SOLDADURA BLANDA

La soldadura blanda es un tipo de soldadura de estado solido, consiste en el proceso de unión de dos o más piezas, normalmente metales, con una aleación eutéctica de estaño/plomo (Aunque esto último dependerá del tipo de soldadura blanda que se aplique).

La distinción entre soldadura «fuerte» y «blanda» está motivada por la temperatura de fusión del material de aporte. De esta forma, si la temperatura de fusión del material de aporte es inferior a 450 ºC se denomina soldadura blanda, mientras que si se emplea un material de aporte cuya temperatura de fusión se sitúe por encima de los 450 ºC, entonces el procedimiento se denominará soldadura fuerte.

Introducción

¿Qué es una soldadura? Es lo primero que tendríamos que saber. La soldadura es un proceso de fijación en donde se realiza la unión de dos o más piezas de un material (generalmente metales o termo-plásticos), usualmente logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son soldadas fundiendo, se puede agregar un material de aporte (metal o plástico), que, al fundirse, forma un charco de material fundido entre las piezas a soldar (el baño de soldadura) y, al enfriarse, se convierte en una unión fija a la que se le denomina cordón. Suele estar relacionada con la calderería.

La mayoría de uniones se realizan por la propiedad de “Capilaridad”, la cual explicaremos mas adelante.

En el presente trabajo hablaremos y aprenderemos el uso de la soldadura, centrándonos en la blanda ya que habría que diferenciar de la soldadura fuerte, cuyas aplicaciones y temperatura de fusión son diferentes.

Definición de soldadura blanda

La soldadura blanda (“soldering”) es el proceso de unión de dos piezas mediante calor y un material de aportación que se funde a una temperatura por debajo de los 427 ºC (800 ºF) y por debajo del punto de fusión de las piezas a ser soldadas y la soldadura fuerte es a partir de dicha temperatura.

Se distingue de su hermana, la soldadura dura (o fuerte), por la temperatura de fusión que tendrá el material de aporte. Si este necesita una temperatura superior a los 450º centígrados se considerará soldadura fuerte, y si es menor, soldadura blanda.

Tiene como objetivo unir, permanentemente, piezas de distintos o iguales materiales (Con alta resistencia), es ideal para simplificar operaciones mecánicas y hacer producciones sencillas.

⚠️ ¡Atención! ⚠️

Es importante recordar que el material de aportación que usaremos dependerá en gran medida del material de las piezas que vayamos a unir, pero las aleaciones más populares son las de estaño/plata, estaño/zinc y, por supuesto, estaño/plomo.

Capilaridad

Es una propiedad de los fluidos  que depende de su tensión superficial, la cual, a su vez, depende de la cohesión del fluido, y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.

Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuera intermolecular o cohesión intermolecular es menor que la adhesión del líquido con el material del tubo; es decir, es un líquido que moja. El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Este es el caso del agua, y esta propiedad es la que regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energía para vencer la gravedad.

Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión al capilar, como el caso del mercurio, la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior y su superficie es convexa.

La capilaridad se produce debido a la existencia de dos tipos de fuerzas diferentes: las fuerzas cohesivas que son las fuerzas entre las moléculas del líquido y adhesivas que son las fuerzas que operan entre las moléculas del líquido y el capilar. El hecho de que las fuerzas adhesivas en el agua sean mayores que las cohesivas, se manifiesta también en la formación de un menisco cóncavo (redondeado hacia abajo) en el extremo de la columna. Cuando las fuerzas cohesivas son mayores que las adhesivas, como en el caso del mercurio, se forma un menisco convexo (redondeado hacia arriba).

 

Aplicaciones

Tiene gran cantidad de aplicaciones, desde la fabricación de juguetes hasta motores de aviones y vehículos especiales. En general se utiliza para la unión de piezas de pequeño tamaño, de diferentes materiales, donde sería muy difícil utilizar un proceso de soldadura por fusión. La soldadura blanda se suele utilizar en componentes electrónicos, piezas ornamentales y piezas de intercambio de calor.

Es de las más utilizadas en el mundo de la fontanería y las instalaciones de gas a baja presión.

¡Las 5 Características Clave de la soldadura blanda!

Este modelo de soldadura cuenta con una serie de propiedades y factores únicos, es recomendable que los leas para saber donde te metes, después ya hablaremos de como hacerla, ventajas… etc

• Requiere de metal de aportación: Esta técnica de soldadura va a requerir de un metal de aporte, es decir, un componente que servirá para fusionar o rellenar los metales e imperfecciones de la soldadura.
• Solo se puede aplicar a temperaturas menores de 450º: Esto es porque si supera esta medida ya no estaríamos hablando de soldadura blanda sino que pasaría a ser soldadura fuerte.
• Es muy usada en la fabricación de objetos pequeños: Esto incluye desde juguetes hasta motores para cualquier tipo de vehículo, en electrónica también es muy popular, puesto que es idónea para materiales cuya función es el intercambio de calor.
• Es un proceso fácil de automatizar: Ha sido muy fácil de implementar, tanto en cadenas de montajes automáticos, como en simples empresas de construcción o reparación.
• Puede llegar a ser complicada: Aunque depende muchísimo de la pieza, en algunos casos la preparación puede resultar cara y difícil de aplicar, sobretodo por la cantidad de materiales que requiere.

Material de aportación

Metal que se añade al base a la hora de soldar. Este tiene que contar con las siguientes características:

• Tiene que tener la capacidad para ser bañado en agua.
• Contar con una temperatura de fusión aceptable, y que su distribución una vez caliente sea bastante fluida.
• Su unión ha de cumplir una serie de requisitos como una determinada resistencia mecánica y alguna que otra propiedad anticorrosiva.
• El metal de aportación debe reaccionar al metal base con el que vamos a soldar sin que se forme ningún otro compuesto que disminuya la resistencia de la soldadura.

Tienes que saber que cada material de aportación cuenta con un rango de temperatura diferente y que se suele vender como carretes de hilo, barras o pastas.

Se emplea una aleación de estaño y plata, en forma de varilla, o en carrete cuya temperatura de fusión ronda los 250 ºC

Según la norma UNE-EN ISO 9453, sólo son aptas para su utilización en instalaciones de agua potable, calefacción, solar térmica y de gas a baja presión las aleaciones que tengan un punto de fusión superior a 220 ºC y que estén exenta de contenido en plomo.

En este sentido las únicas aleaciones que cumplen estas características son las siguientes: Nº 402: Sn97Cu3, Nº 702: Sn96Ag4, Nº 703: Sn97Ag3, Nº 704: Sn95Ag5.

Lista de aleaciones de aportación más comunes:

• Estaño y plomo: Probablemente el más popular y usado por los soldadores.
• Estaño y plata: Para piezas mas pequeñas y delicadas.
• Estaño y cinc: El más común para soldar aluminio.
• Estaño y bismuto: muy popular en el area de la electrónica.
• Plata y Plomo: Para fundir cobre o barras de acero, tiene la capacidad de humidificar el plomo.
• Cadmio y plata; Para unir cobre y aluminio con aluminio aunque esta última es menos común. Resiste temperaturas muy elevadas.
• Cadmio y Cinc: ideal para unir aluminio.
• Cinc y Aluminio: De nuevo para aluminio solo que esta última le otorga una gran resistencia a la corrosión.

Tabla 3.  Materiales de aporte utilizados en soldadura blanda
Material de aporte	Temperatura de fusión,  (ºC)	Principales aplicaciones
Plomo – Plata	305	Uniones a temperatura elevada
Estaño – Antimonio	240	Fontanería y calefacción
Estaño – Plomo	190	Electricidad, electrónica, radiadores
Estaño – Plata	220	Envases de alimentos
Estaño – Zinc	200	Uniones de aluminio
Estaño – Plata – Cobre	215	Electrónica

El Decapante

Es una sustancia acuosa ácida para soldaduras, que ataca el óxido de la superficie de los metales, permitiendo que la aleación de estaño/plomo fluya libremente sobre el área de contacto. Evita la formación de óxido durante el proceso de calentamiento de las superficies, neutralizando la acción del oxígeno presente en el aire. También, permite realizar soldaduras firmes, ligando íntimamente terminales, cables y contactos, obteniendo soldaduras brillantes. Facilita soldaduras sobre superficies difíciles como pilas, baterías y superficies con recubrimientos metálicos especiales.

Equipo de soldadura y herramientas necesarias

Las herramientas necesarias son:

• Sierra especial para metales o Cortatubos. En donde meteremos el tubo entre los dos rodillos, para que el corte sea limpio y preciso, obteniendo así un corte siempre perpendicular al eje, evitando de esa forma el exceso de rebabas y obtener un corte limpio y a escuadra.

• Escariador. Eliminación de rebabas para evitar pérdidas de carga y de caudal consiguiendo que se acople bien con el accesorio, evitando las obstrucciones en la zona de turbulencias. Recalibrado de los extremos. Para evitar desperfecto y obtener la soldadura optima.

 

El equipo de soldadura blanda está formado por:

• Soplete de gas. Botella azul de propano.
• Tubería de goma.
• Válvulas de control.
• Pasta limpiadora o decapante.

Técnica y proceso

• A continuación te explicaremos paso a paso como realizar la técnica de soldadura blanda con todos sus detalles, trucos y técnicas más guardadas, recuerda que hablaremos del proceso normal, con dos metales comunes.
  • La limpieza: Antes de empezar tenemos que limpiar de una forma muy concreta los materiales que vamos a unir, ya que esta técnica de soldadura solo funcionará bien si las superficies están limpias.
    • Recuerda tener en cuenta la presencia de contaminantes ya que pueden llegar a interferir en la distribución de capilaridad y en la unión de los metales
    • Ten en cuenta la grasa, ya que cuando vayas a calentar mucho los metales, esta creará una capa que interferirá en la unión y en la distribución de los materiales.
    • Lo mejor para realizar esta limpieza es usar disolventes, soluciones en agua, alcalinas y  limpiadores de vapor. No obstante el tipo de disolvente variará dependiendo del tipo de contaminante.
  • Comprobar la temperatura: Nuestro soldador necesita adquirir una temperatura determinada, ni muy alta ni muy baja, para saber si estamos con la temperatura adecuada tienes que acercar el hilo de estaño a la punta, si se funde, esta listo.
  • Caldear las piezas: Para este paso lo único que tienes que hacer es acercar la punta del soldador a los metales o a las ambas piezas. Mantenlo durante unos segundos y en nada estará listo.
    • Si quieres un pequeño truco de soldador, lo mejor para calentar es poner en la punta del soldador un poquito de estaño, así la transmisión de calor será muchísimo más fácil.
  • Fundir las piezas: Ahora vamos a unir las piezas, para ello acerca el hilo de estaño al soldador junto con la pieza o metal que vamos a soldar, al poco rato el estaño se fundirá y se repartirá de forma uniforme por todas las zonas candentes.
  • Retira el estaño: Cuando veamos que ya hemos aportado el suficiente estaño es momento de retirarlo pero manteniendo el soldador durante un par de segundos.
    • Recuerda mantener no mover las piezas hasta que se enfríe el estaño, cuando se haya solidificado ya podremos moverlas.
    • Ni se te ocurra soplar la soldadura ya que lo único que conseguirás será un soldado prematuro, dando como resultado un acabado defectuoso, mate y muy poco competente.
    • Comprueba la pieza soldada, mira si queda brillante, sin poros y ,en definitiva, en buen estado.

 

 

Defectos y anomalías

Los defectos mas comunes en este tipo de soldadura son:

• No tener un corte perpendicular
• Falta de material de aportación, debido a una falta de distribución por capilaridad.
• Metal de aportación no adecuado o defectuoso.
• Tiempo de soldadura muy corto.
• Limpieza de las piezas a unir inadecuada.
• Poca cantidad de fundente o, que sea inadecuado.
• Oxidación del metal base.
• Separación excesiva entre piezas.
• Excesiva cantidad de metal de aportación o inadecuado o en lugar no deseado.
• Temperatura demasiado elevada.
• Tiempo de soldadura excesivo.

Ventajas y características

• Proporciona una unión permanente, convirtiendo las partes soldadas en una sola unidad.
• La unión soldada puede ser mas fuerte que los materiales originales, si se usa un material de relleno que tenga propiedades de resistencia superiores a la de los metales originales y se aplican las técnicas correctas de soldar.
• La soldadura es la forma mas económica y ligera de unir componentes, siendo el ensamble mecánico (adición de remaches y tuercas) mas pesado que la soldadura.
• La soldadura no se limita al ambiente de fabricación, sino que también se puede realizar en espacios abiertos.
•  Requiere de metal de aportación.
•  Solo se podrá aplicar a temperaturas menores de 450 º C.
•  Es muy usada en la fabricación de objetos pequeños.
•  Es un proceso fácil de automatizar.
• Pude llegar a ser complicado.

Consejos

Antes de empezar asegúrate de que has revisado tanto el material como estos 5 factores clave, así podrás realizar la soldadura mucho más eficiente. asegúrate de cumplir todos y cada uno de ellos:

• La distancia: Ten muy en cuenta la cantidad de cm que hay entre los materiales que se van a unir y porque.
• La temperatura: Fíjate en la cantidad de grados que usaremos al soldar, así como los puntos de fusión de ambas piezas
• El tiempo: El número de segundos totales de calefacción y el tiempo que estaremos aportando el estaño.
• Las propiedades: No es lo mismo soldar cobre que hierro, asegúrate de mirar las cualidades de los metales a soldar.
• La habilidad: Tanto del soldador y de la calidad de sus herramientas de trabajo.

Recuerda que hay materiales que no son nada recomendables para unir con este modelo de soldadura. Cada material tiene sus propiedades distintas por ejemplo el aluminio es nefasto para este tipo de soldadura.

Y, por ejemplo si queremos unir hierro galvanizado o cinc usando este tipo de soldadura no podremos tener antimonio en el metal de aportación. Esto se debe a que forman una combinación un tanto difícil de fundir.

Errores comunes en la ejecución de este tipo de soldaduras

• Distribuye bien el metal de aportación, es muy frecuente no conseguir una distribución adecuada, sobretodo al principio.
• Asegúrate de que la calidad del material de aportación sea buena, nada de usar uno defectuoso o sucio.
• Utilizar una temperatura más baja de lo normal por un mal uso de técnicas
• Estate poco tiempo soldando los materiales, normalmente no necesitas mucho
• No limpiar bien las piezas de unión antes de empezar a trabajarlas
• Que el metal base ya se este empezando a oxidar.
• La distancia entre las piezas, al principio se tiende a poner mucha distancia entre ambas.

Prevención de riesgos laborales (PRL)

Los factores de accidentalidad son:

• Escasa formación.
• No usar equipos de protección adecuados.
• No tener protocolos de actuación.
• Daña mucho la vista. La vista se tiene que proteger con gafas para evitar proyecciones y salpicaduras, siendo estas, las de metraquilato, las mas reconendadas para este proceso gracias a su buena visión.
• Guantes gruesos de cuero para evitar quemaduras y el contacto con los decapantes o flux.
• Se deberán revisar los equipos de gas para que no tengan ningún tipo de fuga que pueda provocar incendios o explosiones.
• Se recomienda trabajar sin ningún tipo de bisutería (anillos o pulseras) en las manos para evitar accidentes
• En caso de tener el cabello largo, tendrá que recogerse y protegerse con una gorra para que no se produzcan quemaduras durante la soldadura.

 

Bibliografia utilizada en la elaboración de esta entrada

A continuación, os dejo algunos enlaces utilizados en la elaboración de esta entrada y por si queréis ampliar información.

Web sobre los distintos tipos de soldadura:  http://www.ghinduction.com/process/soldadura-blanda/?lang=es

Artículo sobre soldaduras blandas: https://soldaduras.online/blandas/

Presentación sobre este tipo de soldaduras: https://docplayer.es/11384513-Soldadura-blanda-y-de-explosion.html