Tecnologías de unión en carrocerías
- La carrocería de un automóvil está formada por un número importante de piezas de chapa, que se ensamblan entre sí por diferentes sistemas de unión, obteniendo la propia carrocería.
- En la fabricación del automóvil, la utilización de un tipo de sistema de unión u otro depende de diversos factores, que se tienen en cuenta en el diseño del vehículo.
- Asimismo, en el momento de la reparación también se deberá tener en cuenta si se puede aplicar el mismo sistema de unión utilizado en fabricación, o si se debe reemplazar por otro sistema diferente, para lo cual se seguirán las indicaciones del manual de reparación del fabricante.
En fabricación, la carrocería del automóvil se ensambla de dentro hacia afuera. El ensamblaje comienza por el piso, añade los pasos de rueda, la caja de aguas, el subpiso delantero y el trasero, los conjuntos laterales y, finalmente, el techo. Posteriormente, se añaden los elementos amovibles, puertas, capó y aletas.
Sin embargo, en reparación, cuando el vehículo llega al taller, este ya está ensamblado y se trabaja desde fuera hacia adentro. Por ello, en muchos casos el acceso a las piezas para realizar las uniones es diferente a fabricación, así como los equipos o la tecnología que se dispone.
Por otro lado, en las carrocerías hibridas, se utilizan diferentes materiales, es decir, parte de aluminio y parte de acero. Fabricar una carrocería hibrida, supone una complejidad mayor, por ejemplo, por la diferencia de materiales en uniones de aluminio y acero que, al entrar en contacto, pueden ocasionar corrosión galvánica. Por ello el tipo de unión es más importante, y en la mayoría de las ocasiones, se utiliza una unión con adhesivo estructural siempre aplicando adhesivos de baja conductividad eléctrica.
La utilización de un sistema de unión u otro para el ensamblaje de las piezas de la carrocería depende de diversos factores, como pueden ser: los materiales a unir, la resistencia que deba tener la unión, el acceso a la unión, el espesor de las piezas a unir, la geometría de la unión, que la unión deba ser amovible o fija, que la unión quede visible u oculta, así como de las tecnologías disponibles.
Entre los sistemas de unión que se utilizan en fabricación nos encontramos fundamentalmente, los siguientes:
- Soldadura
- Adhesivo
- Clinchado
- Remachado
- Atornillado
- Engatillado
La soldadura es el sistema de fijación más empleado en el ensamblaje de las piezas de carrocería de acero, gracias al gran nivel de automatización que posibilita y los altos niveles de resistencia que lo caracterizan.
Los tipos de soldadura utilizados en la fabricación de las carrocerías son, entre otros, la soldadura por puntos de resistencia eléctrica, la soldadura MIG/MAG, la soldadura MIG Brazing y la soldadura láser.
La soldadura por resistencia eléctrica por puntos consiste en hacer pasar una corriente eléctrica de gran intensidad, en un corto periodo de tiempo, a través de los metales que se van a unir. Como en la unión de los mismos la resistencia al paso de la corriente es mayor que en el resto de sus cuerpos, se generará el aumento de temperatura en la zona de la unión (efecto Joule). Aprovechando esta energía y en combinación con la presión ejercida por los electrodos se logra la unión.
Este tipo de soldadura es el sistema más utilizado para la unión de piezas de la carrocería tanto en fabricación, como también en la reparación de carrocerías de automóviles, pero tiene el inconveniente de que es necesario tener acceso por ambos lados a la unión.
La soldadura MIG/MAG es un tipo de soldadura por arco eléctrico bajo gas de protección. Provoca un mayor calentamiento de las chapas que la soldadura de resistencia, pero no necesita acceso por ambos lados.
Este tipo de soldadura se utiliza en algunos casos en reparación, con costura a punto tapón para reemplazar la soldadura por puntos de resistencia eléctrica cuando no se tiene acceso por ambos lados a la unión.
La soldadura MIG brazing, o CuSi3, es una soldadura MIG, soldadura por arco eléctrico bajo gas de protección, pero utilizada como soldadura fuerte (soldadura heterogénea) ya que no se funde el material base, pero sí el material de aporte. El alambre de aportación es de una aleación de cobre y Silicio.
Las ventajas respecto a la soldadura MIG/MAG son que permite soldar a una temperatura inferior, con lo que se reduce la cantidad de protección de cinc que se puede evaporar y realiza una menor aportación de calor al material base, reduciendo el riesgo de deformaciones de las chapas, provocadas producidas por el calor en el material. Además, otro factor muy importante es que provoca un menor número de salpicaduras
Generalmente se utiliza en fabricación para la unión solapada de dos piezas, cuando no se puede utilizar ni la soldadura por resistencia, ni la soldadura láser.
Esta técnica de soldadura es posible realizarla en reparación, si se disponen de los equipos necesarios y el fabricante así lo indica, pero siempre teniendo en cuenta que se trata de una soldadura fuerte, por lo que se debería utilizar con solape.
La soldadura láser permite realizar uniones con una zona afectada térmicamente muy localizada. Esta tecnología permite realizar largos cordones de soldadura con un acabado limpio y una gran estabilidad en las cotas de producción. Sin embargo, únicamente se puede utilizar en fabricación.
El sistema de unión mediante adhesivo tiene la característica de que es una unión continua, que permite transmitir los esfuerzos más homogéneamente.
La unión mediante adhesivo se utiliza en fabricación para la unión de zonas de las piezas en las que generalmente no se tiene acceso para la soldadura por resistencia. Los adhesivos para la unión de las piezas metálicas son estructurales.
El adhesivo utilizado en fabricación cura con la temperatura en los hornos de pintura, sin embargo, en reparación no puede curar a la misma temperatura que en fabricación porque el coche está montado con todos los componentes interiores y por esta razón se utilizan adhesivos bicomponentes con características técnicas ligeramente inferiores.
La soldadura por puntos de resistencia es el sistema de unión más utilizado para el ensamblaje de piezas de acero de carrocerías de automóviles cuando se tiene acceso por ambos lados a la unión.
El adhesivo, en algunos casos, se utiliza en combinación con puntos de resistencia. Este sistema provoca una resistencia más homogénea por toda la unión.
En el caso de la utilización de este tipo de unión en reparación, se debe tener en cuenta que, para soldarlos con unos niveles de calidad aceptables, son necesarios equipos de soldadura por resistencia de mayores prestaciones.
El clinchado es una técnica que se utiliza en fabricación para la unión, de piezas de espesor fino, entre un panel exterior y su refuerzo o bastidor, por ejemplo, en capós. Se trata de un método en el que las piezas se unen por deformación plástica en frío, mediante un punzón y una matriz, sin necesidad de material de aporte adicional.
El remachado se emplea más habitualmente para la unión de piezas en carrocerías de aluminio. Se utiliza tanto en fabricación como en reparación.
Existe diferentes tipos de remaches: remaches estampados autoperforantes, remaches macizos de aluminio, remaches huecos o Flow form. Para la estampación de estos remaches es necesario el acceso a ambos lados de la pieza.
Por otro lado, están los remaches ciegos o de clavo, que se utilizan cuando únicamente se tiene acceso por un solo lado de la pieza.
La técnica del remachado se utiliza generalmente como unión mixta en combinación con adhesivo.
Las uniones atornilladas , son amovibles, es decir, permiten un fácil desmontaje una vez unidas y, además, se pueden retirar las piezas, las veces que sea necesario.
En la carrocería nos encontramos elementos exteriores como traviesas de paragolpes o aletas delanteras que van atornilladas, de forma que se facilita su sustitución en caso de estar dañadas.
En el caso de carrocerías de aluminio, también nos encontramos con uniones mediante tornillos Flow Drill, que consisten en tornillos autoroscantes, que crean la rosca en la pieza por fricción, de modo que quedan atornillados a las piezas de aluminio por medio de la fricción.
En carrocerías de aluminio, debido a las características de este material, uno de los sistemas de unión más utilizados es el remachado.
En piezas que necesitan girar, como puertas, capós o tapas de maletero, se disponen de bisagras que permiten el giro de las piezas, de forma que se puedan abrir con facilidad. En este caso se trata de una unión articulada.
El engatillado, consiste en unir los bordes de dos piezas de chapa efectuando presión en ellos para doblarlos sobre si mismos una o dos veces. Se utiliza con espesores de chapa delgados y para piezas específicas como, por ejemplo, los paneles de puerta, capó, portón y pase de rueda trasero. En esta unión se debe garantizar la estanqueidad de la junta mediante la utilización de adhesivos con función selladora.
Finalmente, y como conclusión, de todos los sistemas utilizados para la unión de piezas de carrocería, el más habitual es la soldadura por resistencia eléctrica por puntos.