No es difícil entender por qué el aluminio es un metal tan popular, utilizado en una notable variedad de industrias. Sus múltiples características lo convierten en uno de los materiales esenciales en las industrias de la arquitectura, la aviación, la automoción y los electrodomésticos, por nombrar algunas.
Las numerosas propiedades destacables del aluminio y las aleaciones de aluminio permiten diversas aplicaciones. Por ejemplo, las aleaciones de aluminio se encuentran entre las más fáciles de formar y mecanizar debido a sus propiedades mecánicas.
La observación de las propiedades físicas, químicas y mecánicas del aluminio permite predecir su comportamiento en entornos específicos y bajo tensión. Estos indicadores de rendimiento ayudan a los arquitectos, fabricantes y diseñadores a seleccionar las aplicaciones correctas para el aluminio, así que veamos estas propiedades para aprender más sobre este material versátil.
¿Cuáles son las propiedades físicas, químicas y mecánicas del aluminio?
Propiedades físicas
Las propiedades físicas del aluminio se refieren a su forma y estructura ante cualquier alteración química.
- Estructura: La estructura cúbica centrada en las caras del aluminio permanece estable hasta su punto de fusión.
- Superficie: La superficie del aluminio suele ser reflectante.
- Color y estado: No magnético, sólido, blanco plateado con un tinte ligeramente azulado.
- Dureza: El aluminio puro es relativamente blando, pero se fortalece cuando se alea y se templa.
- Ductilidad: La alta ductilidad significa que el aluminio puede adelgazarse.
- Maleabilidad: Altamente maleable. El aluminio se puede doblar o moldear.
- Conductividad: El aluminio es un excelente conductor eléctrico y térmico.
- Corrosión: El aluminio tiene una capa de óxido que lo hace resistente a la corrosión.
- Expansión térmica: El aluminio tiene un coeficiente de expansión térmica de 23,2, entre el zinc (mayor expansión) y el acero (la mitad del rango de expansión del aluminio).
- Densidad: El aluminio tiene una densidad baja de 2,70, en comparación con el 7,87 del acero.
- Puntos de fusión y ebullición: El aluminio tiene un punto de fusión de aproximadamente 1220 °F y un punto de ebullición de aproximadamente 4478 °F.
Las propiedades físicas del aluminio explican sus múltiples aplicaciones. Con su excelente resistencia, resistencia a la corrosión y ductilidad, el aluminio puede usarse como lata de bebidas, papel de aluminio y tubería de irrigación.
El aluminio pulido tiene buena reflectancia, lo que resulta en su uso en diversas aplicaciones decorativas y prácticas, como electrodomésticos y láseres. Y sus propiedades no ferromagnéticas lo hacen apropiado para las industrias eléctrica y electrónica.
La conductividad térmica de las aleaciones de aluminio es ideal para intercambiadores de calor, evaporadores, aparatos calentados eléctricamente y utensilios, mientras que su estructura contribuye a una excelente formabilidad.
Propiedades químicas
Las propiedades químicas son las características o el comportamiento de un objeto cuando sufre un cambio o reacción química. Estas observaciones de perturbaciones a nivel atómico ocurren durante y después de la reacción.
- Oxidación: El aluminio se combina con el oxígeno para formar óxido de aluminio después de la exposición al aire húmedo.
- Pyrophorus: En forma de polvo, el aluminio se incendia cuando se expone a las llamas.
- Ocurrencia: El aluminio se presenta como un compuesto en el mineral de bauxita.
- Reactividad con agua: El aluminio reacciona rápidamente con agua caliente.
- Reactividad con ácidos: el aluminio reacciona con ácidos calientes.
- Reactividad con álcalis: El aluminio reacciona con el hidróxido de sodio.
- Capacidad para formar aleaciones: Existen cientos de composiciones de aleaciones de aluminio.
Las propiedades químicas del aluminio son inusuales en muchos sentidos. Por ejemplo, la reactividad tanto a bases como a ácidos es poco común en los metales, y esto debe tenerse en cuenta cuando se utiliza aluminio como recipiente para bebidas. Los fabricantes deben asegurarse de que el aluminio no se disuelva, por lo que estas latas tienen un revestimiento delgado para evitar la corrosión.
Otro hecho inusual sobre el aluminio es que no es pirofórico, excepto en forma de polvo. Sin embargo, el aluminio es inflamable y se considera un peligro peligroso en su estado en polvo.
Además, debido a que el aluminio se combina fácilmente con el oxígeno, afecta las prácticas de soldadura. La capa de óxido en la superficie del aluminio se funde al triple de temperatura que el aluminio que se encuentra debajo, por lo que es imprescindible limpiar minuciosamente el aluminio antes de soldarlo.
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas registran la relación de un material con la tensión y miden el grado de elasticidad en respuesta a una carga aplicada.
- Resistencia máxima a la tracción: 13.000 psi
- Límite elástico: 5000 psi
- Elongación a la rotura: 15% a 28%
- Fuerza de corte: 9000 psi
- Resistencia a la fatiga: 5000 psi
- Elasticidad en tensión: El aluminio tiene un módulo de Young de 10.000 kilolibras por pulgada cuadrada (KSI), mientras que el cobre tiene 17.550 KSI y la madera es de 1.595 KSI.
¿Qué hace que el aluminio sea un buen material para soldar?
Dado que el aluminio pesa aproximadamente un tercio del acero, el peso es un factor importante que determina por qué el aluminio es adecuado para soldar. Reducir el peso de muchos productos sería un comienzo para abordar las preocupaciones globales sobre la eficiencia del combustible. El uso de piezas soldadas de aluminio daría como resultado vehículos, aviones y barcos más livianos, lo que reduciría el consumo de combustible en aproximadamente un 60% o más.
Debido a que el aluminio no se oxida fácilmente, ya no se necesitarían pinturas y otros recubrimientos para resistir la corrosión en las fabricaciones. Conserva buena ductilidad a temperaturas bajo cero, buena conductividad eléctrica y térmica y alta reflectividad tanto al calor como a la luz. El aluminio es más maleable que el acero, que tiende a volverse rígido y agrietarse si se trabaja demasiado, lo que significa que se le puede moldear cualquier diseño imaginable.
MIG, TIG, arco de carbono y otros procesos de soldadura por arco pueden soldar aluminio y sus aleaciones con éxito. El aluminio puro se puede alear con muchos metales diferentes para producir una amplia gama de propiedades físicas y mecánicas.
¿Cuáles son las aplicaciones comunes para soldar aluminio?
Algunas personas podrían preguntarse: “¿Qué se puede hacer con aluminio?”
Aunque el aluminio tiene aplicaciones universales en industrias como la construcción, el transporte, la electricidad y los bienes de consumo, sus aplicaciones van mucho más allá de lo tradicional. Por ejemplo, el aluminio, que se considera no tóxico y seguro para la exposición humana, se puede combinar con hidrógeno y oxígeno para producir hidróxido de aluminio. Esta sustancia profundiza los colores y brilla en pinturas y productos de maquillaje en polvo.
El aluminio también es un ingrediente de varios medicamentos que tratan la acidez de estómago, la indigestión ácida, el dolor de estómago, el reflujo ácido, las úlceras y los gases. Incluso se usa en un medicamento tópico para tratar las reacciones a la hiedra venenosa.
Recuerde que el aluminio es piroforo en forma de polvo, por lo que no debería sorprender que el polvo de aluminio muy fino sea el componente principal de la industria pirotécnica. Se utiliza para crear todos los fuegos artificiales y bengalas plateados y blancos, dándoles su explosión.
La NASA y otras organizaciones espaciales prefieren el aluminio por las mismas razones que los fabricantes de aviones y vehículos. Las aleaciones de aluminio componen principalmente el vehículo espacial Curiosity de Marte. Con un precio de 2.500 millones de dólares, el proyecto no habría sido posible sin el uso rentable de aluminio reciclado.
La mayoría de las cocinas tienen más aluminio de lo que cree, y los refrigeradores, microondas, lavavajillas y ollas y sartenes contienen aluminio. En otras áreas, las ruedas, transmisiones, parachoques y radiadores ahora son de aluminio. ¡Incluso tu iPhone tiene aproximadamente una cuarta parte de aleación de aluminio!
Las aplicaciones para soldar aluminio son casi infinitas, con proyectos para principiantes y veteranos experimentados. Comience con un simple unidad de almacenamiento de herramientas, banco de monedaso plantador de bonsaisy pasar a tareas más desafiantes como cuadros de bicicleta, maceteros para perrosy arte de soldadura.
Una vez que se haya enganchado a los placeres del aluminio y la soldadura de aluminio, querrá una máquina de soldar de calidad diseñada para soldar aluminio pero sin gastar mucho dinero. No busque más que los expertos en soldadura de PrimeWeld para encontrar la máquina perfecta para sus siguientes proyectos de soldadura. ¿No puedes decidir si comprar una soldadora TIG o MIG? ¡No hay problema! Nuestros expertos en soldadura lo guiarán hacia la mejor máquina para sus aplicaciones.
La línea de fondo
El aluminio es un metal versátil con varias ventajas, entre ellas ser liviano, resistente y flexible. Se puede fundir, moldear, mecanizar y extruir, lo que significa que se puede fabricar en diversas formas y para numerosos usos.
Debido a sus numerosos beneficios, el aluminio se ha vuelto aún más popular. El proceso de extrusión de aluminio ha permitido suministrarlo en diseños complejos adicionales.
No importa qué forma prefiera, ¡el aluminio será la opción más liviana, vital y mecanizable por su precio!