Materiales de unión de aluminio SES N 3140

Desarrollada por Suzuki Motor Corporation como parte de las normas para materiales de aluminio, la norma "SES N 3140 Aluminum Joining Materials" describe los requisitos, la clasificación y las reglas de aplicación de los materiales utilizados para unir piezas de aluminio en la fabricación de automóviles.

La industria automotriz está experimentando una profunda transformación impulsada por la necesidad de construcciones ligeras, una mayor eficiencia en el consumo de combustible y la electrificación. El aluminio se ha convertido en un material clave debido a su alta relación resistencia-peso y su resistencia a la corrosión. Sin embargo, a diferencia del acero tradicional, el aluminio presenta desafíos únicos en cuanto a su unión. Por consiguiente, los materiales de unión de aluminio, incluidos los consumibles de soldadura, los adhesivos y los elementos de fijación mecánicos, desempeñan un papel fundamental en la fabricación de vehículos modernos.

Los tipos de materiales de unión de aluminio son los siguientes:

• Materiales de soldadura: La soldadura sigue siendo uno de los métodos más utilizados para unir componentes de aluminio.
• Aleaciones de relleno: Normalmente de aluminio-silicio o aluminio-magnesio.
• Gases protectores: Argón o helio para protección contra la oxidación:
• Procesos: MIG (gas inerte de metal), TIG (gas inerte de tungsteno)

Los consumibles de soldadura presentan las siguientes ventajas:

• Presenta una alta fuerza de unión.
• Adecuado para componentes estructurales.

Las dificultades son las siguientes:

• Se debe revisar la capa de óxido (óxido de aluminio).
• El calor puede reducir la resistencia en la zona afectada.
• Elementos de fijación mecánicos: La conexión mecánica es especialmente importante en las estructuras de vehículos multicomponente.
• Especies:
• Remaches autoperforantes
• remaches ciegos
• Pernos y tornillos
• ventajas:
• No hay transferencia de calor (evita la deformación).
• Ideal para unir aluminio a acero o materiales compuestos.
• Desafíos:
• Presenta riesgo de corrosión galvánica.
• Añade peso y coste.
• Adhesivos y agentes de unión: Los adhesivos estructurales se utilizan cada vez más en el montaje de automóviles.
• Especies:
• Adhesivos epoxi (los más comunes)
• Sistemas de poliuretano y acrílico
• Suelen unirse mediante remaches (unión híbrida).
• ventajas:
• Distribución uniforme de voltaje
• Mejora del rendimiento ante la fatiga
• Sellado y protección contra la corrosión.
• Desafíos:
• La preparación de la superficie es fundamental.
• El tiempo de curado afecta la velocidad de producción.
• Materiales para soldadura blanda y blanda: Se utilizan en aplicaciones como intercambiadores de calor y sistemas de climatización (HVAC).
• Metales de relleno: Aleaciones de aluminio de bajo punto de fusión
• Agentes fundentes: Eliminan las capas de óxido.
• Avantajları:
• Adecuado para secciones delgadas.
• Proporciona conexiones a prueba de fugas.
• Tecnologías de ensamblaje avanzadas: La ingeniería automotriz moderna emplea técnicas cada vez más sofisticadas:
• Soldadura por fricción-agitación: Un proceso en estado sólido con excelentes propiedades mecánicas.
• Fuente láser: Alta precisión y capacidad de automatización.
• Unión híbrida: Combina adhesivos con remaches o soldaduras.
• Consideraciones técnicas clave: Preparación de la superficie.

El aluminio forma de forma natural una capa de óxido que debe eliminarse o controlarse:

• Limpieza mecánica (cepillado, chorro de arena)
• Procesos químicos (grabado, recubrimientos de conversión)

Prevención de la corrosión: Cuando el aluminio se combina con diferentes metales,

• Se utilizan recubrimientos o capas aislantes.
• Se seleccionan elementos de fijación compatibles.

Efectos térmicos:

• El aluminio tiene una alta conductividad térmica.
• Para evitar que los alimentos se echen a perder, el aporte de calor debe controlarse cuidadosamente.

Rendimiento mecánico: Los materiales de unión proporcionan lo siguiente:

• Alta resistencia a la tracción y al corte.
• Resistencia a la fatiga bajo cargas cíclicas.
• Resistencia a las colisiones en las estructuras de los vehículos.

Los materiales de unión de aluminio se utilizan comúnmente en los siguientes casos:

• Fuselaje (BIW): Bastidores, postes y paneles
• Sistemas de chasis: Brazos de suspensión, subchasis
• Componentes del sistema de propulsión: Carcasas y soportes
• Vehículos eléctricos: Carcasas de baterías y sistemas de refrigeración.

La importancia de los materiales de unión de aluminio en el diseño automotriz moderno:

• Reducción de peso: Reducir el peso del vehículo mejora lo siguiente:
• eficiencia de combustible
• Autonomía del vehículo eléctrico
• Seguridad y rendimiento: La combinación adecuada garantiza lo siguiente:
• Integridad estructural durante las colisiones
• Durabilidad de larga duración
• Eficiencia de producción:
• Permite la automatización y la producción a gran escala.
• Admite diseños modulares y multimateriales.
• sostenibilidad:
• El aluminio es altamente reciclable.
• Un acoplamiento eficiente reduce los residuos y el consumo de energía.

En conclusión, los materiales de unión de aluminio son un pilar fundamental de la ingeniería automotriz moderna. A medida que los vehículos evolucionan, especialmente con el auge de la movilidad eléctrica, la importancia de contar con soluciones de unión fiables, eficientes y duraderas aumenta. Desde los métodos de soldadura tradicionales hasta las técnicas híbridas avanzadas, estos materiales permiten a los fabricantes superar los desafíos inherentes al aluminio, aprovechando al máximo sus ventajas.

Según la norma SES N 3140, los materiales de unión de aluminio incluyen todos los consumibles y materiales auxiliares utilizados para unir piezas de aluminio. La norma SES N 3140 estandariza la selección y el uso de estos materiales en aplicaciones automotrices.

• Materiales de construcción (BIW): Paneles y marcos de aluminio
• Componentes del chasis: Subchasis, piezas de suspensión
• Carcasas de baterías (vehículos eléctricos): Conexiones térmicas y estructurales.
• Ensamblajes de materiales mixtos: Combinaciones de aluminio y acero.

Los requisitos básicos definidos en la norma SES N 3140 son los siguientes:

• Malzeme uyumluluğu:
• Prevenir la corrosión galvánica entre el aluminio y otros metales.
• Garantizar la compatibilidad de la dilatación térmica.
• Rendimiento mecánico:
• Resistencia de la unión (tracción, cizallamiento, fatiga)
• Durabilidad ante vibraciones y cargas.
• Idoneidad del proceso:
• Parámetros de la fuente (aporte de calor, tipo de relleno)
• Condiciones de curado del adhesivo
• Fuerza de remachado y geometría
• Reglas de preparación de la superficie:
• Eliminación de la capa de óxido
• Limpieza y pretratamiento (por ejemplo, anodizado, imprimaciones)

La norma SES N 3140 se considera necesaria por las siguientes razones:

• Evita fallos de conexión: El aluminio es sensible a lo siguiente:
• capas de óxido
• Ablandamiento de la zona afectada por el calor
• Corrosión galvánica
• Garantiza una producción constante:
• Calidad de ensamblaje uniforme entre los proveedores.
• Procesos de producción repetibles
• Admite un diseño ligero:
• Permite sustituir el acero por aluminio de forma segura.
• Es fundamental para la eficiencia del combustible y la autonomía de los vehículos eléctricos.
• Hace posibles las estructuras multimateriales: En la producción moderna de vehículos, se combinan los siguientes elementos:
• aluminio
• Çelik
• Composites

La norma SES N 3140 garantiza una conexión fiable entre estos diferentes materiales.

Durante muchos años, nuestra organización, con su personal competente y experimentado, ha comprendido las necesidades de sus clientes, brindándoles los servicios de pruebas avanzadas que requieren y asistiéndolos en el establecimiento, implementación y mejora de sistemas de gestión. En este marco, también ofrecemos servicios de pruebas que cumplen con la norma SES N 3140.