Seleccionar el punto de fusión de la soldadura correcto es crucial para el éxito de su proyecto. Soldar implica el uso de una aleación de metal fusible para unir dos o más piezas metálicas. El punto de fusión de la soldadura (la temperatura a la que pasa de sólido a líquido) varía según la composición de la aleación. A continuación le ofrecemos una guía que le ayudará a tomar la mejor decisión según sus necesidades.
Entendiendo la soldadura
Primero, veamos qué es la soldadura. La soldadura es una aleación de metal fusible que se utiliza para unir piezas metálicas. El punto de fusión de la soldadura es la temperatura a la que se transforma de sólido a líquido. Esta temperatura varía según la composición de la aleación de soldadura.
Lo más común es que la soldadura esté hecha de una combinación de metales como estaño, plomo, plata y cobre. Cada metal tiene un punto de fusión diferente y, al mezclarlos en diferentes proporciones, los fabricantes crean soldaduras con puntos de fusión específicos adecuados para diversas aplicaciones.
¿Cuál es el punto de fusión de la soldadura?
Los puntos de fusión de la soldadura suelen oscilar entre 90 y 450 °C (190 a 840 °F; 360 a 720 K), según la aleación. Esta amplia gama refleja las diversas aplicaciones y requisitos de soldadura en diversas industrias.
- Aleaciones comunes: Las aleaciones de soldadura más utilizadas se funden entre 180 y 190 °C (360 y 370 °F; 450 y 460 K). Estos incluyen tipos populares como estaño-plomo y ciertas soldaduras sin plomo.
Tipos comunes de soldadura y sus puntos de fusión
El punto de fusión de la soldadura puede variar significativamente según su composición.
Puntos de fusión de soldadura a base de plomo
Las soldaduras a base de plomo, generalmente una mezcla de estaño y plomo (comúnmente en proporciones 60/40 o 63/37), han sido el estándar de la industria durante muchos años. La soldadura 63/37 se funde a 183°C (361°F), lo que la convierte en una opción popular para la electrónica debido a su punto de fusión relativamente bajo y sus excelentes características de flujo. Sin embargo, debido a preocupaciones ambientales y de salud, su uso ha disminuido en favor de alternativas sin plomo.
| tipo más antiguo | Composición | Punto de fusión (° C) | Punto de fusión (°F) |
|---|---|---|---|
| Soldadura de estaño y plomo 60/40 | 60% estaño, 40% plomo | 183-190 | 361-374 |
| Soldadura de estaño y plomo 63/37 | 63% estaño, 37% plomo | 183 | 361 |
| Soldadura sin plomo SAC305 | 96.5% Estaño, 3% Plata, 0.5% Cobre | 217-221 | 423-430 |
| Soldadura sin plomo de estaño y plata | 96.5% estaño, 3.5% plata | 221 | 430 |
| Soldadura sin plomo de estaño y cobre | 99.3 % estaño, 0.7 % cobre | 227 | 441 |
| Soldadura de baja temperatura a base de bismuto | 58% bismuto, 42% estaño | 138 | 280 |
| Soldadura de alta temperatura (plata) | 93.5% Plomo, 5% Estaño, 1.5% Plata | 296 | 565 |
| Soldadura con plata | 62% estaño, 36% plomo, 2% plata | 179-190 | 354-374 |
| Soldadura de estaño, plomo y antimonio | 62% estaño, 36% plomo, 2% antimonio | 178-190 | 352-374 |
| Soldadura de alta temperatura a base de níquel | Aleación a base de níquel | 450+ | 842+ |
Puntos de fusión de soldadura sin plomo
En respuesta a las restricciones a la soldadura a base de plomo, se han vuelto populares las alternativas sin plomo. Por lo general, contienen estaño mezclado con pequeñas cantidades de plata, cobre o bismuto. Las soldaduras sin plomo generalmente tienen puntos de fusión más altos, que a menudo oscilan entre 217 °C y 227 °C (423 °F a 441 °F).
Aquí hay un desglose de varias composiciones de soldadura sin plomo y sus temperaturas de fusión:
| Composición de la aleación de soldadura (% en peso) | Detalle de composición | Temperatura de fusión (°C) | Temperatura de fusión (°F) |
|---|---|---|---|
| 97% In/3% Ag | Indio-Plata | 143 ° C | 289 ° F |
| 95.5% Sn/3.9% Ag/0.6% Cu | Estaño-Plata-Cobre | 217 ° C | 423 ° F |
| 95% Sn/5% Sb | Estaño-Antimonio | 232 ° C - 240 ° C | 450 ° F - 464 ° F |
| 95% Sn/5% Ag | Estaño-Plata | 221 ° C - 240 ° C | 430 ° F - 464 ° F |
| 95.6% Sn/3.5% Ag/0.9% Cu | Estaño-Plata-Cobre | 217 ° C | 423 ° F |
| 65% Sn/25% Ag/10% Sb | Estaño-Plata-Antimonio | 233 ° C | 451 ° F |
| 91% Sn/9% Zn | Estaño-Zinc | 199 ° C | 390 ° F |
| 95% Zn/5% Aluminio | Zinc-Aluminio | 382 ° C | 720 ° F |
| 58% Bi/42% Sn | Bismuto-Estaño | 138 ° C | 280 ° F |
| 97% Sn/2% Cu/0.8% Sb/0.2% Ag | Estaño-Cobre-Plata | 226 ° C - 228 ° C | 439 ° F - 442 ° F |
| 95.5% Sn/3.5% Ag/1% Zn | Estaño-Plata-Zinc | 218 ° C - 221 ° C | 424 ° F - 430 ° F |
| 96% Sn/4% Ag | Estaño-Plata | 221 ° C - 225 ° C | 430 ° F - 437 ° F |
| 91.5% Sn/8.5% Sb | Estaño-Antimonio | 232 ° C - 240 ° C | 450 ° F - 464 ° F |
| 97.5% Sn/2.5% Ag | Estaño-Plata | 221 ° C - 226 ° C | 430 ° F - 439 ° F |
| 97% Sn/3% Cu | Estaño-Cobre | 227 ° C - 300 ° C | 441 ° F - 572 ° F |
Selección basada en aplicaciones
- Procesos de alta temperatura: Considere usar soldaduras con puntos de fusión más altos, como 95% Sn/5% Sb (232°C – 240°C / 450°F – 464°F) o 95% Zn/5% Aluminio (382°C / 720°F) para soportar múltiples ciclos térmicos sin hacer refluir la soldadura inicial.
- Procesos de baja temperatura: Para componentes térmicamente sensibles, utilice soldaduras con puntos de fusión más bajos como 97% In/3% Ag (143°C/289°F) o 58% Bi/42% Sn (138°C / 280°F) para evitar daños.
Puntos de fusión de soldadura de plata
La soldadura de plata, también conocida como soldadura dura, contiene un mayor porcentaje de plata y se utiliza en aplicaciones de alta resistencia, como la fabricación de joyas o la plomería. Tiene un punto de fusión mucho más alto, que a menudo supera los 600 °C (1112 °F). Este tipo de soldadura requiere más calor pero proporciona uniones muy fuertes, ideales para aplicaciones donde la durabilidad es crítica. (Si quieres aprender más sobre el punto de fusión de la plata, por favor haga clic aquí)
Puntos de fusión de soldadura de cobre
Con un punto de fusión de aproximadamente 1083°C (1981°F), la soldadura de cobre se utiliza para aplicaciones de alta temperatura. Es menos común para tareas generales de soldadura, pero esencial en industrias específicas como HVAC. (Si quieres aprender más sobre el punto de fusión del cobre, por favor haga clic aquí)
¿Por qué optar por una soldadura de aleación de oro en lugar de una soldadura de aleación de plomo?
Las soldaduras de aleaciones de oro, como Au80Sn20, a menudo se eligen en lugar de las soldaduras a base de plomo debido a su rendimiento superior a altas temperaturas. Las soldaduras a base de plomo, con un punto de fusión de 327 °C, pierden fuerza por encima de los 245 °C, lo que puede resultar problemático durante los procesos de alta temperatura. Por el contrario, el Au80Sn20, con un punto de fusión de 280°C, mantiene mejor su resistencia en condiciones similares.
Esto hace que las soldaduras de aleaciones de oro sean ideales para aplicaciones que involucran procesos de ensamblaje final, como la soldadura por reflujo o por ola, que ocurren alrededor de 250-260 °C. Garantizan uniones fiables y duraderas, incluso ante un posible sobrecalentamiento, a diferencia de las soldaduras a base de plomo que pueden volverse demasiado blandas.
¿Por qué elegir una aleación eutéctica en lugar de una no eutéctica?
Las aleaciones eutécticas se funden y solidifican a una sola temperatura, lo que permite una soldadura más rápida y eficiente y una fijación más sencilla. Esto conduce a una calidad óptima de las juntas y a un ahorro de costes. Sin embargo, las aleaciones no eutécticas pasan por una fase sólido-líquido durante el enfriamiento, lo que aumenta el riesgo de agrietamiento en caliente y requiere ajustes de proceso más complejos. Por lo tanto, se prefieren las aleaciones eutécticas por su velocidad y confiabilidad en la soldadura.
¿Qué soldadura se debe utilizar?
La selección de una aleación de soldadura depende de dos criterios principales: el punto de fusión de la soldadura y cualquier proceso térmico posterior. Para procesos que implican múltiples pasos térmicos, se puede utilizar primero una soldadura de alta temperatura, como una aleación con alto contenido de plomo (Pb) que se funde alrededor de 300 °C. Esto permite realizar soldaduras posteriores con aleaciones de temperatura más baja, como estaño-plata (SnAg) a 220 °C y soldadura a base de indio a 150 °C, lo que proporciona flexibilidad sin comprometer la integridad del dispositivo.
Por el contrario, para aplicaciones que involucran componentes térmicamente sensibles, una soldadura a baja temperatura es esencial. Estas soldaduras, con puntos de fusión inferiores a 150 °C y, a veces, tan bajos como 100 °C, protegen los componentes delicados del daño por calor. La elección de la soldadura depende fundamentalmente de su punto de fusión para cumplir con los requisitos térmicos específicos del proceso.
Factores a considerar al elegir la soldadura
Al seleccionar el punto de fusión de soldadura adecuado para su proyecto, considere los siguientes factores:
Sensibilidad de los componentes
Los componentes que estés soldando determinarán el punto de fusión de la soldadura. Los componentes electrónicos sensibles, por ejemplo, pueden dañarse con las altas temperaturas, por lo que es preferible una soldadura de bajo punto de fusión. Por el contrario, los proyectos de plomería y carpintería metálica podrían beneficiarse de soldaduras de alto punto de fusión que proporcionan uniones más fuertes.
Medio Ambiente Aplicación
Considere el entorno en el que se utilizará la unión soldada. Las soldaduras de alto punto de fusión son más adecuadas para entornos de alta temperatura, ya que mantienen mejor su integridad bajo calor. Por ejemplo, las aplicaciones automotrices o aeroespaciales a menudo requieren soldaduras que puedan soportar temperaturas elevadas.
Fuerza conjunta
Otro factor decisivo es la resistencia necesaria de la unión soldada. Las soldaduras de alto punto de fusión, como la soldadura de plata, crean uniones muy fuertes, lo que las hace ideales para aplicaciones mecánicas donde la unión estará bajo tensión. Para aplicaciones menos exigentes, una soldadura estándar sin plomo o a base de plomo podría ser suficiente.
Requisitos reglamentarios
En algunos casos, las regulaciones influirán en la elección de la soldadura. Muchos países tienen restricciones sobre el uso de soldadura a base de plomo debido a su toxicidad. Familiarícese con las regulaciones locales para garantizar el cumplimiento.
¿Por qué es importante el punto de fusión de la soldadura?
El punto de fusión de la soldadura es crucial porque determina las temperaturas a las que la soldadura se fundirá y solidificará. Esto afecta el proceso de soldadura de varias maneras:
- Compatibilidad de procesos: El punto de fusión de la soldadura debe alinearse con los límites térmicos de los componentes y materiales involucrados para evitar daños.
- Soldadura por reflujo: Las soldaduras con puntos de fusión más altos permiten múltiples pasos de soldadura sin reflujo en las uniones anteriores, lo cual es esencial para ensamblajes complejos.
- Sensibilidad térmica: Se necesitan soldaduras de bajo punto de fusión para componentes sensibles a la temperatura para evitar el sobrecalentamiento y daños.
- Confiabilidad conjunta: Los puntos de fusión adecuados garantizan uniones de soldadura fuertes y duraderas que pueden soportar tensiones operativas sin fallar.
Seleccionar la soldadura adecuada en función de su punto de fusión garantiza procesos de soldadura eficientes, seguros y confiables.
Detalles y requisitos del proyecto
Cada proyecto tiene sus propios requisitos únicos y comprenderlos guiará su elección de soldadura:
- Proyectos de Electrónica: Para la mayoría de los productos electrónicos, son comunes una soldadura de bajo punto de fusión, como la tradicional 60/40 de estaño-plomo, o alternativas sin plomo como SAC305 (96.5% estaño, 3% plata, 0.5% cobre). Es fácil trabajar con estas soldaduras y minimizan el riesgo de daños por calor a componentes sensibles.
- Fontanería: Para la plomería, la soldadura sin plomo es imprescindible debido a las normas sanitarias. Busque soldaduras etiquetadas para plomería para asegurarse de que cumplan con los estándares de seguridad.
- Fabricación de joyas: Para trabajos finos y detallados como joyería, la soldadura de plata se utiliza a menudo debido a su resistencia y alto punto de fusión, lo que proporciona uniones duraderas y estéticamente agradables.
Consejos prácticos para soldar
Ahora que ya sabes cómo elegir la soldadura adecuada, aquí tienes algunos consejos prácticos para garantizar el éxito en tus proyectos de soldadura:
- Superficies limpias: Asegúrese de que las superficies a soldar estén limpias y libres de oxidación o contaminantes. Utilice papel de lija fino o un cepillo de alambre si es necesario.
- Utilice fundente: El fundente es esencial para prevenir la oxidación y garantizar una unión fuerte. Muchas soldaduras vienen con un núcleo fundente, pero es posible que se necesite fundente adicional para materiales difíciles.
- Calefacción adecuada: Utilice el soldador o soplete adecuado para el trabajo. Asegúrese de que esté precalentado a la temperatura correcta para la soldadura elegida. Aplique calor a la unión, no directamente a la soldadura, y permita que la soldadura fluya hacia la unión.
Conclusión
Elegir el punto de fusión de la soldadura adecuado implica equilibrar las necesidades de sus componentes, el entorno operativo y los requisitos reglamentarios. Comprender las propiedades de los diferentes tipos de soldadura y sus aplicaciones lo ayudará a tomar una decisión informada, lo que conducirá a uniones soldadas confiables y duraderas. ¡Feliz soldadura!
Al considerar estos factores y consejos, puede asegurarse de seleccionar la soldadura adecuada para su proyecto, lo que conducirá a un mejor rendimiento y confiabilidad de su producto final.
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Preguntas Frecuentes
El punto de fusión de la soldadura 50/50, que consta de 50 % de estaño y 50 % de plomo, es de aproximadamente 190 °C (374 °F). Este tipo de soldadura se utiliza a menudo en diversas aplicaciones de electrónica y plomería.
El punto de fusión de la soldadura 60/40, que consta de 60% de estaño y 40% de plomo, es de alrededor de 183°C (361°F). Esta soldadura se usa comúnmente en electrónica y soldadura en general debido a sus características confiables y fáciles de trabajar.
El punto de fusión de la soldadura 63/37, que consta de 63% de estaño y 37% de plomo, es de aproximadamente 183°C (361°F).
La soldadura de plomería generalmente se funde entre 215 °C y 230 °C (419 °F a 446 °F). Las opciones sin plomo generalmente se derriten entre 230 °C y 250 °C (446 °F y 482 °F).
La soldadura dura, también conocida como soldadura de plata o soldadura fuerte, tiene un punto de fusión que normalmente oscila entre 600 °C y 850 °C (1112 °F a 1562 °F).
La soldadura con el punto de fusión más bajo suele ser soldadura a base de bismuto. Estas soldaduras pueden tener puntos de fusión tan bajos como 138 ° C (280 ° F). Las soldaduras a base de bismuto se utilizan en aplicaciones donde es crucial minimizar la exposición al calor, como en componentes electrónicos delicados o uniones a baja temperatura.
Catalogar: Guía de materiales
Este artículo fue escrito por ingenieros del equipo de BOYI TECHNOLOGY. Fuquan Chen es ingeniero y técnico con 20 años de experiencia en prototipado rápido y fabricación de piezas metálicas y plásticas.
