Se va a evaluar el proceso de postcurado y los procesos de envejecimiento de un adhesivo anaeróbico empleado en piezas con recubrimientos superficiales de Cr III.
Para llevar a acabo el estudio las probetas a estudiar están formadas por dos láminas de acero unidas a solape simple por medio del adhesivo de metacrilato uretato Loctite 638.
La elección de este adhesivo es debida a que es un tipo de adhesivo con el que se trabaja en el departamento en otros proyectos y es por tanto conocido que tiene una resistencia mecánica para uniones adhesivas, pero no de forma precisa y detallada y en que condiciones ambientales y durante cuanto tiempo disminuye su resistencia. En cambio las piezas de acero fueron elegidas debido a la multitud de piezas que se disponen de acero galvanizado con el recubrimiento de cromo III en el departamento para realizar el ensayo y por la composición de las mismas que pueden ser interesantes para su estudio
En una primera parte se va a medir cual es la temperatura y el tiempo de curado adecuado o si no es necesario realizarlo. Para ello se realizaron ensayos sobre 20 probetas sin postcurar, y diez probetas de cada tipo para una temperatura y tiempo de curado de 75ºC, 100ºC, y 125ºC y 30 minutos, 60 minutos y 24 horas, para hacer un total de 110 probetas.
A continuación las probetas serán ensayadas en una máquina de tracción y se recogerán los datos del comportamiento de la unión adhesiva, recogiendo como resultado la fuerza máxima que se obtiene de la unión adhesiva. Estos datos serán analizados, para obtener la conclusión de que la unión adhesiva tiene unas propiedades muy buenas sin postcurar y que sólo se ven ligeramente aumentadas con un curado a 75ºC durante 60 minutos, lo que nos dará pie a ensayar un envejecimiento de las piezas.
El siguiente paso es realizar un envejecimiento de las piezas en una cámara climática. Para ello se fabricarán nuevas piezas, a las que a la mitad se les realizará un postcurado a 75ºC durante 60 minutos y a la otra mitad no se le realizará postcurado alguno. Después se meterán a 25 ºC y 50ºC para unas humedades relativas del 30%, 60% y 90% y se dejarán en la cámara durante 1, 3, y 7 días. Para este paso se realizarán 10 probetas para cada una de las combinaciones temperatura-humedad-tiempo, realizándose un total de 360 probetas.
Índice
1. Antecedentes
1.1. Introducción
1.2. Fuerzas de Adherencia
1.3. Factores que Modifican la Adherencia
1.3.1. Tensión Superficial
1.3.2. Preparación de las Superficies
1.3.3. Algunos Tratamientos de Superficies
1.3.4. Composición
1.4. Clasificación de los Adhesivos
1.4.1. Clasificación en Función de sus Componentes
1.4.2. Clasificación en Función de su Presencia
1.4.3. Clasificación Según el Polímero
1.4.4. Clasificación en Función de su Uso
1.4.5. Clasificación Según su Estado Antes de Ser una Unión Adhesiva
1.5. La Unión Adhesiva Frente a Otros Tipos de Unión
1.5.1. Tipos de Unión
1.5.2. Ventajas de las Uniones con Adhesivos
1.5.3. Ventajas Respecto a los Materiales a Unir
1.5.4. Desventajas de las Uniones Adhesivas
1.6. Criterios de Diseño
1.6.1. Criterios Mecánicos
1.6.2. Criterios Físico-Químicos
1.6.3. Diseño de Uniones Solapadas
1.7. Tipos de Uniones Adhesivas
1.7.1. Uniones Tubulares
1.7.2. Uniones en T
1.7.3. Uniones en Esquina
1.7.4. Uniones a Solape
1.8. Modos de Fallo de la Unión Adhesiva
1.9. Aplicaciones de los Adhesivos
1.9.1. Adhesivos Vegetales
1.9.2. Colas
1.9.3. Adhesivos Sintéticos
1.9.4. Adhesivos Anaeróbicos
1.9.5. Adhesivos Anaeróbicos Tenaces
1.10. Evaluación de las Uniones Adhesivas
1.10.1. Esfuerzos en las Uniones Adhesivas
1.10.2. Efectos de Agentes Externos
1.11. Ensayos y Normativa de Uniones Adhesivas
2. Parte Experimental
2.1. Introducción
2.2. Equipo Necesario para la Realización de los Ensayos
2.2.1. Selección del Adhesivo
2.2.2. Probetas
2.2.3. Preparación Superficial
2.2.4. 2.2.4 Pegado
2.2.5. Postcurado
2.2.6. Envejecimiento
2.3. Realización de los Ensayos
2.4. Análisis de la Rotura de las Probetas
3. Análisis de Datos
3.1. Análisis del Postcurado
3.1.1. Análisis Numérico
3.1.2. Análisis Fotográfico
3.2. Análisis del Envejecimiento
3.2.1. Análisis de los Datos
3.2.2. Análisis Fotográfico
Objetivos y temas de la investigación
El objetivo principal del proyecto es evaluar el proceso de postcurado y los efectos del envejecimiento ambiental (temperatura y humedad) en la resistencia mecánica de uniones adhesivas anaeróbicas (Loctite 638) aplicadas en piezas de acero galvanizado con recubrimiento de cromo III, determinando las condiciones óptimas de curado y la durabilidad de la unión ante condiciones climáticas adversas.
- Caracterización del adhesivo anaeróbico y su mecanismo de curado.
- Optimización de los parámetros de temperatura y tiempo de postcurado.
- Evaluación experimental de la resistencia a cizalladura bajo envejecimiento acelerado.
- Análisis de modos de fallo mediante inspección visual y fotográfica.
- Comparativa de propiedades mecánicas en función de variables ambientales.
Auszug aus dem Buch
1.1. Introducción
Unión adhesiva es aquella constituida por un adhesivo, que es el material que interacciona con los dos sustratos adherente a unir para formar una unión resistente, estos últimos pueden ser de un mismo material o de un material distinto (Figura 1). Este tipo de uniones compiten con las uniones mecánicas como remaches, soldaduras, tornillos… teniendo en algunos casos ventajas que más tarde se pasaran a valorar.
El empleo de los adhesivos no es un fenómeno del último siglo. Ya en las antiguas esculturas de Tebas que data desde hace 3300 años, se describen el encolado de delgadas piezas de chapeado en un tablón de madera; los egipcios empleaban adhesivos de caseína, almidones y azúcares para unir las hojas de papiro; adhesivo, los romanas aplicaban láminas de oro sobre papel, empleando como adhesivo la clara de huevo; documentos chinos que datan del año 1000 antes de J.C. hablan del uso de sustancias obtenidas de la boca del esturión para su empleo como colas aplicables a la construcción de barcos.
Resumen de los capítulos
Capítulo 1. Antecedentes: Presenta los fundamentos teóricos sobre la adherencia, la clasificación de adhesivos y los criterios de diseño, con especial énfasis en el comportamiento químico y mecánico de los adhesivos anaeróbicos.
Capítulo 2. Parte Experimental: Describe la metodología empleada para la preparación de probetas de acero galvanizado, el proceso de pegado, la aplicación de tratamientos de postcurado y la realización de ensayos en condiciones de envejecimiento controladas.
Capítulo 3. Análisis de Datos: Expone los resultados numéricos y fotográficos de los ensayos de resistencia mecánica, analizando cómo el postcurado y el envejecimiento afectan a la integridad de la unión adhesiva y su modo de rotura.
Palabras clave
Adhesivo anaeróbico, Loctite 638, acero galvanizado, cromo III, postcurado, envejecimiento, resistencia mecánica, unión adhesiva, cizalladura, fallo cohesivo, fallo adhesivo, humedad, temperatura, durabilidad, tratamiento superficial.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el objetivo principal de este proyecto de investigación?
El estudio busca determinar el comportamiento mecánico de uniones adhesivas anaeróbicas (Loctite 638) en acero galvanizado, evaluando específicamente la influencia de diferentes temperaturas y tiempos de postcurado, así como su resistencia ante procesos de envejecimiento bajo diversas condiciones de humedad y temperatura.
¿Qué materiales y adhesivos se utilizan en el estudio?
Se utilizan probetas de láminas de acero galvanizado con recubrimiento de cromo III, unidas mediante un adhesivo de metacrilato uretano monocomponente, específicamente el Loctite 638.
¿Qué metodología experimental se emplea para probar las uniones?
Se realiza un lijado y limpieza química de las superficies, seguido del pegado de probetas en configuración de solape simple. Posteriormente, las muestras se someten a ciclos de postcurado en horno y envejecimiento en cámara climática, finalizando con ensayos de tracción en máquina universal para medir la carga de rotura.
¿Cuáles son las variables clave analizadas en esta investigación?
Las variables fundamentales son la temperatura de postcurado, el tiempo de exposición al curado, la temperatura de envejecimiento, el porcentaje de humedad relativa durante el envejecimiento y el tiempo de permanencia en la cámara climática.
¿Cómo se clasifica el fallo de las uniones adhesivas analizadas?
El fallo se analiza mediante observación fotográfica, categorizándose en fallo cohesivo (ruptura dentro del adhesivo), fallo adhesivo (ruptura en la interfase entre adhesivo y sustrato) o ruptura del sustrato.
¿Qué importancia tienen las palabras clave para entender este documento?
Las palabras clave ayudan a identificar el nicho tecnológico: la adhesión estructural en entornos industriales, el impacto de condiciones ambientales extremas y la optimización de procesos de curado químico.
¿Qué concluye el autor sobre la necesidad de realizar un postcurado?
El autor concluye que, para el adhesivo Loctite 638, un postcurado a 75ºC durante 60 minutos mejora significativamente la resistencia mecánica de la unión, alcanzando valores superiores a los de las piezas curadas solo a temperatura ambiente.
¿Cómo afecta la humedad al envejecimiento de las probetas según los datos?
Los resultados muestran que, en general, un aumento de la humedad relativa durante el envejecimiento puede favorecer el entrecruzamiento del adhesivo y aumentar ligeramente la resistencia, aunque en condiciones extremas y prolongadas se observa una degradación paulatina de la unión.
- Arbeit zitieren
- Javier Martínez Gómez (Autor:in), 2008, Comportamiento frente al Postcurado y al Envejecimiento de una Unión Adhesiva Anaeróbica, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/230973
