Soldadura con Estaño

Actualizado Mayo 2020
P-Soldadura con Estaño
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Técnicas y requerimientos para la Soldadura con Estaño

Última Actualización Mayo 2020


Introducción

La soldadura blanda, es un proceso de unión utilizado para componentes electrónicos, cables, donde la resistencia mecánica es un factor de poca relevancia. Las soldaduras blandas deben ser ejecutadas con una alta calidad, ya que una falla de una junta de un equipo electrónico, en un avión durante un vuelo por ejemplo, puede resultar en una catástrofe.

La soldadura con estaño es un proceso de fabricación que se considera como soldadura blanda, motivado a que la temperatura de fusión del material de aporte es inferior a 450 °C. Es importante tener en cuenta que estaño, siendo el material de aporte, presenta un punto de fusión menor al de los materiales bases a los cuales sirve de enlace metálico. 

Debido a la baja temperatura de fusión del estaño y características físico químicas a la de los materiales base, la soldadura se lleva a cabo sin fundir el material base. El estaño fundido forma un baño, penetra las grietas o intersticios del material base. La aleación fundida de estaño debe cubrir las superficies de los metales a ser soldados y adherirse a ellos formando una mezcla conocida como zona de fusión.

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Implementos requeridos para la Soldadura con Estaño

Estaño

El estaño o cautín es una aleación de estaño 60% y plomo 40%. Su presentación en general es en forma de alambre, con la particularidad de ser muy maleable.

Aplicaciones

La soldadura con estaño es utilizada en la fabricación y/o reparaciones en diferentes áreas:

  • Circuitos impresos o Transistores.
  • Juguetes.
  • Piezas ornamentales.
  • Intercambiadores de calor.
  • Unión de piezas de tamaños pequeñas que no están sometidas a esfuerzos mecánicos.
  • Piezas de materiales diferentes.

Ventajas

  • Permite fabricar uniones entre materiales diferentes, incluso entre materiales metálicos, no metálicos y con espesores diferentes.
  • Dado que el material base no alcanzar la temperatura de fusión, no hay una zona afectada por el calor o con cambios en la estructura metalográfica.
  • Permite conservar los recubrimientos de los materiales base.
  • Permite fabricar soldaduras en piezas de precisión.
  • El acabo superficial y la estética de la soldadura es muy buena.
  • Es un proceso que puede ser automatizado con facilidad y a bajo costo.
  • No se generan tensiones superficiales en el material base debido a que la temperatura de trabajo es muy baja.
  • No se requieren medidas de protección personal especial.
  • En algunos procesos que involucran piezas electrónicas se pueden realizar varias soldaduras en paralelo.
  • El costo unitario por junta (equipos y mano de obra) es muy bajo en comparación con otros procesos.
  • Las juntas son fáciles de disolver o remover.

Limitaciones

  • Es un proceso costoso cuando se trata de piezas grandes o geometría complicada.
  • La unión soldada con estaño no puede ser sometida a esfuerzos mecánicos.
soldadura en plastico
Soldadura de estaño en plástico.

Soldador

El soldador es la herramienta que suministra el calor necesario para fundir la aleación de estaño; en general el rango de temperaturas es de 200 °C y 450 °C. Es alimentada por energía eléctrica en forma de corriente alterna.

Las herramientas soldadoras para estaño pueden ser muy simples como un lápiz provisto de su conexión eléctrica; hasta herramientas sofisticadas como pistolas con control de temperatura, temporizador, etc.

El criterio básico para la selección de la herramienta es la temperatura de trabajo, o la aplicación en la que se va a trabajar. Otro aspecto a considerar es la geometría de la punta de la herramienta, ya que debe ser acorde con la geometría del material a soldar.

Para lograr una soldadura de buena calidad es importante mantener la punta de la herramienta en buen estado, limpia y libre de material extraño.

Los tipos más comunes de herramienta para soldar son: soldador de lápiz, soldador industrial, pistola de soldar y soldador de gas (soplete).

Preparación de la superficie

La superficie a soldar debe estar seca, limpia, libre de polvos, óxidos o cualquier otro material extraño.

Existen en el mercado productos para realizar la limpieza de los elementos a soldar eliminado impurezas. En aplicaciones electrónicas se utilizan flux libre de ácidos.

Precalentamiento

Para conocer si la punta de la herramienta ha alcanzado la temperatura adecuada para fabricar la soldadura, se realiza una prueba con una pequeña cantidad de estaño, si logra fundirlo, es indicativo que la herramienta está lista para su uso.

El soldador debe tener especial atención en la limpieza de la herramienta posterior a la prueba, ya que la punta debe estar limpia y libre de cualquier materia extraña para el momento de hacer la soldadura.

Otra práctica recomendada es precalentar los elementos involucrados en la soldadura, para facilitar la adhesión de la aleación de estaño al material bases.

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Rollo de estaño.

Los Fundentes (Flux)

El flux o fundentes es una resina que tiene como objetivo mejorar la adherencia del estaño y elimina el óxido en las piezas a soldar y evitar el contacto directo con el aire. Adicionalmente ayuda a impregnar el material base por el material de aporte.

El flux debe ser aplicado tomando en consideración medidas de protección para ojos y en lugares ventilados, ya que su prolongada exposición en el tiempo puede resultar tóxica.

La composición de los flux pueden ser:

  • Soluciones acuosas de cloruro de zinc y cloruro de amoniaco con ácido clorhídrico libre.
  • Soluciones de bromuro de zinc y bromuro de amonio con ácido bromhídrico libre.
  • Bromuro de amonio sin metales pesados.

Cada flux es utilizado para aplicaciones específicas, dependiendo del material base que se vaya a soldar. En cuanto su presentación pueden estar disponibles en pasta o líquido.

Soldadura

Luego de caldeadas (precalentada) las piezas a soldar, se acerca el material de aporte a la zona de la junta garantizando que el estaño se funde y se reparte uniformemente en toda la zona, y la punta del soldador debe permanecer unos segundos luego de retirado el material de aporte.

Terminada la operación descrita anteriormente se debe mantener las piezas unidas hasta lograr la solidificación y enfriamiento por completo del estaño, por medio de mecanismos naturales de convección; es decir se debe evitar flujo de aire que acelere el enfriamiento. Otro factor que deben evitarse son las vibraciones o movimientos en las piezas durante el fraguado.

Los mecanismos que produzca un enfriamiento prematuro de la soldadura, influirá negativamente en la calidad de la junta, dando como resultado una junta fría o defectuosa, con aspecto opaco. Una soldadura bien ejecutada debe ser de aspecto brillante, homogénea, libre de poros. 

La unión debe realizarse  en el menor tiempo y temperatura, a fin de evitar cordones finos con baja resistencia mecánica a la tracción. 

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Muestra de una soldadura de estaño.

Calidad de la soldadura

La calidad de soldadura se puede evaluar visualmente, teniendo en cuenta los siguientes criterios:

Estañado

El estañado es un procedimiento de preparación de las superficies metálicas, que facilita la soldadura (oxiacetilénica), consiste en añadir una capa delgada de metal fundido sobre las áreas que serán unidas.

El estañado se ejecuta con aleaciones y/o materiales de aporte con temperaturas de fusión bajas de tal forma que puedan fluir con cierta facilidad. Previo a realizar un estañado, las superficies deben ser calentadas con el soplete (oxiacetleno).

Producto recomendado

A continuación podrás encontrar el enlace directo a uno de los productos recomendados para realizar soldadura con estaño. Se trata de un producto valorado en calidad por expertos en soldadura para obtener los mejores resultados. 

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