SOLDADURA
Hoy en día, hay muchos sistemas industriales de soldadura
para colocación de componentes sobre placas de circuito impreso, sin embargo,
con un pequeño soldador se pueden realizar una gran cantidad de trabajos, tales
como la construcción de circuitos impresos con todos sus componentes y el
cableado de equipos muy complejos. El soldador manual es una herramienta
sencilla, pero muy útil e importante, cuyo manejo merece la pena conocer y que
se utiliza también el campo profesional.
¿Que
es soldar?
Soldar, es unir sólidamente dos piezas
metálicas, fundiendo su material en el punto de unión, o mediante alguna
sustancia igual o parecida a ellas, ya
sea que se calientan las piezas de metal hasta que se fundan y se unan entre sí
o que se calienten a una temperatura inferior a su punto de fusión y se unan o
liguen con un metal fundido como relleno. Otro método es calentarlas hasta que
se ablanden lo suficiente para poder unirlas con un martillo a presión.
¿Cuál
es el método más antiguo para soldar?
El método
más antiguo para unir o soldar metales se basaba en calentar dos piezas de
metal en una fragua hasta que estaban blandas y flexibles. Después se
martillaban o forjaban las piezas entra sí en un y aunque y se dejaban enfriar
y endurecer.
La
tecnología y la ciencia de la soldadura han avanzado con tal rapidez en los
últimos años, que sería casi imposible enumerar todas los métodos diferentes de
soldadura que actualmente están en uso. Los procesos de soldadura se clasifican
según las fuentes de presión y calor utilizadas.
El tipo
de soldadura más adecuado para unir dos piezas de metal depende de las
propiedades físicas de los metales, de la utilización a la que está destinada
la pieza y de las instalaciones disponibles.
TIPOS
DE SOLDADURA
Ø
Soldadura ordinaria o de aleación:
Método utilizado para unir metales con aleaciones metálicas que se funden a
temperaturas relativamente bajas. Se suele diferenciar entre soldaduras duras y
blandas, según el punto de fusión y resistencia de la aleación utilizada. Los
metales de aportación de las soldaduras blandas son aleaciones de plomo y
estaño y, en ocasiones, pequeñas cantidades de bismuto.
En las soldaduras duras se emplean aleaciones de plata, cobre
y cinc (soldadura de plata) o de cobre y cinc (latón soldadura).
Para unir dos piezas de metal con aleación, primero hay que limpiar su
superficie mecánicamente y recubrirla con una capa de fúndente, por lo general
resina o bórax. Esta limpieza química ayuda a que las piezas se unan con más
fuerza, ya que elimina el óxido de los metales. A continuación se calientan las
superficies con un soldador o soplete, y cuando alcanzan la temperatura de
fusión del metal de aportación se aplica éste, que corre libremente y se
endurece cuando se enfría. En el proceso llamado de resudación se aplica el
metal de aportación a las piezas por separado, después se colocan juntas y se
calientan. En los procesos industriales se suelen emplear hornos para calentar
las piezas.
Ø
Soldaduras
duras:
La soldadura eléctrica por arco,
La soldadura eléctrica por puntos,
La soldadura oxiacetilénica, etc.
Ø
Soldaduras
Blandas (aquellas que funden a menos de 200 °C)
La soldadura con estaño, que es la que nos interesa para su
aplicación en Electrónica
SOLDADURA DE ESTAÑO
La soldadura con estaño consiste en unir dos
fragmentos de metal (habitualmente cobre, latón o hierro) por medio de un metal
de aportación (habitualmente estaño) con el fin de procurar una continuidad
eléctrica entre los metales que se van a unir. Esta unión debe ofrecer la menor
resistencia posible al paso de la corriente eléctrica (se trata de obtener una
unión eléctrica Óptima)
ü
Mezcla de 60-40,
aleación de 60% de estaño y 40% de plomo
ü
El estaño puro
funde a 232 °C y el plomo puro funde a 327°C; sin embargo una aleación de estos
dos metales (con mezcla 60-40) funde a una temperatura de 190 °C.
ü
Para realizar
una buena soldadura, los metales que se van a soldar deberán estar totalmente
limpios de suciedad, grasa, Óxido, etc. Para su limpieza existen diversos
métodos, pero el más cómodo y limpio es el del estaño con alma de resina.
ü
El estaño con
alma de resina consiste en un hilo de estaño en carretes, en cuyo interior se
ha dispuesto uno o varios hilos de resina, esta al fundirse con el calor del
soldador, será la encargada de desoxidar y desengrasar los metales, facilitando
enormemente la labor de soldadura con estaño.
Ø
Soldadura por fusión Los dos procesos principales en la soldadura por fusión, son la
soldadura de arco y la soldadura con llama.
En la soldadura
de arco se emplea el calor creado por una corriente eléctrica para elevar la
temperatura de los metales a la requerida para soldarlos.
En la soldadura de arco metálico se establece una corriente eléctrica entre los
metales y una varilla que sirve como electrodo. Este electrodo se sujeta en un
soporte especial que el soldador sostienen en la mano. El calor requerido para
fundir los metales proviene del arco que se crea cuando la corriente eléctrica
salta en el espacio o entre hierro entre el extremo del electrodo y el metal.
En este proceso, se funden ambos: los metales y el electrodo.
Ø
Soldadura sin fusión:
ü En el forjado
En el
forjado se calienta las piezas de metal que se van a unir en una fragua.
Mientras se calienta, se las mantiene en reposo sobre una capa gruesa de coque
y se mantienen lo más limpias que sea posibles. Hay que calentar las piezas con
uniformidad hasta la temperatura correcta.
Después,
se les coloca en la posición deseada y se les martilla para unirlas. Los
metales se unen por la presión del martilleo.
ü En la soldadura por resistencia
También
se utilizan el calor la presión para unirlas las piezas metálicas. Las piezas
que se van a soldar se sujetan entre dos electrodos de cobre en una maquina.
El calor
se genera por la corriente eléctrica que circula a través de los puntos en
donde se hace la soldadura, es decir, en el punto en los electrodos tocan el
metal.
En las
soldaduras a tope, por puntos, de costuras y de proyección se utiliza el
proceso de las variaciones en la soldadura por resistencia. Las piezas que se
van a soldar se sujetan entre dos electrodos de cobre una máquina. El calor se
genera por la corriente eléctrica que circula a través de los puntos en el
punto en los electrodos tocan el metal. En las soldaduras a tope, por puntos de
consturas y de proyección también se utilizan el proceso de resistencia. En la
soldadura a tope las piezas se colocan las piezas se colocan extremo con
extremo de modo que la corriente circule a través de la unión.
En la
soldadura de proyección, se hacen pequeñas protuberancias en la superficie de
uno de los metales que se van a soldar. Estas protuberancias o proyecciones se
sueldan en otra pieza de metal al hacer pasar presión al mismo tiempo. Gracias
al desarrollo de nuevas técnicas durante la primera mitad del siglo XX, la
soldadura sustituyó al atornillado y al remachado en la construcción de muchas
estructuras, como puentes, edificios y barcos. Es una técnica fundamental en la
industria del motor, en la aerospacial, en la fabricación de maquinaria y en la
de cualquier producto hecho con metales.
Ø
El procedimiento de soldadura por
presión original es el de soldadura de fragua, practicado durante siglos por
herreros y artesanos. Los metales se calientan en un horno y se unen a golpes
de martillo. Esta técnica se utiliza cada vez menos en la industria moderna.
Ø
SOLDADURA ALUMINOTÉRMICA
El calor necesario para este tipo de soldadura se obtiene de la
reacción química de una mezcla de óxido de hierro con partículas de aluminio
muy finas. El metal líquido resultante constituye el metal de aportación. Se
emplea para soldar roturas y cortes en piezas pesadas de hierro y acero, y es
el método utilizado para soldar los raíles o rieles de los trenes.
Ø
Soldadura por presión
Agrupa todos
los procesos de soldadura en los que se aplica presión sin aportación de
metales para realizar la unión. Algunos métodos coinciden con los de fusión,
como la soldadura con gases por presión, donde se calientan las piezas con una
llama, pero difieren en que la unión se hace por presión y sin añadir ningún
metal. El procedimiento más utilizado es el de soldadura por resistencia; otros
son la soldadura por fragua (descrita más arriba), la soldadura por fricción y
otros métodos más recientes como la soldadura por ultrasonidos.
CARACTERΝSTICAS
DEL SOLDADOR (CAUTIN) UTILIZADO EN ELECTRÓNICA
El soldador utilizado en electrónica deberá ser de los
denominados tipo lapicero; reciben este nombre porque para utilizarlos se toman
con la mano como si se tratara de un lapicero.
La potencia del soldador no deberá ser mayor de 40 vatios
(pues se podrían deteriorar los materiales o los componentes que se van a
soldar) ni menor de 20 vatios (pues en algunos casos no se conseguiría una
buena soldadura).
PROCEDIMIENTO
PARA OBTENER UNA BUENA SOLDADURA
1.
Comprobar que el
soldador ha adquirido la temperatura adecuada acercando el hilo de estaño a la
punta: si aquel se funde con facilidad, el soldador está listo.
2.
Preparar los elementos
o piezas que se quieran soldar. 
3.
Acercar la punta del soldador a la unión de ambas piezas,
con el
fin de caldearlas; mantenerlo así durante unos
segundos. Es conveniente que la punta del soldador tenga
un
poco de estaño, pues se facilita la transmisión de calor.
Transcurrido ese tiempo, acercar el hilo de estaño a
la
zona de contacto del soldador con las
piezas que
se van a soldar,
comprobando que el estaño se funde y
se reparte uniformemente por
las zonas caldeadas.
4.
Cuando se crea que es suficiente el estaño aportado,
retirarlo, manteniendo
el soldador unos segundos.
5.
Transcurridos
dos o tres segundos, retirar el soldador sin mover las piezas soldadas.
6.
Mantener las
piezas inmovilizadas hasta que el estaño se haya enfriado y solidificado; nunca
se soplará la soldadura, pues sólo se conseguiría un enfriamiento prematuro que
daría como resultado una soldadura fría, mate y, en definitiva, defectuosa.
7.
Comprobar que la
soldadura queda brillante, sin poros y
cóncava. En caso de que cualquiera de estas condiciones
no se
cumplieran, limpiar de estaño las piezas y volver a
comenzar el proceso.
8.
Una vez que se
ha realizado el montaje de los componentes sobre una placa de circuito impreso
se cortan los sobrantes de terminales y se repasan todas las soldaduras.
CARACTERISTICAS
DE UNA BUENA SOLDADURA
A la derecha se pueden observar las comparaciones entre las
malas y las buenas formas que deben de tener las soldaduras.
Ø
Deben de quedar
cóncavas como se muestra; y sin excesos de estaño.
Ø
Para garantizar
una buena soldadura es necesario que tanto el estaño como el elemento a soldar
alcancen una temperatura determinada, si esta temperatura no se alcanza se produce
el fenómeno. Los circuitos impresos están preparados para soportar las altas
temperaturas necesarias para realizar las soldaduras, pero debe aplicarse el
soldador un tiempo prudencial y no se debe empujar el componente cuando el
circuito impreso está muy caliente. Si no se hace caso de estos consejos, muy
posiblemente se levantará la lámina conductora del circuito impreso, y se
soltará fácilmente del resto del circuito originando una avería denominado
soldadura fría.
Ø
La temperatura
de fusión depende de la aleación utilizada, cuyo componente principal es el
estaño y suele estar comprendida entre unos 200 a 400 °C.
Ø
Las soldaduras
frías, o las realizadas sobre una superficie sucia, tienden a adquirir el
aspecto de una bola, que en muchos casos apenas sujeta el componente.
Ejemplo de una mala
soldadura
DESOLDAR
Existen herramientas que nos ayudan para desoldar
elementos mal soldados o mal colocados. Una opción es calentar nuevamente el
estaño sólido y extraerlo con un “Chupón”.
PROCESO
PARA DESOLDAR
1.
El desoldador
debe aplicarse sólo el tiempo necesario para fundir el estaño.
2.
Después se
aspira y el terminal del componente queda libre. Lo normal es tener que repetir
la operación más de una vez. En ocasiones el terminal queda aún sujeto por una
pequeña zona y es preciso aplicar ligeramente la punta del soldador para
calentarlo, al tiempo que se tira del componente con suavidad.
