Los mejores adhesivos para unir aluminio: guía para fabricantes

Un metal que destaca en la ingeniería moderna

El aluminio es uno de los materiales más populares en la ingeniería moderna, solo superado por el acero. Su combinación única de resistencia, ligereza y resistencia a la corrosión lo hace ideal para usarse en una amplia variedad de aplicaciones en muchos sectores. El aluminio es tan popular por varias razones clave:

1. El aluminio tiene una excelente relación resistencia-peso. Con un peso que ronda un tercio del del acero, este metal ligero es ideal para aplicaciones en las que se necesita resistencia sin añadir demasiada masa. A pesar de su bajo peso, el aluminio es muy resistente y capaz de soportar condiciones difíciles.

2. El aluminio es resistente a la corrosión por naturaleza. Como forma una capa protectora de óxido al exponerse al aire (lo que puede suponer un reto a la hora de pegarlo —¡te lo contaré mejor en un momento!—), resiste directamente la corrosión y el óxido. Por eso es ideal para aplicaciones al aire libre, donde el metal entra en contacto con el aire, el agua o condiciones climáticas adversas.

3. El aluminio tiene una alta conductividad eléctrica y térmica. Conduce el calor y la electricidad de forma eficiente, lo que lo hace ideal para su uso en intercambiadores de calor, dispositivos electrónicos y sistemas de refrigeración, entre otros.

4. El aluminio se puede reciclar infinitas veces. Con la creciente preocupación por la sostenibilidad en el ámbito de la ingeniería, el hecho de que este metal ligero y resistente se pueda reciclar indefinidamente sin perder resistencia ni calidad es una de las características más destacadas de este material.

Otras ventajas del aluminio son que es fácil de mecanizar y que es más asequible que otros metales, como el acero inoxidable o el titanio.

Tipos de aluminio

El aluminio se puede obtener en estado puro, pero suele utilizarse en forma de aleación, es decir, mezclado con otro metal. A continuación te resumimos los distintos grados (o series) de aluminio y sus principales ventajas.

Serie 1000 (pureza del 99 %)

Se trata de aluminio en su forma más pura, sin aleaciones con ningún otro metal. Ofrece todas las ventajas mencionadas anteriormente y es especialmente resistente a la corrosión.

Serie 2000 (cobre)

Ofrecen una resistencia y una maquinabilidad muy elevadas. Estas aleaciones se pueden someter a un tratamiento térmico para dotarlas de una tenacidad y una dureza excepcionales. Se suelen utilizar para la unión de componentes estructurales en la industria aeroespacial.

Serie 3000 (manganeso)

Esta serie no se puede someter a tratamiento térmico y ofrece una gran flexibilidad y facilidad de mecanizado a cambio de una resistencia moderada. Se usa en aplicaciones cotidianas del aluminio, como los utensilios de cocina.

Serie 4000 (silicio)

La combinación con silicio reduce el punto de fusión de esta aleación. Es fácil de trabajar y tiene una buena conductividad eléctrica y térmica, por lo que esta serie es muy popular en la industria del automóvil.

Serie 5000 (magnesio)

Estas aleaciones ofrecen una resistencia a la corrosión excepcional, lo que las hace especialmente adecuadas para aplicaciones marinas, ya que aguantan la exposición al agua de mar y no se oxidan.

Serie 6000 (magnesio y silicio)

Ofrecen una buena resistencia a la corrosión y una gran resistencia mecánica, y se usan a menudo en el sector de la construcción.

Serie 7000 (zinc)

Es la aleación de aluminio más resistente de todas, incluso más que muchos tipos de acero. Gracias a su gran resistencia y a su excelente relación resistencia-peso, se suelen usar en el sector aeroespacial y en vehículos de alto rendimiento.

Dificultades a la hora de unir aluminio

Pegar aluminio puede ser sencillo, ¡pero primero tienes que saber cómo superar sus dificultades propias! El principal problema de este metal es su tendencia a formar una capa de óxido de aluminio en la superficie al estar en contacto con el aire. Esta capa suele ser frágil e invisible, por lo que puede que ni siquiera te des cuenta de que está ahí cuando vayas a pegar el aluminio.

Quizá te estés preguntando: «¿Y qué?». Una capa de óxido es inofensiva y no daña el metal en absoluto, así que, ¿por qué no puedes dejarla ahí y pegar tal cual? El problema al pegar aluminio con una capa de óxido es que acabarás pegando la capa de óxido, ¡no la superficie de aluminio! Como la capa de óxido en sí no está muy bien adherida al aluminio, puede desprenderse más adelante, sobre todo si se ve sometida a tensiones de unión, y se llevará el adhesivo consigo. Como la capa de óxido no se ve a simple vista, simplemente parecerá que el adhesivo no ha conseguido adherirse a la superficie del aluminio.

Otros problemas que surgen al unir aluminio se dan sobre todo al combinarlo con otros metales, como el acero inoxidable. Entre los factores que hay que tener en cuenta están la tasa de expansión térmica del aluminio, que es mucho mayor (lo que puede provocar tensiones en la unión y fracturas), y el riesgo de corrosión galvánica en determinadas condiciones. Hablaremos de estos temas con más detalle más adelante.

Preparación de la superficie: la clave para una adhesión perfecta del aluminio

Podría decirse que una preparación adecuada de la superficie del aluminio es el paso más importante para conseguir una unión sólida en este sustrato. La preparación de la superficie no solo elimina la capa de óxido mencionada anteriormente, sino también cualquier resto de grasa u otros contaminantes que puedan impedir una unión adhesiva sólida. Sigue los pasos que te indicamos a continuación para preparar el aluminio para la unión:

1. 1. Elimina los contaminantes.

    

   Usa un disolvente para limpiar la superficie del aluminio y eliminar la grasa, el polvo, los agentes desmoldeantes, las huellas dactilares, etc. El isopropanol, la acetona o el Permabond Cleaner A son adecuados para este fin. Nota: este paso por sí solo NO basta para eliminar la capa de óxido.

1. 2. Quita la capa de óxido.

    

   Ahora que la superficie está limpia, es hora de eliminar la fina capa de óxido del aluminio. La mejor forma de hacerlo es mediante una ligera abrasión o un chorro de arena. Para ello, puedes usar papel de lija o almohadillas abrasivas. No hace falta que presiones mucho sobre el aluminio; con un toque suave es más que suficiente. Hay quien usa amoladoras angulares para dar rugosidad a la superficie del aluminio, pero no te lo recomendamos. Aunque los arañazos y surcos pueden aumentar la superficie de adhesión, el calor que genera este proceso hace que el aluminio empiece a oxidarse de nuevo al instante y puede provocar que las partículas y los residuos se incrusten aún más en la superficie.

    

   3. Aplica una capa de imprimación (opcional).

    

   Una vez eliminada la capa de óxido, ya puedes aplicar una imprimación de superficie al aluminio. Productos como la imprimación Permabond 2K, que se aplica tras el lijado, ayudan a evitar que la superficie de aluminio se vuelva a oxidar. Además, actúa como promotor de adhesión y mejora la durabilidad a largo plazo de la unión.

1. 4. Límpialo otra vez.

    

   Después de lijar o de aplicar un chorro de arena, vuelve a limpiar la superficie con disolvente para eliminar cualquier resto de suciedad.

1. 5. Bond.

    

   Tu aluminio ya está listo para el pegado. Ten en cuenta que, tras este proceso, empezará a formarse una nueva capa de óxido en la superficie del aluminio, así que cuanto antes lo pegues, mejores serán los resultados.

El proceso anterior te dará siempre los mejores resultados a la hora de pegar aluminio. Si buscas las uniones más resistentes y duraderas a largo plazo, esto es lo que te recomendamos que hagas. Sin embargo, si tu aplicación es menos exigente o no tiene que cumplir requisitos de resistencia máxima, puede que baste con limpiar la superficie con un disolvente antes de pegar. O, como verás en breve, ¡puedes usar un adhesivo Permabond muy especial que es capaz de pegar a través de capas de óxido!

Una nota sobre el grabado al ácido

Hay otra forma de preparar las superficies de aluminio para el pegado que era muy habitual en el pasado, sobre todo en la industria aeroespacial: el grabado con ácido. Este proceso consiste en aplicar un ácido (el «grabador») a la superficie del aluminio para modificar sus propiedades y hacerla apta para el pegado con adhesivos.

Este método elimina la capa de óxido y permite una unión muy resistente con los adhesivos. Sin embargo, el grabado químico es mucho menos habitual hoy en día debido a la naturaleza de los ácidos que se usan en este proceso: recientemente se ha descubierto que muchos de ellos son perjudiciales para la salud y han sido prohibidos o están muy regulados. Trabajar con ácidos también implica que los trabajadores deben tener mucho cuidado y llevar ropa protectora para evitar la exposición. Y como la tecnología de los adhesivos sigue mejorando año tras año, muchos fabricantes ya no ven la necesidad de asumir los posibles riesgos para la salud y la seguridad, ni los riesgos legales, que conlleva el uso del grabado con ácido para unir aluminio.

Los mejores adhesivos para pegar aluminio

Hay muchos tipos de adhesivos adecuados para pegar aluminio, y los veremos más adelante. Al final, cuál es el mejor depende de las características específicas de tu aplicación, como el entorno en el que se vaya a utilizar, si vas a pegar aluminio con aluminio o con otro material, la rapidez con la que necesites que se seque el adhesivo, etc.

Epoxis

Los adhesivos epoxi —tanto de un componente como de dos— son una opción excelente para pegar este sustrato. Ofrecen la mayor resistencia estructural de todos los adhesivos sobre aluminio, así que, si la resistencia de la unión es tu prioridad principal, probablemente deberías empezar por un epoxi. Además, suelen ofrecer una buena resistencia química, y muchos son adecuados para aplicaciones en las que hay que soportar altas temperaturas.

Por ejemplo, el Permabond ET5422 y el ET5424 son epoxis de dos componentes que se adhieren muy bien al aluminio. El ET5422 ofrece una de las resistencias al desprendimiento más altas del mercado, con 320 N/25 mm (70 PIW), mientras que el ET5424 destaca por su excelente resistencia al calor. Ambos adhesivos son muy adecuados para aplicaciones aeroespaciales, como por ejemplo la unión de paneles sándwich alveolares para aviones, en los que se utiliza mucho el aluminio.

Permabond ET5428 y ET5429 son resinas epoxi de dos componentes que ofrecen una gran resistencia de unión sobre el aluminio, además de una excelente resistencia a los impactos y a las vibraciones. Estos productos también son ideales para unir materiales diferentes, como, por ejemplo, el aluminio con los compuestos.

Adhesivos acrílicos estructurales

¿Te acuerdas de ese adhesivo especial del que hablamos, el que puede pegar a través de las capas de óxido del aluminio? Es un adhesivo acrílico estructural y uno de los mejores de nuestra gama para pegar aluminio, además de otros materiales.

Permabond TA4208 Black se ha desarrollado para pegar eficazmente una gran variedad de sustratos y ofrece unos resultados excelentes en metales, plásticos y materiales compuestos. Su tecnología de activación superficial le permite adherirse a través de capas de óxido y también sobre superficies aceitosas. Esto significa que puedes pegar aluminio a otro metal con poco más que pasarle un paño con acetona antes, y aún así conseguir una resistencia óptima.

En la tabla siguiente se comparan los valores de resistencia al cizallamiento en distintos tipos de aluminio utilizando TA4208 Black:

Como puedes ver, los valores de resistencia siguen siendo muy altos incluso en aluminio sin tratar. Durante las pruebas, descubrimos que la incorporación de la tecnología de adhesión superficial multiplica por cuatro la resistencia al cizallamiento por solapamiento en el aluminio sin tratar.

Permabond TA4246 es otro adhesivo acrílico estructural que se adhiere bien al aluminio. Es un adhesivo de dos componentes que no hay que mezclar y que se cura a temperatura ambiente. Aunque no cuenta con la tecnología de adhesión superficial del TA4208, ofrece una resistencia al desprendimiento y a los impactos muy alta, y es ideal para sustituir la soldadura o los elementos de fijación.

Los acrílicos estructurales no solo te permiten reducir la preparación de la superficie, sino que también ofrecen una gran resistencia a los impactos y a las vibraciones, un curado rápido y son fáciles de integrar en un proceso de producción.

Cianoacrilatos

Los cianoacrilatos, también conocidos como «superpegamento» o adhesivos instantáneos, pegan muy bien el aluminio. Estos adhesivos son ideales si necesitas un secado instantáneo: alcanzan la resistencia de fijación en cuestión de segundos. No son tan adecuados si tienes que pegar piezas grandes, ya que el adhesivo puede empezar a secarse antes de que puedas unir las piezas con precisión. Si vas a pegar piezas pequeñas que encajan perfectamente, como en electrónica, pueden ser la opción ideal.

Si te interesa usar un cianoacrilato para pegar aluminio, échale un vistazo al Permabond 910. Este adhesivo crea uniones muy resistentes con muchos metales, como el aluminio y el acero.

Otros tipos de adhesivos

Los adhesivos y selladores anaeróbicos se pueden usar para pegar aluminio, pero puede que tengas que usar primero un activador si necesitas que se seque más rápido. Como el aluminio es un metal pasivo, sin un activador como el Permabond A905, el proceso de curado tardará mucho más en comparación con metales activos como el cobre y el latón. Hay formulaciones de adhesivos anaeróbicos más reactivas disponibles para usar con el aluminio.

Los adhesivos UV también funcionan con el aluminio, siempre y cuando la luz UV pueda llegar a toda la zona de unión. Como el aluminio bloquea la luz UV, el otro sustrato que se vaya a unir tendría que ser transparente, como el cristal o un plástico transparente.

Unión del aluminio con otros materiales

El aluminio se puede unir a una gran variedad de materiales, desde otros metales hasta plásticos, vidrio y materiales compuestos. Sin embargo, hay dos aspectos importantes que debes tener en cuenta al hacerlo: la expansión térmica y la corrosión galvánica.

La expansión térmica de un material, que se mide por su coeficiente de expansión térmica (CTE), nos indica en qué medida se expande un material con el calor y se contrae con el frío. Un CTE más alto significa una mayor expansión y contracción, mientras que un CTE más bajo indica lo contrario. Esto es importante para los adhesivos porque, si una aplicación se ve sometida a temperaturas altas o bajas, o a ciclos térmicos, los sustratos unidos se expandirán y contraerán. Si la velocidad a la que los sustratos se expanden y contraen es muy diferente, esto puede provocar tensiones en la zona de unión.

Por ejemplo, el aluminio tiene un CTE de 23, mientras que el del acero dulce o al carbono ronda el 11, menos de la mitad que el del aluminio. Por eso, en una unión entre aluminio y acero, el aluminio se expandiría mucho más que el acero si se sometieran a altas temperaturas y, por consiguiente, se contraería mucho más al enfriarse.

Para contrarrestar cualquier efecto negativo que esta expansión y contracción diferenciales puedan tener en la zona de unión, es importante elegir un adhesivo reforzado que pueda adaptarse a los diferentes cambios de estado de los dos sustratos con la temperatura. El Permabond ET5422, que ya hemos mencionado, es ideal para esto. Su resistencia al desprendimiento extremadamente alta y su gran resistencia a la temperatura le permiten aguantar bien bajo cargas de tensión. Aplicar una capa de pegamento un poco más gruesa también puede ayudar a absorber las diferencias en los coeficientes de expansión y reducir la tensión en los componentes.

Si vas a unir sustratos diferentes, es aún más importante preparar bien la superficie para garantizar una unión óptima y duradera.

Cómo prevenir la corrosión galvánica

La corrosión galvánica es un proceso electroquímico en el que un metal empieza a corroerse cuando está en contacto con otro metal diferente (y con ciertos materiales compuestos, como la fibra de carbono). Se produce porque circulan pequeñas corrientes eléctricas entre los dos metales cuando hay un electrolito, como el agua salada o el agua de lluvia. Si un metal menos noble, como el aluminio, entra en contacto con uno más noble, como el acero, puede empezar a corroerse en presencia de dicho electrolito.

Ten en cuenta que la corrosión galvánica solo puede producirse en presencia de humedad. Si la zona de unión entre metales diferentes se mantiene completamente seca en todo momento, no tienes por qué preocuparte por este tema. Sin embargo, si existe aunque sea un mínimo riesgo de que entre humedad en la zona de unión, vale la pena tomar medidas para asegurarte de que no se produzca corrosión galvánica. ¡El simple hecho de elegir un adhesivo para unir tus metales en lugar de fijaciones mecánicas ya es una buena opción!

Esto se debe a que un adhesivo, aplicado en la zona adecuada (es decir, donde es más probable que entre humedad), ya de por sí te ofrece una gran protección contra la corrosión galvánica. Asegúrate de aplicarlo de manera uniforme por toda la superficie de unión y de que quede bien sellado. En cuanto al diseño de la unión, también es importante intentar evitar que se cree una vía conductora de electricidad entre los dos metales que se van a unir.

Cualquier superficie de aluminio expuesta que pueda sufrir corrosión galvánica se puede proteger mediante anodizado, horneado de pintura o recubrimiento en polvo.

Preguntas frecuentes sobre la unión del aluminio

• ¿Es mejor usar adhesivos que soldar el aluminio?

Ambas opciones son posibles, pero los adhesivos son una opción más económica, que requiere menos conocimientos técnicos y resulta más cómoda en el lugar de trabajo, además de causar un mínimo de daños al aluminio. Los adhesivos no requieren agujeros ni taladrados, unen materiales diferentes y reparten la tensión de forma uniforme por toda la unión. Además, ofrecen un acabado más limpio y estéticamente más agradable.

• ¿Cuál es el adhesivo más fuerte para el aluminio?

Los epoxis suelen ofrecer las uniones más resistentes sobre el aluminio, sobre todo los epoxis estructurales o reforzados, como el Permabond ET5428 y el ET5422.

• ¿Hay que lijar el aluminio antes de pegarlo?

Lo ideal es que sí. El lijado o el pulido eliminan la fina capa de óxido que hay en la superficie del aluminio, lo que la prepara mejor para la adhesión. Se recomienda usar papel de lija a base de carborundo en lugar de papel de lija normal.

• ¿Hay que aplicar una capa de imprimación al aluminio antes de poner el adhesivo?

La aplicación de imprimación es un paso adicional que puedes dar para preparar el aluminio para el pegado después de lijarlo. No es estrictamente necesario, pero puede ser útil para evitar que se produzca una nueva oxidación después de haber lijado el metal. La imprimación Permabond 2K es ideal para esto.

• ¿Se puede pegar el aluminio con cianoacrilato?

Sí, los cianoacrilatos se adhieren muy bien al aluminio. Son ideales para pegar piezas pequeñas que encajan perfectamente y que se pueden unir al instante tras aplicar el adhesivo. Si buscas un cianoacrilato para pegar aluminio, te recomiendo el Permabond 910.

• ¿Qué adhesivo funciona mejor para el aluminio en exteriores?

Los adhesivos epoxi y acrílicos estructurales funcionan bien en aplicaciones de aluminio al aire libre. Ambos ofrecen una buena resistencia química y ambiental.

• ¿Se puede unir el aluminio al acero?

El aluminio se puede pegar perfectamente al acero. Sin embargo, es importante recordar que el coeficiente de expansión térmica del aluminio es el doble que el del acero. Esto no supone un gran problema si solo vas a pegar componentes pequeños, pero en paneles de un metro de largo, por ejemplo, sí que lo notarías. Por eso, es importante elegir un adhesivo que ofrezca cierta flexibilidad si tu aplicación va a estar expuesta a altas temperaturas o a ciclos térmicos. Un epoxi reforzado o un acrílico estructural te irán muy bien en este caso.

Si tienes alguna duda sobre la unión de aluminio o te gustaría comentarnos tu proyecto, no dudes en ponerte en contacto con nosotros.