Laboratorio # 7-Tecnologia de La Adhesion

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Integrantes

Apellidos y Nombres Nota

Condori Cornejo Alonso

Gamero Cárdenas Leonel AlfredoLópez Yana Richard Tisoc

Ocon Candía Enrique Leoncio

Profesor: Juan Manuel Gómez

Programa profesional:

MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA DE PLANTA

Grupo: A

Fecha de entrega: 14 05 15Mesa de trabajo:

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CURSO: TECNOLOGÍA DE MATERIALES

LABORATORIO: 07

TEMA: “UNIONES PEGADAS”

“TECNOLOGIA DE LA ADHESIÓN”


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Ciclo : II

TEMA: “UNIONES PEGADAS”Fecha de entrega : 14/05/15Sede : Arequipa

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1.- INTRODUCCION:

En la antigüedad, y desde tiempos inmemoriales, se han usados ceras, resinas naturales, gomas y breas asfálticas como adhesivos calientes {fundidos} para unir una variedad de materiales, y muchos de estos son usados hoy en día con éxito. Se sabe que adhesivos resinosos eran usados por los egipcios hace 6000 años atrás para unir vasijas de cerámica. Otros adhesivos, tales como la caseína de la leche, almidón, azúcar, y cola de animales y pescado.

En el presente siglo se han descubierto resinas, elastómeros, derivados de la celulosa y otros productos que han traído un mayor número de aplicaciones de los adhesivos en la industria. Como sistema de unión y/o sellado de materiales, los adhesivos ocupan un lugar que en ocasiones comparten con otros sistemas de unión. No obstante, los adhesivos requieren conocimientos básicos para un adecuado uso y sólo a través de un diseño adecuado de la unión se logran resultados satisfactorios.

Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades de un material.

Existen distintos ensayos, que nos darán las diferentes propiedades y características del material.

Figura 1: Materiales Adhesivos para realizar las probetas.


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2.-OBJETIVOS GENERALES

Verificar la tracción de cada material y reconocer las distintas curvas de elasticidad de los materiales con sus respectivos pegamentos.

Determinar los parámetros más adecuados para la realización de la unión de los diversos materiales.

Determinar cuál de las gomas sintéticas empleadas en la experimentación posee una de las mejores resistencias a la tracción.

Utilizar racional mente diferentes pegados en aplicaciones

industriales.

Establecer la relación entre tipo de unión con el esfuerzo que

soporta la unión.

Figura 2: Distintos tipos de Ensayos Destructivos

INDICACIONES DE SEGURIDAD DE USO OBLIGATORIO Portar los implementos de seguridad antes de ingresar al laboratorio. Usar lentes de seguridad.


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Usar zapatos de seguridad. Mantener distancia al momento de realizar los experimentos y mediciones. No realizar los experimentos si no estás seguro. Verificar que los materiales a trabajar estén en buen estado.

NORMAS DE SEGURIDAD DE UN LABORATORIO O TALLER

No introducir alimentos y bebidas al taller. No correr dentro del taller. Procurar el orden en todo momento al realizar una práctica; y abandonar

el taller una vez que se haya terminado la práctica. Manejar los aparatos del taller con el mayor cuidado posible, siguiendo las

indicaciones del maestro y de los alumnos asesores. Ser puntual al momento de comenzar la práctica.. Evitar el portar joyas en el taller, por ejemplo: cadenas, esclavas, etc. Nunca se debe usar ropa suelta cuando este cerca de una maquinaria. Use siempre gafas de protección en casos necesarios.

Figura 3: Accesorios y Normas de seguridad en el Taller


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FUNDAMENTO TEORICO:

ADHESIVOS O PEGAMENTOS

Definición de adhesivo

El adhesivo es descrito por su uso industrialmente es una sustancia con capacidad de mantener dos materiales juntos mediante la adhesión de superficies.

Definimos el adhesivo como un material no-metálico el cual es capaz de unir 2 sustratos mediante los mecanismos de adhesión (desarrollados entre el adhesivo y el sustrato) y los mecanismos de cohesión.

Tal y como expone la definición anterior, un adhesivo es un material no metálico, generalmente nos referimos a los adhesivos a materiales compuestos por polímeros orgánicos.

Continuando con la definición de adhesivo en cualquier unión adhesivada nos encontramos con el siguiente esquema:

Figura 4: Esquema de la Unión Adhesivada de los materiales

Atendiendo a la figura anterior y a la definición de adhesivo, necesitamos definir 3 conceptos importantes:

Sustrato o adherenteAdhesiónCohesión

DEFINICIÓN DE SUSTRATO O ADHERENTE:

Corresponde al material que pretendemos adhesivar o unir, por ejemplo:


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http://www.losadhesivos.com/definicion-de-polimero.html

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Si queremos adhesivar 2 planchas de aluminio, cada una de las planchas de aluminio será el sustrato, en este ejemplo tanto el sustrato 1 como el sustrato 2 son iguales.

DEFINICIÓN DE ADHESIÓN:

Corresponde a todas las fuerzas o mecanismos que mantiene unido el adhesivo con cada sustrato, el término de adhesión hace referencia al conjunto de los mecanismos y fuerzas situadas en una fina capa (capa límite) existente entre el sustrato y el propio adhesivo.

Definición de cohesión - Corresponde a todas las fuerzas o mecanismos que mantiene unido el propio adhesivo.

Figura 5: Adhesión – Cohesión – Adhesión.

Tanto en la definición de adhesión y cohesión se hace referencia a las fuerzas que permiten mantener unidas el adhesivo con el sustrato (adhesión) y el propio adhesivo (cohesión).

LA COLA SINTETICA: es un adhesivo de tipo orgánico, sintético;

específicamente es una emulsión líquido de aspecto lácteo que tiene en

suspensión pequeñísimas partículas de sustancias aceitosas o resinosas)

de polivinilo acetato o polivinilo acrilato (pva) más aditivos que sirven para

darle ciertas características especiales


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Figura 6: Cola Sintética.

TRIZ: Es un extraordinario pegamento súper efectivo a base de

CIANOACRILATO .Una bota basta para pegar en pocos segundos todo

tipo de superficies. Fácil de usar, una gran variedad de aplicaciones lo hace

imprescindible en los talleres y hogar. Es transparente resultado invisible la

finísima línea de unión.

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.

Una falla en la adhesión se manifiesta por una mala preparación de las superficies.

Figura 7: Triz y Soldimix


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Figura 8: Fuerza de Adhesión

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.

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..

Cargas: Se agregan para reducir costos o mejorar ciertas propiedades como la fluidez 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.


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Separaciones:Separación por adhesión: cuando la separación se produce en la interface sustrato-adhesivo.

Separación por cohesión: cuando se produce la ruptura del adhesivo.

Ruptura de sustrato: cuando el propio sustrato rompe antes que la unión adhesiva o que la interface sustrato-adhesivo.

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

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 poli acetato 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

Figura 9: Tipos de Ruptura


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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.

MATERIALES:

PEGAMENTOS y MATERIALES UTILIZADOS

Pegamento de dos componentes


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Pegamento de un componente

Pegamento de un componente para elastómeros

Probetas de Triplay de 6x3 cm

Probetas de Aluminio de 6x3 cm

PROCEDIMIENTO

Primero preparamos las probetas de triplay y aluminio de las medidas indicadas en el cuadro anterior y luego pegamos las mismas.

Esto fue realizado dos días antes de la experiencia para que los pegamentos agarren bien el material, también las probetas fueron pegadas según las especificaciones dadas por el profesor.


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Figura 10: Adecuadas medidas de las Probetas a realizarse en el laboratorio de Uniones Pegadas.

TRIZ

Fuerzamax(N) Fuerzarotura(N) Observaciones

Madera – madera

1680 N 1550 N

Se vio desprendimiento de madera de ambos

lados al ser separados


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Metal – metal 912 N 912 N No se desprendió ninguna parte del

metal solo se formó una pequeña película

sobre cada metal

Madera – metal 134 N 122 N

No se desprendió material de ningún

lado solo se formó una ligera capa de pegamento.

probetas de triplay y aluminio

COLA SINTETICA


Madera – madera

1510 N 301 N



Metal – metal 48.2 N ---- No se desprendió ninguna parte del

metal solo se formó

Figura 11: Probetas de triplay y aluminio pegadas con Triz


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una pequeña película de color blanco sobre

cada metal



lado solo se formó una ligera de color blanco capa de pegamento.

Figura 12: Probetas de triplay y aluminio pegadas con “Cola Sintética”

SOLDIMIX AL 50% A Y 50% B


Madera – madera

2090 N 1590 N



Metal – metal 1180 N 1180 N No se desprendió ninguna parte del

metal solo se formó


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una pequeña película de color plomo sobre

cada metal



lado solo se formó una ligera de color plomo capa de pegamento.

Figura 13: Probetas de triplay y aluminio pegadas con soldimix al 50% A y 50% B



Madera – madera

1430 N 1420 N



Metal – metal 1270 N 1270 N

No se desprendió ninguna parte del

metal solo se formó una pequeña película de color plomo sobre

cada metal


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Madera – metal 822 N 802 N No se desprendió material de ningún

lado solo se formó una ligera de color plomo capa de pegamento.




Madera – madera

136 N 26.9 N



Metal – metal 196 N 98.4 N

No se desprendió ninguna parte del

metal solo se formó una pequeña película

sobre cada metal

Madera – metal 583 N 450 N No se desprendió material de ningún

lado solo se formó una


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ligera capa de pegamento.


8. OBSERVACIONES

Observamos que a la hora de realizar trabajos de cualquier tipo que impliquen la utilización de estos adhesivos deberemos tener en cuenta varios factores para garantizar nuestra seguridad en el manejo de los mismos, así como la higiene del lugar y del material sobre el que estemos trabajando.Observamos que en los envases de los adhesivos vienen normalmente Indicaciones a tener en cuenta acerca de los datos a tener en cuenta en lo que a seguridad e higiene se refiere ; modo de empleo , riesgos a evitar , sistemas de limpieza , acciones a emprender en caso de ingesta o contacto con ojos nariz boca,etc.Observamos que Los adhesivos de polimerización rápida, como los de cianoacrilato pueden provocar quemaduras por contacto de una cantidad considerable con la piel.Se observó que los tiempos de endurecimiento y secado varían de un adhesivo a otro; normalmente, a temperatura ambiente, a partir de cinco horas ya se tiene una buena resistencia de la junta.Observamos que Siempre que manipulemos cualquier adhesivo es necesario tener una serie de pautas de protección de la persona que va a manipular ese adhesivo.


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Observamos que EL SOLDIMIX es buen pegamento para los metales al igual que el tris.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 logró despegar.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.


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9. CONCLUSIONES

PRIMERA: Identificamos el tipo de pegamento con el cual un material podría hacer pegado y presentar una buena resistencia a la tracción

SEGUNDA: Se llegó a identificar el riesgo que puede ocasionar estos productos con una mala utilización en la industria.

TERCERA: En conclusión se estableció la relación entre el tipo de unión con el esfuerzo que soporta la unión.

CUARTA: Se demostró la fuerza de compatibilidad de los pegamentos utilizados con los materiales.

QUINTA: Verificamos que la mayoría de los pegamentos trabajan mejor en la madera – madera y que en la mescla de materiales como madera – metal se adhieren muy poco.

SEXTA: Verificamos que en el caso del soldimix en la proporción mayor de la parte B se adhiere mejor en la mezcla de materiales y que en la madera- madera no tuvo mucha fuerza de adhesión.

SEPTIMA: La cola sintética es un mal pegamento para unir piezas de acero, como lo notamos en este laboratorio este pegamento es muy débil para unir piezas metálicas, esta se despegan hasta con su mismo peso.

OCTAVA: Debemos saber que pegamento es el adecuado para hacer una unión por que estos no dan los mismos resultados en todos los materiales.

NOVENA: La cola sintética es un muy buen pegamento para la madera ya que en este laboratorio lo demostramos en la prueba de tracción en la que las probetas no se llegaron a despegar solo que no una de ellas se quebró.

DECIMA: El soldimix es buen pegamento para los metales al igual que el tris.


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10. BIBLIOGRAFÍA

Appold, Hans (1984). Tecnología de los metales. Barcelona: GTZ. (669.9/A64)

Ashby, Michael F. (2008). Materiales para ingeniería 1. Introducción a las propiedades, las aplicaciones y el diseño. Madrid: Reverté (620.1/A81/1)

De Garmo, E. Paul (1988). Materiales y procesos de fabricación. Barcelona: Reverté (620.1/D36)

Higgins, Raymond A. (2006). Materials for engineers and technicians.Massachussetts: Newness (620.1/H52)

Shackelford, James F. (2010). Introducción a la ciencia de materiales para ingenieros. Madrid: Pearson Educación (620.1/SH47/2010)

ANEXOS:


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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 más 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 condiciones deben existir en las superficies a pegar para lograr un buen pegado?

Tener el material limpio fuera de grasa y oxidación Usar el pegamento adecuado al MATERIAL El material debe estar seco.

5. ¿Qué relación existe entre material y pegamento?

Existe relación de cohesión y adhesión

A. Indique los tipos de pegamentos utilizados en materiales sintéticos.B. Indique los componentes del cual está formado los pegamentos

utilizados en laboratorio.


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Pegamentos

No

mb

res

com

erc

iale

s

Tem

pe

ratu

ra

de

tra

ba

jo

Tiempo de

secado

Aplicación Recomendaciones

Pegamento de dos

componente

(No industrial)

Soldimix mejorado

< 45° 10 min

En el hogar

Automotriz

En Talleres industriales

Laboratorios

Es Tóxico Fuera de

alcance para los niños

Usar Guantes

Usar Mascarillas

Usar Lentes

Pegamento de dos

componente

(industrial)

Soldimix acero

plástico extra fuerte

18ºC12 a 24 Horas

En el hogar

Automotriz

Talleres industriales

Laboratorios

Es Tóxico Fuera de


Guantes Mascarillas Lentes

Pegamento de un componente

(industrial) Sianoacrilato (Triz)

20ºC 10 a 15 segundos

En el hogar

Automotriz

Talleres industriales

Laboratorios

Es Tóxico Fuera de


Usar Guantes

Usar Mascarillas

Usar Lentes


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