Materiales y preparación
Varilla de soldadura y materiales para extrusión: PE, PP, PVC-U, PVDF y ECTFE
La varilla debe coincidir con el material base y la temperatura debe ajustarse al material. Así evitará los errores que terminan manifestándose como un cordón que se desprende.
La varilla debe ser del mismo material que la pieza
En la soldadura por extrusión, se funde una varilla del mismo tipo de material sobre la pieza. Varilla de PP para PP, varilla de PE para PE, varilla de PVDF para PVDF, y nada de «algo similar». Un polímero diferente produce un cordón que puede parecer correcto visualmente, pero que no se une a nivel molecular y terminará desprendiéndose ante cargas o fluctuaciones de temperatura.
Incluso dentro del mismo tipo de material pueden existir diferencias: el PE para tuberías de presión y el PE para otras aplicaciones pueden tener aditivos y propiedades de fusión distintos. En caso de duda, utilice varilla cuya idoneidad esté documentada para la pieza específica que va a soldar.
Diferencias prácticas entre los materiales
El PP es rígido y resistente a los productos químicos, y se utiliza para depósitos, recipientes y conductos de ventilación. El PE es tenaz y resistente al impacto, y se aplica en tuberías, láminas y revestimientos. El PVDF soporta temperaturas más elevadas y medios agresivos, pero requiere un precalentamiento mayor y un control de temperatura más preciso.
La diferencia se nota especialmente en el precalentamiento: el PVDF necesita una mayor aportación de calor para lograr la unión, mientras que el PP y el PE son más tolerantes, aunque sensibles al sobrecalentamiento, el cual degrada el material y le hace perder resistencia.
Las temperaturas precisas figuran en las tablas del fabricante para la varilla y el material base concretos. Utilice dicha tabla —y no una regla general imprecisa— cuando sea necesario documentar la unión.
| Material | Densidad (g/cm³) | Uso típico | Precalentamiento | Sensibilidad |
|---|---|---|---|---|
| PE-HD | 0,95 | Tuberías, láminas, revestimientos, piezas resistentes al impacto | Moderado, uniforme | La humedad en el material base genera poros |
| PP | 0,91 | Depósitos, recipientes, conductos de ventilación, piezas resistentes a químicos | Moderado, uniforme | El sobrecalentamiento provoca degradación y olor |
| PVC-U | 1,40 | Desagües, instalaciones químicas, conductos | Bajo y muy preciso | Ácido clorhídrico (HCl) a temperatura de soldadura; requiere extracción |
| PVDF | 1,78 | Medios agresivos y temperaturas más altas | Más elevado y muy uniforme | Requiere un control preciso de la temperatura |
| ECTFE | 1,68 | Medios agresivos, alta temperatura | Elevado y uniforme | Menor variedad de varillas y boquillas |
| ABS | 1,05 | Recipientes, conductos, piezas que requieren mecanizado | Bajo a moderado | La humedad genera poros; fácil degradación si la temperatura es demasiado alta |
| PTFE | 2,20 | No se puede soldar por fusión | No aplicable | Se degrada antes de fundirse y desprende gases tóxicos |
Las densidades son valores típicos de la ficha técnica. Las temperaturas y tasas de aportación deben consultarse siempre en la tabla del fabricante para la varilla y la pieza correspondientes.
Materiales que requieren condiciones especiales o que no pueden soldarse
El PE-HD y el PP son los dos materiales en los que la soldadura por extrusión es el método estándar habitual. Los demás tipos de termoplásticos también pueden soldarse, pero cada uno tiene requerimientos específicos que deben aclararse antes de iniciar el trabajo.
El PVC-U se puede soldar por extrusión, pero requiere equipos y un control de temperatura diseñados específicamente para PVC, además de una extracción eficaz de humos en la zona de trabajo debido a la liberación de ácido clorhídrico (HCl) a la temperatura de soldadura. La soldadura por elemento calefactor del PVC-U está descrita en la norma DVS 2207-12.
El PVDF y el ECTFE requieren temperaturas de fusión y precalentamiento más elevadas, y la oferta de varillas y boquillas es menor que para el PE y el PP. El ABS es sensible a la humedad y debe soldarse en la parte baja del rango de temperatura para evitar su degradación.
El PTFE no se puede soldar por fusión y, por tanto, tampoco por extrusión: el material se degrada antes de fundirse y desprende gases tóxicos. Si la pieza debe soportar productos químicos a altas temperaturas, el PFA o el ECTFE son las alternativas soldables; sin embargo, el PFA requiere equipos capaces de alcanzar temperaturas elevadas.
Referencias normativas: la soldadura por elemento calefactor de PE y PP se describe en DVS 2207-1 y DVS 2207-11, la soldadura por gas caliente en DVS 2207-3 y la soldadura por extrusión en DVS 2207-4. El consumo de varilla se puede calcular en la calculadora de varilla de soldadura.
Diámetro de la varilla y boquilla
Las extrusoras pequeñas suelen trabajar con varillas de 3 y 4 mm, mientras que las de mayor tamaño lo hacen con 4 y 5 mm. Una varilla más gruesa proporciona una mayor tasa de aportación, pero requiere más calor y una boquilla adecuada para alimentarla. Si cambia el diámetro, debe adaptar también los rodillos de alimentación y la boquilla.
La varilla debe almacenarse limpia y seca. El polvo y la humedad en la varilla penetran en la masa fundida provocando poros, lo cual constituye una causa frecuente de cordones que parecen impecables pero carecen de resistencia.
Errores típicos y cómo evitarlos
Cordón que se desprende: material incorrecto, humedad o capa de óxido. Poros: humedad, temperatura demasiado elevada o partículas contaminantes. Rotura frágil: sobrecalentamiento o varilla incorrecta. Bordes fríos: boquilla de precalentamiento demasiado estrecha o avance excesivamente rápido.
Limpie la pieza, séquela, utilice varilla nueva y seca, y realice un cordón de prueba en un trozo del mismo material antes de abordar la unión definitiva. Consulte también soldadura por extrusión en la práctica.