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Artículo técnico: ‘Sistemas de fijación empleados para unir los componentes de una carrocería’

Por Ruta 401

Los sistemas de fijación de una carrocería constituyen un aspecto determinante en el ensamblado de los diferentes elementos de una carrocería, ya que de ellos depende que una carrocería no se desarme durante su funcionamiento.  Pero más importante es el comportamiento que debe mostrar una carrocería cuando existe una colisión de cierta envergadura, ya que es en estas situaciones cuando los sistemas de fijación deben soportar grandes esfuerzos y mantener la fijación de los componentes de la carrocería con la finalidad de garantizar la seguridad de los ocupantes.

Los sistemas de fijación empleados en las carrocerías, y que se analizarán posteriormente, son los siguientes:

  • Fijación mediante tornillería
  • Fijación mediante soldadura
  • Fijación mediante adhesivos estructurale
  • Fijación mediante remaches estampado
  • Fijación mecánica

Sistemas de fijación.jpg

Diversidad de sistemas de fijación

La presencia de esta variedad de sistemas de fijación responde a la necesidad de los fabricantes de poder adecuarlos a la tipología de cada carrocería, de forma que los factores que influyen en la colocación de unos u otros son los que a continuación se enumeran:

  • Naturaleza de la carrocería. El sistema de fijación principal empleado en las carrocerías de acero es la soldadura, gracias a la buena tolerancia que muestra este metal ante este sistema de fijación. En contraposición, cuando se ensamblan carrocerías de aluminio o híbridas, la utilización de la soldadura se reduce en detrimento de los remaches estampados y adhesivos estructurales,  como consecuencia de la menor aptitud que muestra ante el calor (tiende a volverse muy rígido y a agrietarse con facilidad).
  • Facilitar los procesos de sustitución de piezas dañadas en aquellas piezas con una tasa de reposición muy elevada, circunstancia que les lleva a integrar sistemas de fijación que faciliten la labor del profesional del taller en estas situaciones de trabajo. Por ello, elementos mecánicos o piezas de la carrocería como el frontal delantero o las aletas delanteras van unidos con tornillos.
  • Asegurar unos niveles adecuados de resistencia estructural. Esta variable es comprobada por los fabricantes para conocer cuánto ha de soportar un componente en concreto. Un ejemplo podría ser el uso de soldadura para la fijación de los componentes del chasis de un vehículo, los cuales tienen una función estructural muy marcada que requiere altos niveles de resistencia.

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Fijación mediante tornillería

Consiste en unir dos o más sustratos a través de la colocación de una varilla cilíndrica tallada, con o sin cabeza (espárrago),  sobre un agujero pasante o un orificio roscado. De forma general, una unión fijada mediante tornillería se compone de los siguientes elementos:

  • Tornillo. Está compuesto por una cabeza que presenta distintas geometrías  y formas (hexagonal, avellanada, etc.), y por un determinado sistema de rosca que queda tallado sobre el cuerpo del tornillo (métrica, rosca chapa, withworth, seller, etc.). Los tornillos encaminados a soportar mayores esfuerzos llevan troquelados unos números (rosca métrica) o unas líneas (rosca withworth) que, una vez interpretados, indican su resistencia a la tracción.
  • Arandela. Es el elemento que se intercala entre el tornillo y la tuerca para afianzar la sujeción y evitar que se desapriete. Existen distintas tipologías (planas, dentadas, grower, etc.) para adaptarse a los esfuerzos de la unión.
  • Tuerca. Es el elementos que se rosca sobre el tallado del tornillo para generar la presión de apriete que hará efectiva la fijación de los materiales ensamblados en aquellos casos en los que se actúa sobre un orificio pasante. También se comercializan distintas variantes (autoblocante, hexagonal, almenada, etc.) para adaptarse al tipo de unión.
  • Fijador de roscas. Es un elemento complementario a la unión roscada tradicional que previene el aflojamiento de las roscas, y reduce la corrosión y el riesgo de roturas del tornillo. Un ejemplo de fijador de uso común es LOCTITE 577, mientras que también se comercializan fijadores de alta resistencia, como LOCTITE 270, destinados a cumplir su función en uniones mecánicas roscadas que están ligeramente contaminadas con aceites, fluidos de corte, etc.

sistemas fijacion carroceria taller.png

Este sistema destaca por su facilidad de montaje y desmontaje, aunque su principal  inconveniente que, para conseguir niveles de resistencia elevados, son necesarios tornillos de gran tamaño. Complementariamente, hay que prestar especial atención al par de apriete de cada tornillo cuando sea un requerimiento del fabricante.

Fijación mediante soldadura

Es el sistema de fijación más empleado en el ensamblado de las piezas de carrocería de acero, gracias al alto nivel de automatización que posibilita y los altos niveles de resistencia que lo caracterizan. Por el contrario, el aporte de calor es su principal inconveniente, puesto que genera pérdida de límite elástico, deformación, riesgo de perforar el metal, y es nocivo para la salud.

Por soldadura se entiende la unión, mediante la utilización de una intensa fuente de calor, de dos o más metales a través de una junta de unión sobre la cual se deposita o no (soldadura autógena) un material de aportación. Los equipos de soldadura empleados en carrocería son diversos, de tal modo que algunos de ellos son exclusivos de fabricación (soldadura láser), y otros se utilizan tanto en fábrica como en reparación (soldadura eléctrica por punto de resistencia y soldadura eléctrica con arco MIG-MAG).

Fijación mediante soldadura.jpg

Las premisas generales para llevar a cabo estos procesos son:

  • Efectuar la preparación del soporte y de las juntas de unión que corresponda.
  • Prestar especial atención al ajuste y alineado entre piezas ensambladas.
  • Regular el equipo de soldar.
  • Ejecutar la soldadura con la técnica apropiada para cada posición de soldeo y equipo de soldadura.

Fijación mediante adhesivos estructurales

Un adhesivo estructural es un compuesto químico que una vez intercalado entre dos sustratos es capaz de unirlos con unos niveles de resistencia que van a depender del compuesto base con el que se ha fabricado dicho adhesivo (goma sintética, poliuretano, epoxi, etc.).

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Las principales ventajas de este sistema son la eliminación de los efectos negativos propios de la soldadura, y la posibilidad de unir componentes de distinta naturaleza (acero con aluminio, pegado de lunas, etc.).

adhesivos estructurales carroceria taller

Los aspectos fundamentales al utilizar este sistema de fijación son los siguientes:

  • Seleccionar el tipo de adhesivo más acorde a la resistencia requerida por la unión. Para el pegado de paneles de la carrocería sometidos a mayores solicitaciones mecánicas, se ha de escoger un adhesivo epoxi tenaz, como TEROSON EP 5055, que sea capaz de resistir elevados esfuerzos de pelado y cizallado. Por el contrario, en uniones híbridas o con menor implicación estructural se pueden emplear adhesivos de poliuretano o de silano modificado como TEROSON MS 9220.
  • Es necesario llevar a cabo una preparación de las juntas de unión muy concreta y precisa.
  • El proceso de preparación del soporte ha de ser muy escrupuloso para que no se pierda poder de adhesión.

Fijación mediante remaches estampados

Es un sistema de fijación que se presenta como alternativa a la soldadura para las carrocerías de aluminio.  El remachado se efectúa con una remachadora de pinza hidráulica o neumática sobre la cual se montan unas buterolas y matrices que permiten que unos remaches específicos (autoperforantes o con pre taladrado) sean embutidos sobre el metal.

Este sistema también elimina los efectos negativos del aporte de calor, aunque para su aplicación se requiere acceso por ambos lados de la unión. Además, se combina con adhesivos estructurales para afianzar la fijación y aumentar los niveles de resistencia.

La principal peculiaridad a tener en cuenta para su colocación es mantener la remachadora recta durante el proceso de remachado y, en aquellos casos en lo que no existe acceso por ambas caras, utilizar remaches ciegos o tornillos “Flow Drill”.

Fijación mecánica

Consiste en unir dos metales a través de un ensamblaje machihembrado en el cual uno de ellos queda intercalado en el otro. Este tipo de fijación es utilizado para unir algunos de los paneles de la carrocería a sus bastidores (de puerta, de capó, etc.). Su principal ventaja es que es un sistema de fijación económico, aunque en la práctica se acaban combinando con adhesivos estructurales y puntos de soldadura por resistencia para asegurar una resistencia del conjunto adecuada.

Las consideraciones generales que se han de seguir durante su montaje  son las siguientes:

  • Solo se sustituyen los paneles que disponen de despiece (paneles de puerta generalmente de acero de algunos modelos y marcas).
  • Plegar la unión con plegadoras neumáticas para evitar marcas sobre el panel. Si el engatillado se hace con martillo de repasar y tas, golpear por la cara exterior para evitar las marcas en el interior de la puerta, zona en la cual no se admite la masilla.

Conclusiones  finales

En este artículo se ha mencionado de forma general los sistemas de fijación más significativos que puede incorporar una carrocería para unir los distintos componentes que la configuran, teniendo en consideración que se pueden combinar para mejorar la resistencia y atenuar ciertas limitaciones, y que existen otros sistemas como las grapas que son empleados también de forma generalizada. Todos ellos gozan de unas ventajas y presentan una serie de inconvenientes que limitan su uso. Además, de forma general, existen ciertas peculiaridades de utilización que conviene tener en cuenta para que, una vez se apliquen, se consiga obtener una fijación de calidad que soporte los distintos esfuerzos dinámicos y estáticos.

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Categorias: Carrocería y parabrisas