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.
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.
La soldadura con estaño es utilizada en la fabricación y/o reparaciones en diferentes áreas:
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).
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.
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.
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:
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.
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.
La calidad de soldadura se puede evaluar visualmente, teniendo en cuenta los siguientes criterios:
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).
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Equipo de soldar con estaño