LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DE MATERIALES Práctica de de Laboratorio Laboratorio Nº 8 Uniones Pegadas”
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INFORME Integrantes: Hans Quispe Calla Luis Angel Mamani Hancco Anthony Loayza Lopez Yheilsin Arana Arana Ramos
Grupo: C2 - 02 - F Profesor: Miguel Leon
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INTRODUCCION
Todo lo fabricado por la industria está compuesto por piezas, y estas han de ser unidas entre ellas. A menudo se escogen fijaciones mecánicas, tales como son tornillos, remaches, soldadura y pegamentos. Sin embargo, ahora los ingenieros a menudo deciden usar a adhesivos para la unión. Esta técnica de unión está bien comprobada y es capaz de reemplazar o suplementar los métodos de fijación mecánica aportando las siguientes ventajas como por ejemplo reduce el costo, reduce las operaciones de acabados entre otros. Sabemos que muchas veces los materiales necesarios para poder fabricar alguna pieza, o simplemente para cualquier motivo, es necesario el poder unir partes o piezas para poder obtener la deseada, pero lo cierto también es que por ser los materiales de distintos componentes se requiere de diferentes sustancias para poder unirlas. En este laboratorio conoceremos las distintas sustancias para pegar diferentes materiales, tales como el Soldimix, el PVC, la cola sintética, entre otros, y además analizaremos la capacidad de pegado que tienen en los diferentes materiales.
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UNIONES PEGADAS 1. OBJETIVO:
Utilizar racional mente diferentes pegados en aplicaciones industriales.
Establecer la relación entre tipo de unión con el esfuerzo que soporta la unión.
2. FUNDAMENTO TEORICO: 2.1. Uniones: Pueden ser mecánicas o químicas. Las mecánicas normalmente nos permiten el desmontaje o apertura de las planchas mientras que las químicas son permanentes. Las uniones mecánicas no son otras que las que se hacen con bisagras o tornillos. Para estas últimas se puede optar por usar pequeñas pletinas metálicas en L atornilladas para unir planchas o se pueden usar cubos de metacrilato pegados a una de las planchas y tornillos que sujetan la otra plancha al cubo, que previamente habremos agujereado y roscado convenientemente.
2.2. Uniones Adhesivas: La unión con adhesivos es un proceso en el cual se usa un material ajeno a los materiales
que
se
desea
unir
para
la
fijación
de
ambas
superficies.
Los adhesivos tienen un alto rango de aplicaciones de unión y sellado, para integrar materiales similares y diferentes, como metales, plásticos, cerámica, madera, papel y cartón entre otros. Generalmente, las uniones con adhesivos no son tan fuertes como las que se: Tipos de Adhesivos • Naturales, Inorgánicos y Sintéticos.
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3. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS:
Probetas de fe negro
Pegamento de dos componentes
mazo de goma
Pegamento de un componente
Lija de fierro
Pegamento de un componente para elastómeros
Lija de madera
Pegamentos disolventes
4. CONOCIMIENTOS RELACIONADOS CON LA TAREA:
Fuerza de cohesión: Entre moléculas de pegamento.
Una falla se manifiesta cuando ambas caras pegadas quedan con pegamento. Fuerza de adhesión: Entre pegamentos y material.
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Una falla en la adhesión se manifiesta por una mala preparación de las superficies.
POLÍMEROS DE UNIÓN Se trata de un material capaz de mantener unidos dos materiales sólidos, proporcionando la fuerza de atracción física necesaria entre las dos superficies. El material al cual se adhiere el adhesivo se denomina sustrato o adherente.
DEFINICIÓN Y COMPOSICIÓN Denominamos sustratos o adherentes a los materiales que pretendemos unir por mediación del adhesivo. El conjunto de interacciones físicas y químicas que tienen lugar en la interface adhesivo/adherente recibe el nombre de adhesión.
a) Composición de los adhesivos La naturaleza exacta de las composiciones no es difundida por los fabricantes, pero la siguiente composición es típica de muchos adhesivos:
Polímero : Forma la masa del adhesivo y contribuye a su resistencia en las tres dimensiones. Solvente: Debe estar presente para llevar el adhesivo al estado líquido. Cargas: Se agregan para reducir costos o mejorar ciertas propiedades como la fluidéz o la resistencia al despegue. Adhsivadores: Sustancias que contribuyen al pegado mientras el adhesivo está todavía húmedo o sin curar. Plastificantes: Ablandan la película final del adhesivo e imparten flexibilidad. Aditivos varios: Como, retardadores de inflamación, estabilizadores de luz, colorantes y los agentes de control de viscosidad, son los casos más típicos.
Separaciones:
Separación por adhesión: cuando la separación se produce en la interface sustrato-adhesivo.
Separación por cohesión: cuando se produce la ruptura del adhesivo.
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Ruptura de sustrato: cuando el propio sustrato rompe antes que la unión adhesiva o que la interface sustrato-adhesivo.
TIPOS DE UNIONES
Mecánicos con tornillos, pernos y remaches : Los agujeros para colocar tornillos y remaches debilitan la pieza. Se producen puntas de tensión cerca d e los agujeros taladrados
Térmicos con soldadura: La soldadura sólo se puede usar en materiale s
homogéneos. El desmontaje es muy difícil, la alta temperatura causa Químicos con adhesivos: Distribución uniforme de la tensión La unión es más resistente a las tensiones de flexión y fatiga por vibración. No se produce una distorsión del sustrato. Mejora el aspecto del producto. Reducción del número de componentes Se minimiza la corrosión. Aislamiento.
Entre las limitaciones se incluye:
El tiempo de curado La necesidad de preparar la superficie. Esto contribuye al costo total de la operación y puede causar problemas de control de calidad. Las uniones no son igualmente fuertes en todas direcciones
Límites de temperatura
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CLASIFICACIÓN DE LOS ADHESIVOS Según el tipo de Solvente:
Adhesivos solubles en agua: Estos adhesivos están basados en polímeros naturales como almidones y dextrinas o sintéticos como las emulsiones de poliacetato de vinilo (PVC). Adhesivos vehiculizados en disolventes orgánicos: El disolvente facilita la distribución uniforme del adhesivo en las superficies a unir y al evaporarse permite obtener la película fijada a las mismas
Adhesivos sin solventes: Este tipo de adhesivos surge como respuesta al aporte de energía que requieren los adhesivos que utilizan un solvente
Según los Requerimientos de uso:
Adhesivos Estructurales: aquellos que deben soportar una carga mayor que el peso del adherente. Adhesivos de sostén: deben soportar solamente el peso de los adherentes.
Según su Estabilidad al Calor:
Adhesivos termoplásticos: Aquellos que se ablandan y fluyen cuando son calentados, y solidifican al enfriarse. Adhesivos termoendurecibles: No se ablandan cuando son calentados, pueden carbonizarse si son calentados a temperaturas elevadas pero no fluyen. En este laboratorio la experiencia a realizar, tendremos que hacer uso de los siguientes tipos de solicitaciones sobre las uniones adhesivas:
Esfuerzos normales: de tracción y de compresión. Esfuerzos de cortadura o cizalla. Esfuerzos de desgarro. Esfuerzos de pelado.
5. SEGURIDAD:
Cuidado de aspirar sustancias volátiles. Cuidar los implementos de trabajo.
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6. PROCEDIMIENTO Leer y completar las instrucciones para el uso del pegamento.
Se preparó las probetas con solape simple, a una distancia de 30 cm para colocar el pegamento.
7. TAREA A DESARROLLAR PARTE A: ADHESIVOS
Evaluación de la modificación en la mezcla
Mezcla de pegamento
Según prescripción
Mas endurecedor
Mas aglutinante
Preparación de superficies FUERZA (N) OBSERVACIONES
Mezcla de pegamento
Evaluación de la calidad de las superficies
Según prescripción
Preparación de superficies FUERZA (N) OBSERVACIONES
Grasosa
Oxidada
Lijada
PARTE B: ADHESIVOS Pegamento/Material Cola sintética Pegamento PVC Disolvente puro ( TRIZ) Pegamento de dos componentes
Madera
FUERZA (N) Observaciones FUERZA (N) Observaciones FUERZA (N) Observaciones FUERZA (N) Observaciones
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Acrílico
Acero
Acero y Acrílico
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(SOLDIMIX 10 minutos)
7.1 CONCLUSIONES (ADHERENCIA): 1. ¿Qué condiciones deben existir en las superficies a pegar para lograr un buen pegado? El secado se efectúa por evaporación de solventes y la duración de la evaporación se conoce como "Tiempo de Secado". Después de la evaporación del solvente, el pegamento está pegajoso durante algún tiempo. Este lapso de tiempo se conoce como "Tiempo Abierto". El pegado se efectúa por el contacto de dos películas de pegamento consigo mismo. El tiempo de secado es aquel que necesita los solventes para su evaporación y depende de la clase de solventes y las condiciones atmosféricas reinantes. Después de la evaporación total de los solventes empieza el tiempo abierto, el pegamento tiene todavía pegajosidad, el tiempo abierto es aquel durante el cual las dos superficies se unen fuertemente al entrar en contacto.
2. ¿Qué ocurre con la unión pegada cuando se agrega mas endurecedor? El pegamento se hace más fuerte y tiene un olor más penetrante. La reacción cambia ya que al momento de echarle más endurecedor esta se hace más fuerte.
3. ¿Qué relación existe entre material y pegamento? Existe mucha relación ya que las dos dependen de una el pegamento siempre va depender de cuan rugoso se encuentra el material. Para hacer un buen pegado debería tener el material en una buena superficie.
4. ¿Qué relación existe entre el área de pegado y la resistencia de la unión?
5. ¿Qué relación existe entre la forma de la unión y la resistencia de la unión? 6. Si tuviera que pegar las planchas de acero ¿Qué ocurre con la union pegada cuando se echa más endurecedor? 8. OBSERVACIONES:
En el ensayo de pegamentos, en todos los materiales no se pudo obtener la resistencia, por ejemplo en materiales aluminio-aluminio con un pegamento de soldimix 10 se logro despegar.
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Según revisión del manual de uso del producto se recomendaba que al aplicar el soldimix de 10 y de 24 horas tendríamos que hacer secar el pegamento durante un corto tiempo antes de unirlos. Es preciso revisar que el área del material donde se realizará el ensayo de pegado sea totalmente liso y sin nada de grasa o aceite ya que eso dificultaría nuestra tarea, con el fin de obtener un mejor resultado debemos cumplir las recomendaciones.
9. CONCLUSIONES:
Identificamos el tipo de pegamento con el cual un material podría hacer pegado y presentar una buena resistencia a la tracción Se llego a identificar el riesgo que puede ocasionar estos productos con una mala utilización en la industria. En conclusión se estableció la relación entre el tipo de unión con el esfuerzo que soporta la unión. Se demostró la fuerza de compatibilidad de los pegamentos utilizados con los materiales.
ANEXO A. Indique los tipos de pegamentos utilizados en materiales sintéticos. B. Indique los componentes del cual está formado los pegamentos utilizados en laboratorio. Pegamentos
Nombres comerciales
Tempera tura de trabajo 20ºC
Tiempo de secado 30 min
Pegamento de un componente (No industrial)
UHU
Pegamento de dos componente (No industrial)
Pegamento de dos componente
Soldimix mejorado
< 45°
Soldimix acero
18ºC
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Aplicación
Recomendaciones
Es tóxico.
10 min
En el hogar En talleres de decoración En el hogar Automotriz En Talleres industriales Laboratorios
12 a 24 Horas
En el hogar Automotriz
Es Tóxico Fuera de alcance para los niños Usar Guantes Usar Mascarillas Usar Lentes Es Tóxico Fuera de alcance
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(industrial)
Pegamento de un componente (industrial)
Pegamento para PVC (disolvente) Pegamento de un componente (No industrial)
plástico extra fuerte
Talleres industriales Laboratorios
20ºC Sianoacrilat o (Triz)
Cemento para PVC
10 a 15 segund os >20°
> 20° Cola Sintética
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15 minutos a2 horas De 10 min a 1hora
En el hogar Automotriz Talleres industriales Laboratorios Tuberías Conexiones de Agua Carpinteras Uso doméstico Decoración, etc.
para los niños Guantes Mascarillas Lentes Es Tóxico Fuera de alcance para los niños Usar Guantes Usar Mascarillas Usar Lentes Es Inflamable Fuera de alcance de los niños No ingerir
