Tabla 2 Temperaturas de trabajo según los polímeros en el proceso de soldadura por herramienta caliente        

Tabla 3 Tabla 3. Combinación de plásticos compatibles unidos por procesos de unión electromagnética. Adaptada de charles, 2002 pág. 527        

1 INTRODUCCIÓN

Los polímeros se han posicionado dentro de la industria moderna y la vida cotidiana a niveles cada vez más insospechados, como en la industria automotriz, la aeroespacial, en el desarrollo de fármacos, insumos para la salud y prótesis, dentro de los suministros deportivos entre muchos otros. La variedad de áreas donde se pueden desarrollar aplicaciones para este tipo de materiales es cada vez más vasta. Este posicionamiento se ve respaldado por una gran cantidad de procesos de producción y conformado de elementos en estos materiales, los cuales permiten gran versatilidad en las formas que se logran obtener y altos volúmenes de producción. Aun así se presentan algunos limitantes en las geometrías que se pueden obtener en un solo bloque, debido a esto se ha encontrado como una solución, eficiente, realizar procesos de unión entre partes poliméricas para superar algunos de estos inconvenientes.

Estos procesos de unión se puede clasificar de acuerdo a las características que general dicho fenómeno: unión por adhesivos, por medios mecánicos y por soldadura. Estos últimos son el foco de interés del presente trabajo y como característica principal de este tipo de procesos de unión de polímeros se tiene el uso del calor como agente mediador de la unión. Debido a esta característica la soldadura de polímeros está restringida a los termoplásticos, dado las propiedades que presentan al interactuar en presencia del calor, y, además considerando el método en que se aporta el calor para obtener la soldadura  se cuenta con varios procedimientos para soldar polímeros.

2  MATERIALES POLIMÉRICOS

Los materiales poliméricos son materiales  hechos de Polímero. El termino polímero viene del griego y se descompone en dos raíces  poli que significa muchas y mero  que significa partes, por tanto se debe interpretar como unión de muchas partes,  estas partes son  moléculas por lo general  orgánicas denominadas  monómeros   que se repiten a lo largo de grandes cadenas  unidas mediante enlaces químicos.En este caso serán clasificados por su comportamiento respecto a la temperatura: 1.polímeros con cadenas lineales flexibles son llamados termoplásticos, 2.polímeros con una red rígida tridimensional (con cualquier cadena) son llamados termoestables, 3.polímeros con cadenas lineales y entrecruzadas son llamados elastómeros. (American Chemistry, Inc, 2015).[pic 3][pic 4]

3 PROPIEDADES DE LOS POLÍMEROS

La mayor parte de productos elaborados en polímeros se realizan con termoplásticos, debido a que estos al ser calentados puede cambiar de  forma  en repetidas ocasiones,  por tanto se facilita el procesamiento de los mismos. Los productos en termoestables en cambio una vez son fabricados obtienen su forma definitiva, dejando solo los procesos, como ejemplo, los de arranque de viruta para modificarlos o adaptarlos. Además de estas propiedades y considerando la variedad de polímeros, se consideran las siguientes como las propiedades generales de los polímeros (American Chemistry, Inc, 2015).

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