Pruebas para soldadura plástica

En ocasiones anteriores hemos visto cómo una soldadura plástica exitosa depende de identificar correctamente el tipo de plástico que va a ser reparado. Existen varios métodos para saber qué material vamos a soldar. Conozcamos aquí algunos y cómo usarlos.

El más sencillo: el manual

Sí, parece totalmente obvio, pero mucha gente deja pasar por alto la oportunidad más sencilla para identificar los materiales: consultar el manual de operación. Muchas veces, la documentación del equipo o pieza contiene los materiales de lo que está hecho. Esto nos puede ahorrar una gran cantidad de tiempo… siempre y cuando contemos con la documentación a la mano. Incluso hoy en día, si hemos perdido el documento, podemos buscar en internet el manual de operación. De hecho las mismas piezas cuentan con una identificación en la parte trasera (como en las autopartes) en algunas ocasiones.

Termoplástico o termoestable

Otro factor que debemos tener en cuenta es que no todos los plásticos son termoplásticos sino termoestables. ¿Cuál es la diferencia? Los primeros se pueden fundir, moldear y adherir entre sí. Los segundos sólo se queman o y no se funden. Las piezas que fueron creadas como termoplásticos usualmente eran pellets de algún material que fue fundido y puesto en un molde. Los termoestables, en cambio, se crearon por una reacción química de 2 o más productos dentro de un molde. He aquí una lista de los materiales más comunes de cada grupo

Termoestables:

• Epóxicos
• Melaminas
• Poliéster
• Silicón
• Fenólicos
• Ureas

Termoplásticos:

• Polietileno
• Polipropileno
• PVC
• Nylon
• Policarbonatos
• Acrílico
• Acetato

La prueba de la flama

Digamos que no contamos con documentación suficiente sobre la pieza. Existe una forma empírica de conocer qué material podría ser. Tomamos una soldadura metálica o vidrio y lo calentamos hasta que se ponga rojo o naranja. Luego lo presionamos contra una muestra del material. Si esta se ablanda, es un termoplástico, si no, es un termoestable.

Ya que identificamos que sí es termoplástico, calentamos una muestra a la flama por 10 segundos. De acuerdo a cómo se quema, podría ser alguno de estos:

Acrílico: llama azul, punta amarilla. No se apaga solo al quitarlo de la flama.

Acetato: llama amarilla.

Policarbonato: llama naranja. Se apaga sola la flama.

Polipropileno: llama azul, punta amarilla. Se apaga sola la flama.

Polietileno: llama azul, punta amarilla. No se apaga solo al quitarlo de la flama. A diferencia del acrílico, el PE gotea mientras se quema.

PVC: lama azul, punta amarilla. Se apaga sola la flama. A diferencia del polipropileno, no despide mal olor al quemarse.

Kits de prueba

También existen kits que contienen soldadura de una multitud de plásticos. Estos sirven para hacer una soldadura de prueba sobre el material no identificado. Se toma la punta de esta soldaduras, se funde sobre el material y se deja enfriar. Si el material es compatible, la punta quedará firmemente pegada. Si no, se despegará del área de prueba con facilidad.

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Soldadura plástica en autopartes

La soldadura plástica se ha convertido en una importante aliada del sector automotriz.  Antiguamente, los autos eran enteramente metálicos, con muy poca piezas plásticas en su armazón, pero conforme los vehículos se fueron volviendo más aerodinámicos y eficientes, estos fueron migrando del metal al plástico. Y es debido a este cambio que los equipos de soldadura plástica son muy útiles para su reparación y mantenimiento.

Un ejemplo básico: las defensas

Uno de los primeros elementos en cambiar de metal a plástico fueron las defensas de los coches. Esto llevó a 2 beneficios importantes en los autos. El primero es que el metal, al recibir un impacto, transfiere esta fuerza al cuerpo al que está unido. Sí, el metal resiste, pero al mismo tiempo daña las áreas que lo rodean al pasar esta fuerza del golpe. El plástico, en cambio, se deforma y destruye, pero absorbe mucho mejor el impacto. Finalmente, el último beneficio es su peso: al ser una pieza de plástico es más ligera y requiere de menos combustible para mover el auto.

Esta pieza del auto es de las más vulnerables en el momento de un choque, sobre todo porque su diseño “sacrifica” la pieza para la seguridad de los usuarios. Sin embargo, muchas de estas defensas están hecha de TPO, que es un tipo de plástico termoformable. Esta propiedad la hace una candidata perfecta para ser reparada con soldadura plástica. 

Pistola de aire caliente: versatilidad y conveniencia

Como todas las maniobras de soldado con plástico, es muy importante tomar en cuenta el material del que está hecha la pieza. Usando el ejemplo anterior, consideremos que es TPO (olefina termoplástica).

Primero, se debe limpiar el área de la ruptura con algún solvente (como el alcohol isopropílico). Un consejo: cuando limpies, siempre hazlo en una sola dirección. Esto debido a que al sólo aplicar la limpieza hacia una dirección evitas re contaminar el área trayendo de vuelta residuos. Una vez limpia, se usa una broca en forma de gota para crear una fisura en forma de V a lo largo de la ruptura.

Fijamos la parte posterior con cinta de aluminio (que es muy resistente y soporta las temperaturas de soldado). Para terminar de preparar el área de soldado, lijamos hasta dejar todo uniforme. Ahora sí: tomamos la soldadura plástica y calentamos la punta para adherirla a la fisura en V. Conforme calentamos el área, empujamos hacia abajo la soldadura, lo que hace que llene mejor la fisura, y luego repetimos el proceso en la parte posterior de la ruptura.

Ya que ambos lados fueron soldados, se aplica una solución epóxica a la fisura. Esto hace que el TPO se adhiera no sólo física, sino químicamente. Al final, se lija toda la pieza y se agrega un promotor de adhesión al plástico soldado para que la pintura del acabado quede perfecta.

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Soldadura plástica ultrasónica

La soldadura plástica ultrasónica es un proceso único entre todas las opciones disponibles. Esto se debe a que la forma en la que se unen las piezas, aunque también usa calor, es muy diferente a las demás. En otros ejemplos, existe un elemento calórico que entra en contacto con los plásticos o el material de aporte (como el aire caliente, una cuña metálica o un tope). Pero aquí, el calor viene de los plásticos mismos. ¿Cómo? Descubrámoslo aquí.

La clave es el movimiento

Toma tus manos y júntalas frente a ti. Ahora, frotalas rápidamente durante un segundo. La fricción entre ellas crea una pequeña cantidad de calor. Ahora, imagina que pudieses frotarlas entre 20 mil a 40 mil veces en un solo segundo. El calor que generarían sería tremendo. Justo así es como funciona este tipo de soldadura: 2 piezas plásticas se colocan debajo de una pieza que vibra a estas increíbles velocidades y les transfiere esa energía de movimiento. Las piezas friccionan entre ellas, generando el calor suficiente para derretirlas y unirlas. El procedimiento es tan rápido que es sellado se hace en tan solo 0.2 segundos en promedio.

¿Para qué se usa?

Es una excelente opción para manejar materiales textiles con alta composición de plásticos o películas plásticas flexibles. Al hacer el sellado directamente sobre la tela, no se requiere de aguja e hilo (reduciendo el costo de comprar este último). También, al no utilizar agujas, no deja orificios por los que pueda haber fugas como en un material cosido. Este sellado evita la transmisión de partículas sanguíneas o líquidos, lo que lo hace perfecto en la fabricación de prendas de cirugía médica, batas de hospital desechables y filtros de aire.

Existen algunos de estos equipos cuyas velocidades de trabajo les permiten hacer sellados de hasta 18 metros por minuto. Cuando cuentan con mesa de trabajo, se mejora la experiencia del usuario al permitir sesiones de trabajo más largas gracias a estas.

Consideraciones

Recuerden que, al igual que en otros tipos de soldaduras, es importante revisar qué tipos de plásticos se están uniendo y ver que sean compatibles entre sí. También es importante consultar el manual de operación para conocer los tiempos de soldado y las frecuencias de vibración a usar. Finalmente, este método no se recomienda para materiales de alto grosor, ya que la energía necesaria para crear la fricción de soldado se incrementa exponencialmente al aumentar la cantidad de material a soldar.

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Soldadura plástica por electrofusión

Dentro de toda la gama de métodos que existen para la soldadura plástica, uno de los más precisos y convenientes es el de electrofusión. La diferencia entre la mayoría de los procedimientos radica en cómo los equipos aplican calor a las superficies a soldar (con la excepción del método de soldadura química). Como su nombre lo indica, la electrofusión utiliza resistencias eléctricas sobre las piezas.

¿Cómo funciona?

Este método consiste en usar una pieza de acople plástica que lleva por dentro resistencias eléctricas. Estas salen de la pieza a través de 2 conductos por los cuales se pueden conectar a un equipo de electrofusión. Dentro de la pieza de acople (o socket) corren espirales con resistencias eléctricas y una capa de plástico (que debe ser del mismo material que las tuberías a unir). Esta capa se derretirá durante el proceso y formará la unión de los 2 tramos de tubería. La máquina de electrofusión aplica una corriente constante que la derrite y forma la unión dentro de la pieza de acople.

¿Cómo preparar las tuberías?

Antes de comenzar con el proceso de soldadura se deben lijar los segmentos que irán dentro de la pieza de acople. Estos evitan que óxido, polvo u otros contaminantes afecten el área donde se realizará la unión. Además de lijar, también se recomienda limpiar con alcohol isopropílico para quitar la mayor cantidad de residuos posibles.

Ventajas de este proceso

Utilizar estas máquinas de electrofusión presenta muchas ventajas sobre otros métodos de soldadura plástica. Ya que el calor se aplica a través de la máquina, se puede medir con precisión el voltaje aplicado y el tiempo que requiere para soldarse. Así, se puede crear una base de datos con los diferentes materiales y cuáles son las condiciones ideales de soldado para cada uno. Incluso, muchos de estos equipos cuentan con lectores de códigos de barras. Cada código se puede cargar con la información necesaria. Así, cuando se tienen 2 tramos de tubería de ciertas especificaciones, se puede escanear su código y la máquina ya tendrá la información requerida para ajustar la temperatura, voltaje y tiempo. Es muy importante resaltar que, aunque la máquina opera automáticamente, siempre se debe vigilar el proceso mientras está aplicando la soldadura.

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