Guía de materiales y tipos de soldadura

La soldadura es una aleación con un punto de fusión bajo que une permanentemente dos o más superficies metálicas. Hay varios tipos de soldaduras disponibles, como las basadas en plomo, las sin plomo y las basadas en plata, cada una con sus propiedades y ventajas únicas. Elegir el tipo de soldadura y el fundente adecuados es esencial para garantizar que la unión sea fuerte, duradera y duradera. Este artículo explora los distintos tipos de soldadura, sus características y sus aplicaciones.

Índice de contenidos

• Tipos de soldadura
• Factor de forma
• ¿Qué es la soldadura en frío?
• ¿Qué es una mecha de soldadura?
• Criterios de selección
• Preguntas frecuentes

Tipos de soldadura

Conocer los distintos tipos de soldadura y sus propiedades es importante para garantizar que la unión soldada pueda soportar las tensiones ambientales y mecánicas a las que estará expuesta.

• En aplicaciones en las que la unión vaya a estar sometida a altas temperaturas, es crucial elegir una soldadura con un punto de fusión elevado para evitar que la unión se funda o se debilite. Por ejemplo, la soldadura de plata tiene un punto de fusión entre 630 𐩑C y 825 𐩑C (1136 - 1517 𐩑F), y se utiliza habitualmente en aplicaciones de alta temperatura.
• Las aplicaciones que requieren uniones de alta resistencia, como en las industrias aeroespacial o del automóvil, requerirían soldaduras con mayor resistencia a la tracción y al cizallamiento, como la soldadura de estaño-plomo.
• Para las aplicaciones que implican componentes electrónicos delicados, se prefieren las soldaduras de baja temperatura con puntos de fusión bajos (como la soldadura de bismuto-estaño y la soldadura de indio) para evitar daños por calor.

Al seleccionar el tipo de soldadura adecuado, puede garantizar una conexión fuerte, fiable y duradera que satisfará los requisitos específicos de su aplicación.

Soldadura a base de plomo

La soldadura a base de plomo contiene plomo como uno de sus componentes principales. La soldadura de estaño-plomo, la más común, contiene aproximadamente un 60% de estaño y un 40% de plomo. El estaño se añade por su punto de fusión más bajo. Además, el plomo impide el crecimiento de los bigotes de estaño (pequeñas protuberancias en forma de pelo llamadas bigotes crecen de la superficie del estaño, provocando cortocircuitos). La soldadura de plomo se ha utilizado ampliamente en diversas aplicaciones, como la electrónica, la fontanería y la metalurgia.

• Ventajas: Existen múltiples razones para elegir la soldadura con base de plomo:
  • Punto de fusión más bajo que los tipos sin plomo
  • Fluye bien (la soldadura se extiende fácilmente y se adhiere a las superficies a soldar, formando una unión lisa y uniforme).
  • Más fácil de trabajar
  • Más rápido de llevar a una temperatura de trabajo
  • Bajo coste
  • Disadvantages: Debido a la preocupación por los posibles riesgos para la salud asociados a la exposición al plomo, muchos países han prohibido o restringido el uso de soldaduras de plomo en determinadas aplicaciones, sobre todo las que tienen que ver con el agua potable o los alimentos. En muchos casos, ahora se utilizan alternativas sin plomo.

Soldaduras sin plomo

La EPA (Agencia de Protección del Medio Ambiente) ha establecido una normativa para el uso de tuberías, accesorios, instalaciones, soldaduras y fundentes sin plomo en el agua potable, que exige no más de un 0,2% de plomo en las soldaduras y fundentes. Las soldaduras sin plomo suelen contener una combinación de metales como estaño, cobre, plata y, a veces, pequeñas cantidades de otros metales.

• Advantages: El uso de soldaduras sin plomo tiene muchas ventajas, como la reducción del impacto medioambiental y la mejora de la seguridad de los trabajadores que manipulan las soldaduras. Además, muchos países tienen normativas que exigen el uso de soldaduras sin plomo en determinadas aplicaciones, especialmente las relacionadas con el agua potable o los alimentos.
• Disadvantages: Uno de los retos de las soldaduras sin plomo es que suelen requerir temperaturas de fusión más elevadas que las soldaduras con plomo. Esto puede hacer que sea más difícil trabajar con él, ya que puede dañar los componentes electrónicos si no se utiliza correctamente. Además, las soldaduras sin plomo pueden tener propiedades físicas y mecánicas ligeramente diferentes a las de las soldaduras con plomo, lo que afecta a su idoneidad para determinadas aplicaciones.

Soldadura de núcleo fundente

La soldadura con núcleo de fundente contiene un núcleo de fundente dentro del hilo de soldadura. El fundente es un material que ayuda a limpiar y preparar las superficies metálicas que se van a unir eliminando óxidos, contaminantes y otras impurezas. También ayuda a facilitar el flujo de la soldadura fundida reduciendo la tensión superficial y evitando la oxidación durante el proceso de soldadura.

El núcleo de fundente del hilo de soldadura está formado por una mezcla de compuestos orgánicos e inorgánicos diseñados para reaccionar con las superficies metálicas al calentarse durante el proceso de soldadura. Hay dos formas de soldaduras con núcleo de fundente.

• Núcleo de colofonia: La soldadura con núcleo de colofonia contiene un fundente a base de colofonia en el interior del hilo de soldadura. La colofonia es una resina natural derivada del pino que se utiliza como fundente en electrónica y otras aplicaciones. El fundente de colofonia no es corrosivo y deja un residuo fácil de limpiar, lo que lo convierte en una opción popular para aplicaciones delicadas.
• Núcleos ácidos: La soldadura con núcleo ácido contiene un fundente ácido en el interior del hilo de soldadura. El fundente ácido suele estar hecho de ácido clorhídrico o cloruro de cinc y se utiliza para soldar metales como cobre, latón y cinc. El fundente ácido es corrosivo y puede dañar otros metales, por lo que es esencial utilizarlo sólo en metales seleccionados y limpiar las superficies después de soldar.

A medida que el hilo de soldadura se funde, el núcleo de fundente se libera y limpia las superficies a unir. Esto facilita el flujo de la soldadura y crea una unión más fuerte y fiable.

• Ventajas: La soldadura de núcleo fundente elimina la necesidad de aplicar fundente por separado, lo que ahorra tiempo y esfuerzo. Es beneficioso para soldar en zonas de difícil acceso o en las que es imposible aplicar el fundente por separado.
• Disadvantages: El fundente en el núcleo del hilo de soldadura puede no ser suficiente para algunas aplicaciones, especialmente las que implican uniones más grandes o complejas. Además, puede dejar un residuo que requiera una limpieza adicional una vez finalizado el proceso de soldadura.

Factor de forma

La soldadura se presenta en varias formas, como el alambre, la soldadura preformada, la pasta y el polvo. La elección entre estos tipos de soldadura exige un examen minucioso de las características y aplicaciones de cada tipo, como puede verse en la Tabla 1.

Características	Alambre para soldar	Soldadura de preformas	Pasta de soldar
Apariencia	Alambre metálico fino recubierto de fundente.	Trozos precortados de soldadura	Mezcla de soldadura metálica en polvo fino y fundente.
Cómo utilizarlo	Corta el hilo de soldadura a la longitud deseada y fúndelo con un soldador u otra fuente de calor.	Coloque la preforma sobre las superficies metálicas que desea unir y, a continuación, caliente los componentes a una temperatura superior al punto de fusión de la soldadura.	La pasta de soldadura suele aplicarse a las almohadillas de una placa de circuito impreso mediante una plantilla, que permite una colocación precisa y el control de la cantidad de pasta de soldadura utilizada. Una vez aplicada la pasta de soldadura, se colocan los componentes electrónicos en las almohadillas. Todo el conjunto se calienta en un horno de reflujo para fundir la soldadura y crear una conexión eléctrica permanente.
Ventajas	Fácil de usar, adecuado para una variedad de aplicaciones, se puede utilizar con diferentes tipos de fundente	Las preformas proporcionan un control preciso de la cantidad de soldadura utilizada en cada unión, lo que ayuda a reducir los residuos y a mejorar la uniformidad. Eliminan la necesidad de utilizar materiales fundentes engorrosos y pueden ayudar a reducir los huecos de soldadura y otros defectos en el producto acabado.	Permite la soldadura simultánea de múltiples componentes, ahorrando tiempo y mejorando la eficiencia de la producción. Además, la pasta de soldar es ideal para placas de circuito impreso de alta densidad, donde la soldadura tradicional con alambre puede resultar poco práctica.
Limitaciones	El control limitado sobre la cantidad de soldadura aplicada puede resultar sucio y requerir fundente adicional.	Las preformas deben colocarse y alinearse correctamente sobre las superficies metálicas antes de calentarlas. Para ello es necesario prestar mucha atención a los detalles y contar con equipos especializados, como máquinas de recoger y colocar o equipos de montaje automatizado.	La pasta de soldadura requiere una manipulación y un almacenamiento cuidadosos para evitar que se seque o contamine el material fundente, lo que puede afectar a la calidad de las uniones soldadas.
Aplicación	Trabajos generales de soldadura y reparación	Montaje automatizado y configuraciones precisas de las juntas	Componentes de paso fino y tecnología de montaje en superficie

Tabla 1: Comparación de varios tipos de soldadura en función de su factor de forma (características físicas)

¿Qué es la soldadura en frío?

Una soldadura fría se produce cuando la soldadura se funde parcialmente debido a un calentamiento insuficiente. Las articulaciones frías son duras y de aspecto irregular, lo que da lugar a una articulación inestable. Si esto ocurre, recaliente la unión hasta que la soldadura vuelva a fluir. Asegúrese también de que el soldador está precalentado adecuadamente y funciona a la potencia correcta.

¿Qué es una mecha de soldadura?

Una mecha de soldar, también conocida como trenza de desoldar o mecha de soldar, es un alambre de cobre trenzado que se utiliza para eliminar el exceso de soldadura de una placa de circuito o componente electrónico. El hilo de cobre trenzado de la mecha de soldadura está recubierto de fundente, que ayuda a eliminar la soldadura de la unión o del componente que se está trabajando.

Para utilizar una mecha de soldadura, coloque el alambre trenzado sobre la junta o el componente y caliéntelo con un soldador. A medida que la soldadura se funde, es arrastrada hacia el interior del alambre trenzado por acción capilar, eliminándola eficazmente de la unión o el componente.

La mecha de soldadura es especialmente útil para eliminar el exceso de soldadura o la soldadura no deseada, por ejemplo, al corregir un puente de soldadura (cuando dos o más conexiones se unen accidentalmente con exceso de soldadura) o al sustituir un componente. También se suele utilizar cuando se recuperan componentes electrónicos de dispositivos viejos o dañados, ya que permite eliminar la soldadura vieja para dar paso a nuevas conexiones.

Criterios de selección

A la hora de seleccionar una soldadura adecuada para una aplicación concreta, hay que tener en cuenta varios criterios críticos.

1. Requisitos de aplicación y resistencia de las juntas:

• Elija soldaduras con o sin plomo si la aplicación tiene que ver con la electrónica, la fontanería y la joyería.
• Utilice soldaduras de núcleo fundente en electrónica y otras aplicaciones de precisión, en las que las uniones deben ser fuertes, limpias y sin defectos.
• Tenga en cuenta los requisitos de resistencia de la unión soldada. Esto ayudará a determinar el tipo de aleación de soldadura y el fundente que proporcionarán la resistencia y durabilidad necesarias. Por ejemplo, la soldadura de plata suele tener un contenido de plata superior al 45% y puede ser con o sin plomo. Es especialmente ventajoso para su uso en uniones mecánicas debido a su mayor resistencia en comparación con la soldadura estándar. Sin embargo, debido a su punto de fusión relativamente más alto, la soldadura de plata no es adecuada para unir metales con puntos de fusión bajos.

2. Compatibilidad: La soldadura debe ser compatible con los materiales que se van a unir y con cualquier revestimiento o tratamiento superficial de dichos materiales. Por ejemplo, la temperatura de fusión de la soldadura debe ser inferior a la temperatura de fusión de los materiales que se van a unir; de lo contrario, los materiales podrían fundirse o dañarse durante el proceso de soldadura. Además, la composición química de la soldadura debe ser compatible con los materiales que se van a unir y con los revestimientos o tratamientos superficiales de dichos materiales. Por ejemplo, algunos metales pueden reaccionar con determinadas sustancias químicas de la soldadura y provocar corrosión u otros daños.
3. Punto de fusión: El punto de fusión de la soldadura debe ser inferior al punto de fusión de los materiales que se van a unir. Esto evitará que se dañen los materiales y garantizará que la soldadura fluya correctamente durante el proceso de soldadura.
4. Factores medioambientales: Tenga en cuenta las condiciones ambientales a las que estará expuesta la junta, como la temperatura, la humedad y la exposición a productos químicos. Las soldaduras a base de plomo pueden ser perjudiciales para el medio ambiente si no se eliminan correctamente y pueden estar restringidas o prohibidas en determinadas regiones debido a la normativa medioambiental. Si las consideraciones medioambientales son una prioridad, las soldaduras sin plomo o con núcleo fundente pueden ser una mejor opción.
5. Facilidad de uso: La soldadura y el fundente deben ser fáciles de trabajar, y el proceso de soldadura debe ser sencillo y repetible. Esto es especialmente importante para aplicaciones de producción de gran volumen. La soldadura de núcleo fundente, por ejemplo, contiene fundente dentro del hilo de soldadura, lo que puede simplificar el proceso de soldadura al eliminar la necesidad de aplicar fundente por separado.
6. Cumplimiento de la normativa: Asegúrese de que la soldadura cumple los requisitos normativos pertinentes, como las normativas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) o REACH (Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas).
7. El coste: Por último, hay que tener en cuenta el coste de la soldadura y el fundente, así como los equipos y procesos necesarios. Aunque el coste no debe ser el único factor a tener en cuenta, es importante en muchas aplicaciones.

Lee nuestro artículo sobre soldadura para obtener una guía paso a paso sobre cómo soldar un componente a una placa electrónica.

Preguntas frecuentes

¿De qué está hecha la soldadura?

La composición de la soldadura puede variar en función del uso previsto, pero normalmente está hecha de una mezcla de metales como estaño, plomo, plata o cobre.

¿Se puede soldar el acero inoxidable?

Sí, el acero inoxidable se puede soldar, aunque puede resultar difícil debido a su alta resistencia a la oxidación y su baja conductividad térmica. Utilice una soldadura con un punto de fusión inferior al del acero. Elija también un soldador que funcione a temperaturas más altas.

¿Cuál es la diferencia entre fundente y pasta de soldadura?

El flujo de soldadura se utiliza para limpiar la superficie metálica, reducir la tensión superficial y proteger la unión de la oxidación, mientras que la pasta de soldadura se emplea para unir los componentes a una placa de circuito fundiendo la soldadura en la pasta.

¿Cuál es la diferencia entre pasta de soldar e hilo de soldar?

Un hilo de soldar es un alambre fino de una aleación metálica que combina dos superficies metálicas fundiéndolo con un soldador. La pasta de soldadura es una mezcla de polvo de aleación metálica y fundente suspendidos en una sustancia pastosa.

¿De qué material está hecho el hilo de soldar?

Los materiales habituales del hilo de soldar son el estaño, el plomo, la plata o el cobre. A menudo se añade fundente al hilo de soldadura para eliminar la oxidación y las impurezas y favorecer la adhesión a las superficies metálicas que se van a unir.

¿Qué es el polvo de soldadura?

El polvo de soldadura es un polvo metálico fino de uno o varios metales como el estaño, el plomo y la plata. Los polvos de soldadura suelen mezclarse con fundente.