Preparación de superficies

Capítulo 1 La corrosión en la carrocería. Tratamientos en fabricación

Componentes del vehículo

1.1 ¿Qué es la corrosión?

Oxidación. Corrosión.

Oxidación Proceso químico Metal con Material diferente de oxidación reducción oxigeno

Proceso químico de oxidación reducción en el que se produce la combinación químicadel metal con el oxígeno, cuyo producto esotro material diferente.

Corrosión. Efecto físico Metal con Material características

oxigeno mecánicas muy precarias

Efecto físico resultante de la transformación producida al combinar el metal con el oxígeno, delque resulta otro producto con unas características mecánicas muy precarias.

Oxidación:

1.2 El proceso de la corrosión

1.2.1 Factores que intervienen en la corrosión del metal:

A. El tipo de metal.B. Composición química de la aleación.C. Proceso de fabricación.D. Estado de la superficie.E. El ambiente que los rodea.

A. El tipo de metal Los metales se corroen cuando están sumergidos en disoluciones acuosas.

Galvanómetro (medidor de corriente de baja intensidad)

La velocidad de oxidaciónestará en función del tipo

Barras de metal de metal y del tipo dedisolución en la que estánsumergidos.

Electrolito

Ejemplos:

Se corroen en disoluciones El calcio, sodio acuosas neutras, El cobre y Disoluciones ácidas y en y el hierro sin oxígeno. La plata presencia de oxígeno

El plomo y Necesitan el oxígeno o Los metales La corrosión no siempre el níquel de disoluciones ácidas nobles se produce

Galvanómetros Potencial Redox

Esquema de los potenciales normales en disoluciones ácidas (a 298 °K. —25 °C), en diferentes metales

Cuanto más alto es el potencial redox más tendencia a la oxidación tiene.

Metal Ión Potencial redox(en milivoltios)

Calcio 2760Sodio 2712

Aluminio 1670Cinc 762

Cromo 710Hierro 410Níquel 230Plomo 126

Hidrógeno 0Cobre -345Plata -800

Platino -1200Oro -1680

Ca2+

Na+

Al3+

Zn2+

Cr3+

Fe2+

Ni2+

Pb2+

H +Cu2+

Ag+

pt2 +

Au +

Dos metales en contacto de diferente naturaleza la velocidad e intensidad de la corrosión aumentará considerablemente.

B. Composición química de la aleación.

- Piezas plásticas para las partes de baja resistencia mecánica.

- Piezas de aluminio de gran tamaño y resistencia mecánica baja.

- Piezas de aleaciones con mas resistencia del acero usual, y mayor resistencia a la oxidación.

Carrocería

Carrocería integra de aluminio

C. Proceso de fabricación.

Los metales y sus Aplicando calor a los aleaciones se materiales de origen y Su pureza no sea realizan en los altos dejándolos enfriar en totalmente homogénea hornos. diferentes ciclos

Fabricación de materiales compuestos o mediante el hidroconformado, «fabricación a medida», que también contribuyen a la reducción de la oxidación en las esquinas y puntos de soldadura.

D. Estado de la superficie.

AnticorrosivasGalvanizada

La reducción de la corrosión de la carrocería también se puede conseguir con laaplicación superficial de metales protectores como el galvanizado y las imprimacionesanticorrosivas o las capas de sellado como las pinturas de fondo y acabado.

E. El ambiente que los rodea.

Impactos

1.3 El fenómeno de la autopasivación. Los óxidos protectores

La capa formada por el Capa hermética óxido desde el punto de

vista físico Capa porosa

Capa hermética.

Cinc Aluminio PlomoCobre

Capa Porosa.

Como el acero con el oxígeno se produce en ellos una reacción de oxidación que creauna capa de óxido porosa que permite el contacto del metal con el medio ambiente a través desus poros, por tanto, la reacción no se detiene.

1.4 La protección

• La protección por aislamiento.Los métodos de protección más empleados

• La protección por sacrificio.

La protección por aislamiento.

La protección por sacrificio.

Las protecciones más efectivas resultan de la combinación de ambos sistemas.

Resultado es superior a la suma de cada una de ellas individualmente.

1.5 La corrosión en el automóvil. Procesos de revestimiento de chapas empleadas para la fabricación de las carrocerías:

El acero Sin recubrimientos, protegido laminado Cualidades por una cara o por ambas.

Los recubrimientos se realizan:

A.Con diferentes aleaciones de metales protectores entre las que destacan la del cinc prácticamente puro o aleaciones en las que se emplean pequeñas cantidades de níquel, cromo o aluminio, con el cinc como componente mayoritario.

B.Protegiendo las chapas por una o por ambas caras dando lugar a las chapas monocincadas o bicincadas.

C. Utilizando los diferentes procesos de aplicación de los revestimientos que mejor se adapten a las aplicaciones que se van a desarrollar. Las chapas empleadas en carrocería son revestidas mediante procesos de galvanizado o electro cincado.

1.5.1 Clasificación dé los revestimientos

Metálicos

Los revestimientos pueden ser No metálicos

Dúplex

Metálicos:

. Electrolíticos Basándose en su fabricación . Por inmersión en caliente

los recubrimientos pueden ser: . Por deposición en vacío ( PVD, CVD ). Por metalización en caliente ( cinc y aluminio sobre acero)

. Anódicos: En los que el metal de recubrimiento es más electronegativo

Basándose en el proceso que el metal a proteger.electroquímico, pueden ser:

. Catódicos: Recubrimientos de estaño sobre acero ( hojalata ).

No metálicos:

- De conversión por cromatado, por fosfatado e inorgánicos. ( Cementos, silicatos de cinc y esmaltes vítreos ).

- Orgánicos, que incluyen pinturas a base de aceites, breas, alquitranes, betunes, plásticos ycauchos.

Dúplex:

- Resultan de la combinación de los dos sistemas anteriores.

La duración de esta protección es de 1,5 a 2,3 veces superior a la suma de ambas protecciones por separado

1.5.2 Tipos de revestimientos:

A. Galvanizados y electrocincados.

B. Galvanizados en continuo sistema “ SENDZIMIR MODIFICADO “.

C. Galvanizados por electrodeposición.

D. Recubrimientos catódicos.

A.Galvanizados y electrocincados, características principales:

Ambos procesos son recubrimientos metálicos en los que sus componentes principales son el cinc y pequeñas cantidades de otros compuestos. Formando una barrera física que aísla

del contacto con el oxígeno. Proporcionando protección química al absorber el oxígeno.

B. Galvanizados en continuo,sistema «SENDZIMIR MODIFICADO»

Consisten en la inmersión de una banda de acero, adecuadamente acondicionada, en un baño de cinc fundido que produce una reacción entre ambos materiales. Como resultado de esta reacción se crea una capa protectora.

En el proceso se distinguen cuatro etapas:

1.Acondicionamiento superficial de la banda de acero (limpieza).

2.Acondicionamiento metalúrgico del acero (térmico).

3.Recubrimiento y soplado (aplicación de la capa y control de espesor).

4.Acabados y postratamientos superficiales (para conseguir el más adecuado).

C. Galvanizado por electrodeposición.

En este proceso, se hace pasar la banda de acero a través de unas «celdas» electrolíticas que contienen una solución acuosa de iones metálicos, al tiempo que se les aplica una corriente eléctrica.

El procedimiento «SIDMED» ( tecnología NIPPON STEEL ) se realiza por debajo de los 80 °C (recubrimientos más dúctiles), y el control del espesor de capa se puede controlar de forma muy precisa.

El proceso se realiza en cuatro etapas básicas:

1. Acondicionamiento superficial de la banda de acero (limpieza).

2. Recubrimiento.

3. Pos tratamiento (eliminación de residuos).

4. Cromatado y pintura (obtención del producto denominado DUMED).

D. Recubrimientos catódicos:

Son recubrimientos de estaño sobre acero, comúnmente denominados hojalata; su empleo se centracasi exclusivamente en la industria alimenticia.

1.6. La corrosión en el automóvil. Procesos de prevención en fabrica.

Linea de galvanizado continuo

1.6.1. Prevención durante el proceso de fabricación de la chapa.

1. Empleando chapas de aceros modificados con titanio, cromo, níquel y acero inoxidable. Son losdenominados aceros ALE (alto límite elástico).

Materiales con diferente resistencia Aplicación de distintos aceros en la estructura

- Reducen el ataque de la corrosión, simulan un comportamiento metálico noble (ya que forman una película exterior pasiva).

2. Empleando chapas recubiertas por una o por ambas caras de materiales protectores como el cinc o el aluminio.

Por una cara: Piezas del interior

Por ambas caras: Los bajos, las aletasy el frontal de la carrocería.

3. Realizando carrocerías completas de aluminio, soldadas con tecnología láser. Esta técnica es empleada en modelos de gama alta. ( Audi ).

4. El empleo de materiales plásticos. Piezas de baja resistencia estructural.

• Cubierta del paragolpes con parrilla• Parrilla• Revestimiento de largueros de caja y molduras decorativas inferiores de puertas• Carcasas de retrovisor• Soporte de retrovisor• Tiradores de puertas• Lentes de faros• Lámparas traseras• Tapa del depósito• Antena de techo• Portón trasero

1.6.2. Prevención en el diseño de las carrocerías:

Mejorar la protección

1. Nuevos diseños que limitan cada vez más la corrosión de sus piezas, evitando bordes y esquinasagudas (factor “Evans” las formas angulosas facilitan la concentración de la humedad).

2. Disponiendo orificios de aireación para las zonas huecas (largueros, pilares travesaños).

3. Diseñando desagües en las piezas en las que se introduce el agua de lluvia o del lavado, principalmente en las puertas y en el compartimento de la calefacción.

4. Creando orificios taponables en lugares estratégicos para la aplicación de cera de cavidades

1.6.3. Prevención en el ensamblado de la carrocerías.

1. Empleando adhesivos estructurales, en lugar de soldadura.

2. Emplear soldadura menos agresivas, tipo MIG o Láser.

3. Emplear técnicas como “boca de pascado”.

1 2 3

1.6.4. Prevención posterior al ensamblado de fabrica.

Fases:

A. Limpieza de las chapas.B. Fosfatado y pasivado.C. Imprimaciones cataforésicas.D. Sellado de bordes.E. Revestimientos de bajos.F. Aplicación de aparejos.G. Pinturas de acabado.H. Control de calidad.I. Masillas y ceras de cavidades.J. Productos espumógenos.K. Placas insonorizantes.L. Ceras de conservación para estocaje.

Fosfatado:

Consiste en un tratamiento superficial mediante la inyección por toda la carrocería deuna solución fosfatante de cinc disuelto en agua.

Espesor de 1 micra

También se realiza por inmersión en grandes cubas (que contienen esta solución).

Imprimaciones cataforéticas.

hasta 20 micras

Sellado de bordes: El paso siguiente consiste en la hermetización mediante revestimientos orgánicos(cordones plásticos) de las uniones entre las diferentes piezas que componen lacarrocería, compartimento motor, pared frontal, habitáculo, maletero, puertas, portones ycapós.

Son selladores de muy baja resistencia tales como:

- Los que están basados en disolventes.

- Los de poliuretano (PU), normalmente de un solo componente, para sellados con distinta resistencia, desde uniones no estructurales como engatillado de puertas, a estructurales como las lunas pegadas.

- Los compuestos por silanos modificados, también son elásticos como los poliurctanos, pero presentan una mayor adhesión a la chapa y plásticos, una notable resistencia a los rayos ultravioleta y una óptima resistencia a la abrasión mecánica (para su empleo como antigravilla).

- Los moldeables, a base de goma de butilo o gomas sintéticas, empIea en las piezas que se consideran de elevada reponibilidad.

Revestimientos de bajos.

La protección de las zonas donde hay mayor posibilidad de impactos de pequeñosobjetos se aplican unos productos más densos, que tras su secado, ofrecen una durezasuperficial muy superior y crean un mayor poder de absorción frente a los impactos.

El túnelo, parte central del suelo,por la que discurre el catalizado y elescape, en muchas ocasiones setratan con un aparejo capaz deaislar y proteger térmicamente de lagran cantidad de calor que estoselementos irradian.

Los productos que se emplean son:

- Para la protección de bajos tradicionalmente se empleaban productos bituminososde aspecto gomoso de color negro, aunque en la actualidad se emplean productosplásticos como el cloruro de polivinilo (PVC), normalmente coloreados en negro, puedenllegar a repintar.

- Estos últimos se aplican sobre la carrocería en forma de polvos, a los que se sometea temperaturas de hasta 160 °C, para convertirlos en una fina lámina continua.

- Para la protección contra proyecciones tradicionalmente también se han venidoempleando productos bituminosos, que presentaban una mayor densidad, y una excesivarigidez, a diferencia de los actuales que resultan bastante más ligeros y resistentes.

Aplicación de aparejos.

Una capa de pintura de fondo al interior y exterior sin incluir los bajos, esta capaprotege la imprimación cataforética, mejora la adherencia de la pintura de acabado yfacilita la aplicación del color mejorando su poder de cubrición.

Pinturas de acabado:

Son las capas finales que se emplean principalmente para dar una apariencia estéticao llamativa al vehículo.

- Una capa que proporciona color y brillo por sí misma (acabados monocapa).

- Dos capas (acabados bicapa), la primera capabase contiene el pigmentos de color solamente ode color y efecto. (efecto: metálico o/y perlado).La segunda capa es transparente, se trata dé unbarniz.

Control de calidad:

Al terminar la aplicación de pintura de acabado se realiza un control visual de toda lapintura.

Masillas y ceras de cavidades.

Para poder conjugar la rigidez estructural necesaria con la reducción del peso total y elcoste de los materiales, la carrocería presenta un gran número de cavidades y parteshuecas de difícil accesibilidad y ventilación, siendo muy propensas a la corrosión.

- Estas zonas, necesitan una buena protección anticorrosiva; se recubrencon ceras de cavidades, con un altopoder de relleno y penetración.

- Se aplican a temperaturas cercanas a los 60 °C y con la carrocería precalentada parafacilitar aún más su poder de penetración. Inyectándolas a través de orificios estampadosen la carrocería al principio o al final de cada una de las zonas huecas (largueros, pilares,travesaños, paneles laterales y capós),

Productos espumógeno:

- En algunos de los vehículos y como alternativa a las ceras, se aplican productos de relleno. - Este relleno es una espuma basada en prepolímeros de PU en forma de pasta,

- Al ser inyectada se expande en las cavidades hasta rellenar todo el hueco y formar un producto esponjoso y sólido.

Placas insonorizantes. - En las que se pueden producir más vibraciones y ruidos (como son los paneleslaterales, puertas, capós y en el interior, sobre los suelos), se adhieren planchasantisonoras que amortiguan las oscilaciones y el ruido que se producirían en la piezadebido a las vibraciones.

1.7 Zonas especialmente afectadas por la corrosión:

- En vida útil de la carrocería, sus componentes están sometidos a diferentes gresiones tanto físicas como químicas, que en mayor o menor medida son vulnerables a la corrosión.

1.8 Formas que presenta la corrosión del acero:

A. Corrosión cosmética.

- Es la que aparece en la superficie visible de la carrocería, afectando a la aparienciageneral, dando un aspecto desagradable al vehículo. No afecta a la seguridad de laestructura, aunque en todos los casos es una llamada de atención hacia la revisión de laseguridad del vehículo, ya que todas sus piezas han estado sometidas a condicionessimilares y en algunos casos se puede tratar de una corrosión perforante que se extiendedesde el interior. Su aparición es debida al deterioro de las capas de protección, aagresiones físicas sobre la pieza o a reparaciones inadecuadas.

B. La corrosión perforante:

- Se ha formado a lo largo del tiempo, que además también es antiestética, en la queaparecen faltas de material en forma de agujeros irregulares que atraviesan la chapa.Aparece cuando la corrosión cosmética o la que surge desde el interior de las piezashuecas no ha sido controlada durante un período de tiempo muy prolongado

A B

1.9 Valoración de los efectos de la corrosión: La oxidación del acero de la carrocería es progresivo.

Valoración de los efectos de la corrosión

- La incidencia, oxidación superficial o perforante. Si la oxidación es superficial hayque valorar el impacto estético y el tipo de pieza afectada. En caso de ser perforante, sedebe valorar en primer lugar la función de la pieza con respecto a la seguridad,funcionalidad y finalmente a la estética.

- La velocidad de su avance. El ambiente donde se encuentra expuesta la pieza determina la urgencia de la reparación.

- El tipo de pieza. Cuando afecta a determinados órganos de seguridad, como las piezas estructurales, habrá que valorar la posibilidad de reparación o sustitución (generalmente resulta conveniente realizar una sustitución parcial).

1.10 La prevención frente a la degradación de la carrocería: Factores mínimos en el mantenimiento:

A. Para el mantenimiento de los protectores de bajos, antigravillas y ceras, esconveniente que se realicen aplicaciones de capas cerosas de poco espesor sobre lacapa original, para compensar el envejecimiento prematuro. La realización de este mantenimiento está recomendado: cada cuatro años los protectores de bajos y aproximadamente cada dos o tres años en las ceras de calidades.

B. Para mantener la superficie de la pintura es conveniente lavar el vehículo y aplicar ceras de protección que sean compatibles con ella, realizando pulidos periódicos yeliminando más rápidamente que sea posible, los restos de sustancias orgánicas (insectos, excrementos de aves y líquidos derramados) pólenes, resinas de los árboles ypolvos abrasivos que se adhieren a ella. Estos productos la atacan, provocando cambios de color y haciendo saltar algunas de las capas de pintura.

C. Para evitar el contacto de la chapa con la humedad del ambiente, cuando se producen agresiones físicas que hacen saltar la pintura, es necesario efectuar su reparación lo más pronto posible.