Sustituciones de elementos fijos

Pasamos a la recta final de las entradas del curso. Empezamos con las sustituciones parciales o completas de elementos fijos. Ya he realizado la práctica correspondiente de ello y la tomaré como base para esta entrada, añadiendo ciertos aspectos.

Enlace a la practica

Antes de empezar con la sustitución propiamente dicha, es conveniente valorar si es realmente necesario realizarla o no, dependiendo de como esté la zona afectada, tipo de golpe y posibilidades de que quede realmente bien. 
El caso mas claro lo tenemos en clase con el señor Carlos Luis, que decidió dejar su aleta trasera como una escayola para no sustituirlo. En este caso todo el mundo le aconsejaba realizar una sustitución, debido a que esa zona tenía un golpe anterior y tenia bastante masilla, ademas de alguna zona sin chapa propicia al nacimiento de óxidos. 

Si hemos decidido que realizaremos una sustitución, ahora debemos pensar por donde cortar, o si se podría sustituir la pieza completa despunteandola. A la hora de cortar debemos pensar en las formas del vehículo y el trabajo que nos va a llevar hacer las operaciones, como quitar la luna si fuera necesario.

Pasado todo este proceso, empezamos con la sustitución propiamente dicha:
Empezamos marcando la zona a cortar en el caso de que fuera sustitución parcial, por ejemplo en el caso de un estribo o una aleta trasera. Marcamos la zona y limpiamos pintura que tenga, con un cepillo y un taladro, de esta manera podremos cortar con el útil que sea( sierra neumática, radial...) mas cómodos. Una vez cortada la pieza, despuntearemos lo que sea necesario, ayudándonos de un taladro con la broca adecuada, con cuidado de no taladrar mas de la cuenta.

La pieza ya debería haber salido, en el caso de que dispongamos de una pieza nueva, marcaremos la pieza nueva y empezaremos a sustituir, en el caso de tener que poner la misma pieza (es raro, pero en la práctica lo hacemos así). Soldaremos lo que falta de material para igualarlo.

Pasamos a presentar la pieza agarrandola a la carrocería como podamos, bien con unas presillas o cualquier útil. Empezamos a puntear, generalmente de la zona que mas se verá a la zona que menos, y punteando los puntos originales del vehículo, si hay cortes daremos unos puntos, y tras ver que ha quedado bien los soldaremos mejor.

Con la pieza ya soldada al vehículo, pasaremos la radial a las soldaduras que queden para igualarlo a la carrocería, no quedará como en un inicio, así que nos ayudamos de masilla para igualarlo todo y dejarlo como en su origen. Tras enmasillar vendrá el aparejo y la pintura, pero eso lo dejamos para el año que viene.

Reparación de elementos sintéticos en el automovil.

Empezamos con otro tema bastante extenso y extendido en el mundo de la automoción, la reparación de elementos sinteticos.
Empezamos por los Termoplásticos:
Para su reparación, se conocen tres técnicas:
-Soldadura
-Acetona
-Adhesivos o resinas de esfuerzo
-Grapas

• Soldadura: la técnica de soldadura, consiste en aplicar calor a las zonas a reparar hasta que se encuentren en estado pastoso y unirlas. Solo se pueden soldar plásticos de una misma naturaleza y se ha de tener en cuenta los parametros fundamentales del plastico para soldarlo y la velocidad de avance.

• Acetona: Por medio de este sistema es posible la unión de piezas pequeñas (patillas de pilotos, faros…), de algunos termoplásticos sensibles a la acetona.
  Este método de adhesión no es valido para PE y PP. Los plásticos ABS son los
  más adecuados para la reparación mediante este método puesto que al aplicar unas gotas de acetona sobre la pieza provoca un estado pastoso en su superficie, lo que se aprovecha para adherir las piezas.
• Resinas con refuerzos: Los productos mas usados para este método son los poliuretanos y las resinas epoxy. Estos adhesivos en combinación con imprimaciones específicas para plásticos, permiten ser utilizados para la reparación de todos los tipos de plásticos, tanto termoplásticos como termoestables, por lo que no se necesita una identificación previa del material.
  Los refuerzos mas empleados son los de fibra de vidrio debido a sus buenas propiedades y características y precio asequible.
• Soldeo de grapas: La grapa metálica se calienta por el efecto de la resistencia eléctrica que opone al paso de la corriente de la pistola y mediante una suave y controlada presión, que se realiza empujando la pistola, se provoca que la grapa se introduzca en el interior en la zona dañada del plástico, en la fisura, consiguiendo que la zona quede más reforzada. Se colocan grapas de diferentes tipos y grosores y en cantidad determi- nada, según el daño que presenta la pieza. La grapa metálica, durante la fase de soldadura, puede llegar a alcanzar una temperatura cercana a los 500 oC, por ello es conveniente utilizar guantes de protección durante el trabajo.

 Dentro de los termoestables:

Para la reparación de elementos termoestables, se requiere una técnica análoga a la de fabricación del producto, con la diferencia que las telas y resinas no se aplican sobre un molde, sino sobre el elemento que debamos reparar.Se pueden reparar de los siguientes métodos:
- Adhesivos o resinas con refuerzos.
- Masillas de poliester reforzadas.
A continuación, se desarrollaran los anteriores apartados:
-Adhesivos o resinas con refuerzos: Además de los poliuretanos y las resinas epoxy (ya mencionadas en el punto anterior) para la reparación de este tipo de materiales también se suelen utilizar las resinas de poliéster ya que son más económicas. En el proceso de curado se comportan de forma idéntica.
Al igual que para la reparación de los termoplásticos los refuerzos mas empleados son los de fibra de vidrio. En combinación con las resinas epoxy y de poliéster presentan muy buenas propiedades mecánicas y una excelente adherencia.

-Masillas de poliester: Muy utilizadas en la reparación de pequeños daños, como rayones, arañazos, grietas no pasantes, etc.En cuanto a la fabricación de moldes y piezas de elementos termoestables podemos decir que se pueden realizar mediante varios métodos:
-Por moldeo compresión: gránulos de plástico se introducen en moldes donde se calientan y comprimen produciéndose el curado y la forma definitiva.

-Por impregnacion con resinas: se extienden capas delgadas de resina liquida de poliester insaturada o epoxi a la que se le añaden refuerzos de fibra.
-Por inyección: parecido al utilizado con plásticos termoplasticos pero controlando valores de temperatura y presión.

Elementos sintéticos

Pasamos ahora a estudiar, los elementos sintéticos en le vehículo, que tocan de lleno en nuestra asignatura, puesto que es en los guarnecidos, recubrimientos, etc... donde es mas usual ver elementos sintéticos.

Introducción:

Los materiales sintéticos, son materiales que no se encuentran en la naturaleza, sino que han sido creados por el hombre artificialmente. El inicio de todo este mundo material comenzó en el año 1860 con la aparición del celuloide. Este material se creo a partir de la modificación química de las moléculas de celulosa que se encuentran en las plantas.Un gran problema de este material era su extremada inflamabilidad y sensibilidad a la luz.
En 1862, Alexander Parkes había creado un material duro que podía ser moldeado(parkesin). Primer material semi-sintético.
En 1906 Leo Hendrik Baekeland creo la Baquelita, un material sintético que al contrario de todos los plásticos  en vez de derretirse, se endurecía.
Después de la primera guerra mundial, se comenzó a crear materiales sintéticos derivados del petroleo.El polimetilo de metacrilato o mas llamado " plexiglas", fue uno de los materiales mas conocidos de la época.

Procesos químico para su producción:

Los materiales sintéticos son compuestos químicos formado por macromoleculas también llamados polímeros.Los proceso químicos que podemos encontrar son: -Polimerizacion: Proceso mediante un catalizador, se unen varias moléculas individuales y homogenas de un compuesto,denominado monomero, para formar un cadena de múltiples eslabones de este y obtener moléculas gigantes llamadas macreomoleculas.
Suele iniciarse añadiendo un acelerador de reacción normalmente peróxidos.El proceso de polimerizacion consta de tres fases:
  -Reacción de iniciación.
  -Crecimiento de la cadena.
  -Reacciones de cierre. -Policondensacion: Por este método se obtiene el poliester y resinas fenolicas. Dos moléculas diferentes reaccionan entre si, dando lugar a uniones entre ellas que forma macromoleculas. Descubierto en 1910. Se obtienen materiales termoplasticos o termoestables. -Poliadicion: Se obtiene productos con mejores propiedades físicas y mecánicas cuando se polimerizan simultáneamente dos o mas monomeros.

Clasificación en la autmoción:

-Termoplasticos: Están formados por macromoleculas lineales o ramificadas, no entrelazadas.En general son duros en frió y al calentarlos se reblandecen y fluyen.
El proceso de calentamiento para darles forma y el posterior enfriamiento para que endurezcan con la forma deseada, puede repetirse prácticamente de forma ilimitada. Algunos ejemplos de este tipo son: polietileno , el cloruro de polivinilo , poliesterol, polipropileno.....Se usan para el aislamiento de cables electricos, calandras,interior del motor, salpicaderos, spoilers, rejillas, paragolpes, baterias..

-Termoestables: Se denominan así por no sufrir ninguna variación en su estructura al ser calentados, ni se reblandece ni fluyen al ser sometidos a presión o calor, siempre que no llegue a la temperatura de descomposición  Entre los materiales termoestables se encuentran las resinas fenolicas, resinas alquidicas, resinas de poliester no saturadas.... Se usan para fabricar portones, capos, salpicaderos.

-Elastomeros: Son materiales macromoleculares, que ne un amplio margen de temperaturas, pueden sufrir, sin rotura, deformaciones considerables bajo la acción de fuerzas relativamente pequeñas y recuperar posteriormente su longitud primitiva. Podemos encontrar cauchos naturales y sintéticos , poliuretano.. Se utilizan en cantoneras, revestimientos interiores, asientos.

Elementos, definición y marcaje utilizados en la automoción:

• Termoplasticos:

-ABS ( acrilonitrilo-butadieno-estireno): Tiene buenas  propiedades en cuanto a rigidez, tenacidad, estabilidad dimensional , resistencia a los productos químicos y buena calidad de las superficies.Se usan en calandras y rejillas, estructuras del salpicadero.
-ALPHA ( abs- policarbonato): Presenta buenas propiedades mecánicas y térmicas  es rígido  resistente al impacto y con buena estabilidad dimensional. Se utiliza en spoilers, cantoneras, rejillas.
-PA ( poliamida): También conocida como nailon, se fabrica en varias densidades.Es tenaz, resistente al desgaste y a los disolventes usuales.
-PC( policarbonato): Materiales rígidos y duros con una excepcional resistencia al impacto.Son dimensionalmente estables, resistentes a la intemperie y al calor.Es combustible pero de carácter autoextingible. Se utiliza para revestimientos, paragolpes, interiores, pasos de ruedas, carenados de moto.
-PE (polietileno): Es el polimero de mayor producción  Es resistente a los productos químicos y a las levadas temperaturas, tiene una gran resistencia a la tracción y al impacto. Se utiliza para baterías, paragolpes, revestimientos.
-PP ( polipropileno): Tiene idénticas aplicaciones que el PE de alta densidad. Es buen aislante y muy resistente a la tracción y a la abrasión.

-PP-EPDM ( etileno-propileno-dieno-monomero): Es elástico y absorbe con facilidad los impactos, es resistente a la temperatura y de buenas propiedades eléctricas. Se utiliza en paragolpes, revestimientos interiores y exteriores.
-PVC 8cloruro de polivinilo): Resistente a la intemperie y a la humedad, pero no a la temperatura, por lo que hay que añadirle diversos estabilizantes. Se utiliza en cables eléctricos, pisos de autocares.
Termoestables:
-GU-P ( resinas de poliester reforzadas con fibra de vidrio): Son materiales rigidos, ligeros y de buenas propiedades mecanicas. Se utiliza en portones, capos, carenados de motos.
-GFK (plasticos reforzados con fibra de vidrio): Presentan una estructura formada por una resina termoendurecible y fibras de vidrio. SE usan en paragolpes, salpicaderos.
-EP ( resina epoxi): Son materiales duros, resistentes a la corrosión y a los agentes químicos  no originan encogimiento. Se utiliza como adhesivo para los metales y para la mayoría de las resinas sintéticas.

• Elastomeros:

-PU ( poliuretano) y PUR ( poliuretano rigido): Son la base de diversos elastomeros. Resitentes a la abrasion y na notable resistencia al desgarramiento. Se uso en cantoneras, revestimientos interiores, asientos.

Identificación: 

En la reparación de los materiales sintéticos, es imprescindible conocer la naturaleza de los mismos, pues las soldaduras deben ser realizadas con el mismo plástico.
Los métodos mas utilizados para realizar su identificación son:
-Por combustión: Es un procedimiento fácil y rápido. Se realiza en cuatro fases.
  -Muestra necesaria para realizar la identificación.
  -Limpiar el trozo extraído retirando la pintura,grasa.
  -Prender el extremo con una llama limpia.
  -Observar las características de la combustión y comprarla con una tabla.
-Por el test de soldadura:
  -Quitar la pintura y limpiar una zona de la parte interior del elemento a reparar.
  -Seleccionar la tobera de acuerdo con la medida de la varilla.
  -Ajustar la temperatura.
  -Pasar la varilla a través de la tobera y comenzar a soldar.
  -Retirar el soldador, dejar enfriar y a continuación tirar de la varilla.
  -Si se desprende es que el plástico no es igual, ni compatible.
-Por el código de identificación: Permite el reconocimiento inmediato del material.
-Por la documentación del vehículo desarrollada en microfichas.
Durante las operaciones de fresado, es necesario llevar guantes, gafas de protección y mascara protectora contra el polco para evita la irritación ocasionada por la partículas finas removidas  por la fresadora.

Metodos de reparación:

-Soldadura: mediante fuerte calor y al conseguir un estado pastoso unir los dos pedazos.
-Acetona: la aplicación de gotas de acetona en puntos a unir proboca el estado pastoso del material.
-Adhesivos: La reparación de elementos sintéticos de la carrocería se utilizan generalmente adhesivos de poliuretanos o resinas epoxi. Se pueden reparar tanto elementos defectuosos que han perdido pequeñas cantidades de material como elementos con grietas o la restauración de pequeños elemento.

[PRÁCTICA] Sustitución parcial en estribo

Tras las prácticas de soldadura, y dominarlo medianamente bien, pasamos ahora a realizar una sustitución parcial en un vehículo, en este caso el Seat Ibiza granate.

Proceso realizado:

para empezar, tubimos que limpiar la zona a cortar y repegar y marcamos la zona por donde ibamos a cortar.

 Tras esto, empezamos utilizando el taladro con el cepillo para limpiar las zonas de pintura, para pasar a cortar las dos zonas marcadas con cinta de carrocero, y ademas a despuntear las 4 lineas que tiene de puntos de soldadura. la tercera linea de soldadura estaba algo dificil de ver pero finalmente la conseguimos localizar.

Para cortar las dos zonas utilizamos la sierra neumática, para el despunteado un taladro y una broca de 10mm y un cincel y un martillo para separar algunas chapas que estaban juntas y costaba despegarlas.

Aquí vemos el resultado de la primera mitad de la práctica.

Pasamos al priceso de montaje, posicionando la chapa que habiamos cortado y punteando de arriba hacia abajo y sujetandola con unas presillas, tras el punteado pasamos la radial para comprobar soldaduras defectuosas y repasar errores.

Tras puntear y dejar colocada a paño la pieza, procedemos a dar puntos para unir en su totalidad la pieza a la carroceria, la parte inferior fue algo mas laboriosa por la situación del vehículo, ademas al soldar se prendía fuego la cera del interior del estribo.

Para acabar repasamos con la radial los puntos con un disco milhojas.

Uniones pegadas; tipos de pegamentos

En los automóviles la unión pegada, esta muy extendida, sobre todo en las lunas, ya que ofrecen una gran hermeticidad, y buenos resultados de resistencia.

Adhesivos estructurales:
El uso de adhesivos estructurales se extiende a la practica totalidad de los sectores industriales. Sin embargo, adquiere especial relevancia en la industria aeronautica y en la automocion.
Por adhesivos estructurales se entienden aquellos que poseen una gran adherencia, una fuerte cohesion, una elevada resistencia mecanica y una excelente durabilidad. Para que un adhesivo pueda ser empleado con fines estructurales debe aportar una determinada rigidez a la junta adhesiva, de modo que los movimientos relativos a estas piezas no hagan perder su estructura. Por este motivo es importante conocer los modulos de elasticidad de los adhesivos elastomeros empleados con fines estructurales. Dicho modulo indica la relacion existente entre la tension aplicada a un material y la deformacion ocasionada. En los adhesivos elastomeros, como los poliuretanos, el modulo elastico no es constante, ya que no existe porporcionalidad entre tension y deformacion. En funcion de modulo de elasticidad se puede distinguir los siguientes adhesivos:

1. Adhesivos rigidos: Alta resistencia frente a esfuerzo normales o de cortadura. Baja resistencia frente a esfuerzos de pelado y desgarro y mala resistencia frente a esfuerzos dinamicos e impacto.
2. Adhesivos tenaces: buena resistencia frente a esfuerzos normales o de cortadura, buena frente a pelado y desgarro y buena frente a esfuerzos dinamicos e impactos.
3. Adhesivos flexibles: Baja resistencia frente a esfuerzos normales o de cortadura. Alta resistencia frente a esfuerzos de pelado o desgarro. Buena resistencia frente a esfuerzos dinamicos e impacto.

• -Caracteristicas:

-Los adhesivos estructurales pueden soportar y transmitir energia de una superficie a la otra sin recurrir ningun tipo de cierre mecánico,
-Pueden sustituir parcialmente a la soldadura
-En el encolado de metales, los adhesivos estructurales pueden compararse en cuanto a calidad, con una soldadura y a menudo ofrecen una resistencia superior.
-Muchos adhesivos estructurales, de curado a temperatura ambiente, soportan hasta 200ºC. Los siliconas que en ocasiones se emplean como adhesivos estricturales llegan a soportar hasta 350ºC
-La resistencia al corte de materiales unidos mediante tales pegamentos varia segun el tipo de encolado, el tiempo de endurecimiento y los materiales encolados, pero en todo caso alcanza valores que oscilan entre 150 y 250 km/cm2.
- Permiten la union de materiales distintos
-Se pueden unir metales con propiedades eletroquimicas distintas, evitando la corrosión, la erosion por friccion y la corrosion por frotamiento.
-Reduccion del numero de componentes.
-Distribucion uniforme de la tensión; se minimiza el riesgo de rotura por fatiga al eliminarse las tensiones puntuales.
-Mejoran la estetica del montaje.
-No se podrucen distorsiones del material, ya que se elimina el calentamiento y pueden unirse piezas con diferentes masas y dimensiones.
-Ofrecen, en muchos casos, buenas porpiedades de estanqueidad.

• Clasificación:

-Poliuretanos bicomponentes
-Resinas epoxi.
-Adhesivos acrilicos
-Silanos modificados.

Proceso de Unión con Adhesivos:
Debemos tener en cuenta:

• Elección del adhesivo.
• Diseño de las uniones adhesivas.
• Preparacion de las superficies a unir.
• Preparacion-aplicacion del adhesivo.
• Endurecimiento del adhesivo.

Eleccion del adhesivo:
Debemos tener en cuenta distintos aspectos tales como:

• Densidad
• Viscosidad
• Variacion de volumen.
• Tipos de sustratos a unir
• Acabado superficial de las partes a unir
• Temperaturas maximas y minimas a las que trabajara la unión.
• Rigidez de la union y elementos a unir.
• Condiciones de uso de la union adhesiva.
• Velocidad de formacion de piel.
• Caducdad
• Tiempo de manipilacion
• Tiempo de curado.

Condiciones generales para el diseño de las uniones adhesivas:

• Utilizar siempre el mayor area posible.
• Alinear correctamente las uniones, de modo que las tensiones se absorban en la direccion de mayor fortaleza de la union.
• Diseñar sub-ensamblajes de modo que solo se precise una operacion de adhesion para el ensamblaje de todo el conjunto.
• Evitar partes con curvarturas complejas.
• La union adhesivas no se debe calcular ni mas resistente, ni mas debil que las piezas a ensamblar.
• Prever formas que garanticen que la union adhesiva solo se comenta someta a tensiones mecanicas de cotadura y/o compresion.

Preparación de las superficies a unir:
Es el paso mas critico en el preceso de unión. Si no se realiza una preparacion satifactoria de la superficie, la union fallara de una forma imprevisible en la adhesvion. Para lograr una union optima suele ser necasrio un tratamiento superficial correcto en funcion del material a unir.

Preparacion-aplicacion del adhesivo:
Los adhesivos bicomponentes han de mezclarse cuidadosamente y en las proporciones especificadas por el fabricante para obtener una mezcla homogenea. Muchos productos se presentan envasados en cartuchos dobles de distintas capacidades, en unas proporciones de:

• 1parte de adhesivo y 1 de endurecedor para poliuretanos.
• 2 partes de resina y 1 de endurecedor para las resinas epoxi.

estas proporciones son universales.

Endurecimiento del adhesivo:
Los tiempos de endurecimiento y secado varian de un adhesivo a otro, normalmente, a temperatura ambiente, a partir de las cinco horas ya se tiene una buena resistencia de la junta, aunque el curado total del adhesivo no se producira hasta 24 horas aproximadamente, aunque en cualquier caso, siempre se debe respetar el tiempo recomendado por el fabricante.

Normas de seguridad e higiene:
Las resinas epoxi pueden incluir componentes potencialmente peligrosos para la salud, por lo que es recomendable, en cada caso, disponer de las oportunas instrucciones de manipilacion de estos productos.
Los poliuretanos contienen restos isocionatos tóxicos, aunque las concentraciones de vapor a que dan lugar nunca superan los limites establecidos como peligrosos.
Normas de caracter general:

• Muchos agentes de curado causan irritación en piel, ojos y vías respiratorias. Durante su manipulación deben emplearse guantes, gafas y mascarilla.
• Realizar las operaciones en lugares bien ventilados.
• No efectuar operaciones cerca de llamas o cuerpos incandescentes.
• No fumar durante la operación.
• Almacenar los productos en lugares bien ventilados y alejados de calor.
• en caso de contacto con los ojos, deberá lavarse inmediatamente con agua abundante y acudir a un medico.
• En caso de contacto con la piel deberá lavarse inmediatamente con agua abundante y jabon en la zona afectada

[PRÁCTICA] Soldadura TIG

Pues esta práctica, la verdad que fue bastante breve. Consistía en unir dos piezas de 100x50mm con un espesor de 3mm, unidas con la máquina de soldar TIG sin aporte de material.
La soldadura me pareció bastante bonita e interesante, y con unos resultados bastante buenos. Permite ir despacio y que quede un cordón bonito.
El funcionamiento es prácticamente igual a la semiautomática pero debemos preocuparnos mas por el gas que se da a la soldadura para protegerla.

[PRÁCTICA] Soldadura tope con SMAW o electrodo.

En esta práctica veremos la pieza realizada por SMAW que es la soldadura en su máxima expresión visual, es muy didactica y muy fácil de aprender a usar pero cada día mas en desuso en la automoción.

La práctica consiste en unir 3 piezas de 50x100mm 2 de ellas con un chaflán a 45º.
Primeramente, cortamos las piezas de una llanta de 100 de ancho y 5mm de espesor. Para cortarlo usamos la amoladora radial y para dejarlas todas a la medidad lo limaremos hasta dejarlo a la medida indicada. a continuación pasamos a hacer el chaflán, que lo podemos hacer con la amoladora y un disco de desbastar.

Tras esto, pasamos a configurar la máquina, lo puse a unos 120A, como consejo del profesor.
 Después uniremos las piezas con las presillas y ya tenemos la pieza lista para soldar. Es importante la separación de las piezas para que la soldadura cale, teóricamente debemos separarlas la mitad del espesor de la pieza, es decir 2'5mm.
Tras realizar el primer cordón, me di cuenta de que la soldadura se torció y practiqué otro cordón encima y en la dirección correcta. Las piezas con chaflán quedaron mejor, hice un cordón inicial y después hice varios encima.

Es importante limpiar bien la pieza con el cepillo de alambre y retirar la escoria de la soldadura para que quede lo mejor posible.