Download - Sebenta soldadura
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
1/29
SEBENTA
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
2/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
DE
SOLDADURA
J.C.S.
Sebenta de Soldadura Pg. 2
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
3/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
ndice
A Soldadura.............................................................................................................
A Solda....................................................................................................................
O ferro de soldar......................................................................................................
A manuteno do ferro de soldar.............................................................................
Aco de molhagem................................................................................................
A funo do fluxo (desoxidante, decapante) ..........................................................
Decapantes..............................................................................................................
A execuo da soldadura........................................................................................
Ferramentas de apoio soldadura...........................................................................
Remoo do fluxo e impurezas ..............................................................................
Tcnicas de Soldadura............................................................................................
Soldadura automtica..............................................................................................
Dessoldadura...........................................................................................................
Bibliografia.............................................................................................................
3
4
5
8
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
Sebenta de Soldadura Pg. 3
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
4/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
A Soldadura
Chama-se soldadura unio de duas peas entre si de forma ntima e rgida. O processo
mais perfeito de unir peas metlicas provocar a fuso de ambas no ponto de unio; quando a
soldadura arrefece, os metais fundidos solidificam de novo e a continuidade das duas peas
perfeita. esta a chamada soldadura autognea1, utilizada nas grandes construes metlicas.
Este tipo de soldadura tem no entanto limitaes de utilizao que a impedem de ser
universalmente adoptada. Em primeiro lugar, exige que as peas a ligar sejam ou do mesmo metal
ou de metais diferentes com pontos de fuso iguais; em segundo, a fuso dos metais exige o
fornecimento de temperaturas elevadas, cuja manipulao difcil e perigosa. Portanto a soldadura
autognea no pode ser utilizada seno em trabalhos de certa envergadura.
Um outro tipo de soldadura que, conquanto menos perfeita, de muito mais simples
realizao, a solda por interposio dum terceiro metal. Neste processo as peas a soldar no so
levadas fuso, nas apenas aquecidas. Sobre elas derramado um terceiro metal em fuso,
chamado solda, que quando solidificado mantm definitivamente as peas unidas (Fig.l).
Fig. 1 Unio de peas (soldadura) atravs da interposio de um terceiro metal.
A maior vantagem deste tipo de soldadura no exigir temperaturas elevadas para a sua
realizao. De facto, o terceiro metal que realiza a unio normalmente o estanho, cuja
temperatura de fuso de apenas 200 centgrados, pelo que basta a chama dum bico de gs ou uma
ponta de ferro aquecida para o liquefazer.
O inconveniente da soldadura por estanho a pouca resistncia mecnica deste metal.
Observe-se na fig. 1 que as peas soldadas por este processo no ficam intimamente unidas, mas
apenas apertadas uma contra a outra pela camada de estanho. Submetendo uma soldadura destas a
1 Soldadura de metais, pela fuso das partes que se querem ligar.
Sebenta de Soldadura Pg. 4
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
5/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
um esforo de traco, este recai inteiramente sobre o estanho que, como sabemos, um metal
extremamente fraco e macio.
A necessidade de soldadura nos circuitos electrnicos
Os circuitos electrnicos so constitudos por elementos
(condensadores, resistncias, dodos, transstores, etc.), fig.2,
ligados entre si por fios condutores. Para o bom funcionamento
destes circuitos indispensvel que estas ligaes sejam
permanentes e no apresentem resistncia.
Se, por exemplo, quando ligamos dois condensadoresem srie nos limitssemos a enrolar os terminais de ambos um
ao outro, essa ligao nunca teria carcter permanente: as
variaes de temperatura exteriores iriam a pouco e pouco
afrouxando o aperto dos fios e o oxignio do ar acabaria por os
isolar por completo. Portanto, a partir de certa altura, a ligao
passaria a ser intermitente e o circuito a funcionar com
interrupes.
Fig. 2 Componentes
A soldadura a estanho e ideal para as ligaes electrnicas. Como exige pouco calor, a
execuo fcil e no deteriora outras peas circundantes; como o estanho bom condutor da
corrente elctrica, os pontos de soldadura no apresentam resistncia; e nem sequer se sofre o
inconveniente de pouca resistncia mecnica, pois as montagens electrnicas so realizadas
rigidamente sobre os chassis e no ficam sujeitas a esforos mecnicos.
A Solda
A solda o elemento cuja fuso e posterior solidificao provoca a unio das peas a ligar.
Existem no mercado numerosos tipos de soldas, mas as nicas que nos interessam so constitudas
por ligas de estanho com outros metais leves (chumbo, antimnio, bismuto, etc.). Dos diferentes
metais que entram nas ligas e das suas propores entre si depende a qualidade das soldas, que
podem ter mais elevado ou mais baixo ponto de fuso, maior ou menor facilidade em aderir s pe-
as a ligar e maior ou menor consistncia mecnica.
Sebenta de Soldadura Pg. 5
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
6/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
As soldas de estanho apresentam-se comercialmente em barra, em vareta e em fio (fig. 3).
As soldas em barra so utilizadas pelos electricistas e guarda-fios, em trabalhos exteriores ou
interiores que requeiram soldaduras de grandes dimenses; as soldas em vareta aplicam-se em
trabalhos interiores de menores dimenses e as soldas em fio so empregadas quase exclusivamente
nas ligaes dos circuitos electrnicos.
Fig. 3 Solda em fio
a solda em fio que nos interessa particularmente; este nome deriva de ser constituda com
a forma de um fio de 0,5 a 3 mm de dimetro. Esta forma torna-se bastante malevel, fcil de
trabalhar e possibilita enrol-la em bobinas, o que um processo cmodo de armazenagem.
A solda em fio tem ainda uma particularidadeinteressante: fabricada interiormente oca,
sendo esse vazio cheio com material
desoxidante (rezina ou cido) que, como
veremos, desempenha um papel importante na
realizao da soldadura (fig.4).
Fig. 4 Extracto de solda em fio
O ferro de soldar
Em qualquer tipo de soldadura, o primeiro requisito, alm da solda, o uso de calor. O ferro
de soldar o elemento que fornece o calor necessrio soldadura de estanho (fig. 5). Trata-se duma
ponta que elevada a uma temperatura de algumas centenas de graus por meio duma fonte interna
de calor.
Sebenta de Soldadura Pg. 6
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
7/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Fig. 5 Diferentes ferros de soldar
Fig. 6 Ferro de soldar dos anos 50, que j no serve para soldar circuitos electrnicos modernos, devido sua grande potncia e ponta grossa.
H ferros de soldar de diversos tamanhos, formas e potncias, mas basicamente consistem
de trs elementos principais (fig.7).
- Uma resistncia elctrica de aquecimento.
- Um bloco de aquecimento, que actua como reservatrio de calor
- A ponta que transfere o calor para a zona de trabalho.
Fig. 7 a) Constituio dos
ferros de soldar elctricos
Sebenta de Soldadura Pg. 7
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
8/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Fig. 7 b) Constituio dos ferros de soldar elctricos
Os modelos mais utilizados de ferros de soldar por serem os mais baratos so os de tensoconstante. Nestes a voltagem fixa e constante, provocando que a temperatura da ponta dependa s
da capacidade de aquecimento da resistncia elctrica, e da massa do bloco e ponta.
Os ferros de temperatura limitada tm um dispositivo que limita a temperatura mxima a
atingir pela ponta de ferro, no sendo, portanto, essa temperatura dependente s da potncia do
ferro como no caso anterior.
Os ferros mais sofisticados so os de temperatura controlada, tm um sensor de temperatura
regulvel, por exemplo um termstor. O operador pode regul-lo para a temperatura desejada, poisatravs de um sistema de realimentao em circuito fechado, a energia fornecida resistncia de
aquecimento desligada e ligada de forma a ponta temperatura desejada (Fig. 8).
Sebenta de Soldadura Pg. 8
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
9/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Fig. 8 Diferentes estaes de soldadura, com controlo de temperatura
Fig. 9 O ferro de soldar ainda largamente usado em reparaes. Na ltima dcada muitosfabricantes criaram ferramentas especiais para se poderem soldar manualmente componentes SMD
Outra ferramenta normalmente considerada como ferro de soldar a pistola de soldar. Neste
caso o controlo da temperatura muito difcil, o aumento de calor desenvolvido no ferro
directamente proporcional ao tempo que o gatilho (o contacto elctrico) est primido.
A manuteno do ferro de soldar
Em qualquer tipo de ferro de soldar a pea principal a ponta e em especial a sua
extremidade exterior, ou bico, que propriamente a parte que fornece o calor soldadura (Fig.10).
Sebenta de Soldadura Pg. 9
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
10/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Fig. 10 a) Diferentes pontas para ferros de soldar
Para cumprir eficazmente a sua funo esta ponta necessita ser permanentemente cuidada,
dado que funciona em condies bastante ingratas de trabalho. Todos os metais so maleficamente
afectados pela temperatura; em primeiro lugar o calor diminui-lhes a resistncia mecnica, e
portanto, provoca-lhes deformaes; em seguida a temperatura elevada favorece as reaces
qumicas e consequentemente a alterao das superfcies exteriores pelo ataque do oxignio do ar
(oxidao).A oxidao consiste na formao em volta da ponta duma mais ou menos fina camada
de xido que com o tempo a tende a envolver completamente. Os xidos so maus condutores de
calor, pelo que se essa camada no for removida o calor fica retido na massa de cobre e no passa
para a pea a soldar.
Pontas Longa Durao
So pontas de cobre protegidas por capas
de ferro, nquel e cromo, respectivamente, assim
como pr-estanhadas e prontas a usar.
Isto evita a sua deformao e desgaste
aumentando a sua durao 20 vezes mais do que
uma ponta de cobre convencional.
Fig. 10 b) Diferentes pontas de longa durao para ferros de soldar
No cuidar dos ferros de soldar alm de dificultar a aco do operador, aumenta a
possibilidade de uma m ligao. Se um ferro se estragar, ou um elemento arder, o ferro no ficainutilizado para sempre, s as partes defeituosas precisam ser substitudas, consultando sempre as
instrues do fabricante. As sugestes que se seguem, ajudaro a prolongar a sua vida til e a obter
os mximos benefcios da ferramenta.
- No remover a ponta do ferro de solda quando este estiver ligado. Isso provoca elevao da
temperatura do elemento de aquecimento a aproximadamente 700 C, resultando em choque
trmico e reduo da vida til do sensor e do elemento de aquecimento.
Sebenta de Soldadura Pg. 10
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
11/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
- Manter a esponja hmida, jamais encharcada a fim de evitar choques elctricos e reduo da
vida til das pontas de solda. De preferncia use gua destilada.
- Coloc-lo sempre no devido suporte (fig. 11).
- No desligue a unidade de solda da unidade de controle ( Base) quando o equipamento estiver
ligado a rede para evitar danos os circuitos de controle e sensores.
- Manter a ponta de solda sempre estanhada, protegendo assim a mesma contra oxidao.
- Evite movimentos bruscos ou quedas da unidade de solda afim de evitar danos aos sensores
principalmente quando aquecidos.
- No use lima ou outros objectos para limpeza das pontas de solda. Isto pode danificar o
banho especial usado no tratamento das mesmas reduzindo sua durabilidade.
- Desligue os equipamentos quando os perodos de intervalos de utilizao forem prolongados.
Quando estes intervalos forem pequenos, mantenha o equipamento ligado porm em baixa
temperatura.
- Limite o uso de fluxos resinados altamente activados do tipo cido, isso reduzir a vida til
das pontas de solda.
- Verifique sempre a tenso de utilizao em conformidade com sua rede elctrica local.
- Utilize sempre peas e acessrios originais
Fig. 11 Diferentes suportes e esponjas para ferros de soldar
Aco de molhagem
Para quem v soldar pela primeira vez, parece-lhe que a solda no faz mais do que ligar dois
metais, como se fosse uma espcie de cola liquefeita por aquecimento. Mas o que realmente se
passa bem diferente. Logo que a solda lquida e quente entra em contacto com a superfcie de
cobre, isenta de impurezas, a solda difunde-se na superfcie de cobre. As molculas de solda e
cobre combinam-se e formam uma nova liga metlica, uma parte de cobre para uma parte de solda,
com caractersticas prprias. Esta aco de expulso das molculas de ar ou vapor denominada
Sebenta de Soldadura Pg. 11
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
12/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
molhagem (estanhagem), e origina a formao de um elo intermetlico entre as duas partes (fig.
12).
Fig. 12 A solda lquida expulsa o ar ou vapor em contacto com a superfcie de cobre e forma uma
ligao metalrgica com o cobre.
A molhagem d-se apenas na superfcie de cobre que esteja livre de qualquer tipo de
contaminao e de qualquer pelcula de xido formada por exposio ao ar. S se estabelece
tambm se a solda e a superfcie de trabalho estiverem a temperatura correcta, isto a temperatura
de fuso da solda.
Mesmo que a superfcie possa parecer limpa quando se vai aplicar a solda, ainda existe uma
fina pelcula de xido cobrindo-a. Ento, se a solda for aplicada o resultado ser igual ao de uma
gota de gua caindo sobre uma superfcie oleosa, pois a pelcula de xido no deixara a solda aderir
perfeitamente superfcie de cobre. Para uma boa soldadura, deve-se retirar totalmente a pe1icula
de xido antes do processo de soldagem.
A funo do fluxo (desoxidante, decapante)
Soldaduras de alta segurana so possveis em superfcies totalmente limpas. A
utilizao de solventes e abrasivos para limpar as superfcies a soldar, imprescindvel para uma
boa soldadura, mas na maioria dos casos insuficiente. Isto devido grande rapidez com que se
oxidam as superfcies metlicas aquecidas, criando-se pelculas que impedem uma soldadura
correcta. A fim de evitar a formao de pelculas de xido, torna-se necessrio utilizar na soldadura
substncias chamadas FLUXOS cujas principais funes so:
- desoxidar as superfcies metlicas, aco qumica, e mant-las limpas temperatura de
fuso, estabilidade termal, no permitindo a formao de novos xidos.
- permitindo uma melhor molhagem das superfcies que se vo ligar atravs de solda
lquida.
Sebenta de Soldadura Pg. 12
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
13/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
- deve ser um meio de transferncia de calor para assegurar que as partes a serem juntas
atinjam a temperatura necessria para se formar uma ligao metlica.
Os fluxos utilizados em electrnica podem ser divididos em duas categorias: base de
resina e solveis em gua (fig. 13). O fluxo solvel em gua tem esta denominao porque os seus
resduos so solveis em gua, este tipo de fluxo no ser objecto do nosso estudo. Os fluxos base
de resina tem trs componentes: o solvente ou veculo, a resina e o activador (em fluxos muito
suaves no se utiliza o activador). A funo do solvente simplesmente de actuar como veculo
para o fluxo, quando este est no estado lquido. O solvente que utilizamos o lcool isoproplico.
A resina um produto natural, slido temperatura ambiente, que se extrai dos pinheiros. Para
reforar as propriedades da resina utilizam-se aditivos chamados activadores.
Fig. 13 Fluxos decapantes existentes no mercado.
A resina corrosiva temperatura de fuso da solda, removendo facilmente os xidos da
superfcie metlica. No entanto, a resina quando se encontra no estado slido, por exemplo a
temperatura ambiente no corrosiva e m condutora, no afectando o funcionamento do
circuito. devido aco da resina de remover os xidos e de impedir uma nova oxidao que
permite soldadura formar um elo intermetlico sem interrupes.
Aps a reaco qumica de desoxidao, a resina deve criar uma pelcula protectora das
superfcies metlicas limpas que se encontram temperatura de solda, estabilidade termal. Doutra
forma, as espelhadas superfcies metlicas expostas, facilmente se reoxidariam, aceleradas pelas
elevadas temperaturas de soldadura.
Os activadores permitem melhorar a eficcia da resina, tem uma temperatura de dissociao
abaixo das temperaturas de soldagem. Quando se dissociam limpam quimicamente as superfcies
oxidadas e a medida que a temperatura se eleva para a temperatura de soldagem, parte do activador
decompe-se e volatiliza-se mas a maior parte recombina-se no arrefecimento, deixando resduosto inofensivos quanto possveis.
Sebenta de Soldadura Pg. 13
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
14/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Ateno que a resina decompe-se e queima-se a 285C derivando em depsitos
indesejveis que no se dissolvem na solda liquefeita e so difceis de remover. Temos de ter em
ateno a temperatura mxima da ponta do ferro de soldar que utilizamos.
Embora os fluxos moderadamente activados sejam muito mais fortes que o produto original
(resina no activada, tipo R), ainda so relativamente fracos. Necessitam de um certo controle das
superfcies das partes a soldar com vista a obter confiana e economia nas soldaduras a executar.
Este composto utiliza-se em larga escala nos computadores, telecomunicaes, aeroespacial e
aplicaes militares e tem tambm sido utilizado com sucesso nas televises a cores sendo, neste
caso, os resduos l deixados.
Alm dos fluxos utilizados em electrnica existem diversas variedades de fluxo conforme o
tipo de aplicao e o fim a que se destina por exemplo, na soldadura de folhas de metal so
utilizados fluxos cidos assim como em canalizaes de gua. A soldadura de prata (que precisa de
temperatura muito mais elevada para fundir do que as de estanho/chumbo) utiliza pasta de brax.
Ateno que os fluxos cidos nunca devem ser utilizados em electrnica, e os fluxos activados da
famlia da RA 50 devem ser utilizados por algum altamente especializado.
Decapantes
Decapante passivo (R resina)
formado por resina pura dissolvida em lcool. Possu pouca actividade e reduz pouco as
camadas oxidadas. Por isso as superfcies a soldar devem possui boas caractersticas para
soldadura. Os resduos no so agressivos e possuem altas propriedades de isolamento elctrico.
Decapante de baixa ou mdia actividade (RMA - resina)
Este decapante consiste numa soluo de resina a que se adicionou um sal orgnico ou
cido. O aditivo tem propriedades desoxidantes que removem as camadas oxidadas das superfcies
a soldar. Infelizmente, os resduos tendem a corroer a juno soldada e aparece uma camada de
xidos na juno com propriedades isoladoras, que pode originar problemas durante o teste do
circuito.
Decapante altamente activo (RA - resina)
Sebenta de Soldadura Pg. 14
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
15/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Este tipo contm alta percentagem de agentes activadores na forma de sais orgnicos ou
cidos e utiliza-se principalmente em superfcies que so difceis de soldar. Os resduos so muito
agressivos e devem ser removidos.
Decapante com base em gua ou solvel em gua
Estes decapantes so geralmente muito activos. O grau de oxidao mais elevado do que
com decapantes dissolvidos em lcool, pelo que os objectos devem ser bem limpos depois da
soldadura. O decapante pode ser removido com gua.
Decapante com base em gua e sais inorgnicos
Contm por exemplo cloreto de zinco ou cloreto de amnio como agente redutor. O
solvente normalmente o glicerol ou o glicol, que corroem os materiais da PCI e reduzem a
resistncia de isolamento em ambientes hmidos.
Decapante com base em gua e sais orgnicos
O agente redutor normalmente o cido lctico ou o cido ctrico. Este decapante especial
utiliza-se nos casos em que outros no so convenientes. O efeito desoxidante do cido limitado,
pelo que necessria grande concentrao.A vantagem que os resduos no so destrutivos, no sendo necessrio limpar bem os objectos
soldados.
Solda em pasta
A solda em pasta utilizada na soldadura por refluxo ( ver pginas seguintes). Contm
estanho e decapante de um dos tipos acima referidos, mas o agente redutor normalmente mais
concentrado.
A execuo da soldadura
Soldar a estanho ligar peas entre si utilizando como elemento de unio o estanho fundido.
No basta porm juntar as peas e deitar-lhes solda por cima para que elas fiquem soldadas; a
soldadura para ser perfeita, tem que obedecer a certas regras de execuo que, embora simples, tem
que ser cumpridas. Vamos descrever uma operao de soldadura utilizando como exemplo, a unio
de um fio a um conector.
Regra 1 Deixar aquecer bem o ferro antes de iniciar o trabalho.
Sebenta de Soldadura Pg. 15
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
16/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Regra2 As peas a unir devem estar bem limpas.
Regra 3 As peas devem ser estanhadas separadamente antes da soldadura
Regra 4 As peas a ligar devem ser encostadas de forma a apresentarem uma superfcie de
contacto to grande quanto possvel.
Regra 5 As peas devem ser aquecidas pelo ferro antes de lhe aplicar solda. O ferro deve
ser encostado na parte inferior da zona a soldar, dado que o calor sobe. A solda aplicada
rapidamente e apenas na quantidade suficiente. A solda em excesso, alm de representar
desperdcio de material, d mau acabamento ao trabalho, podendo at provocar curtos.
Fig. 14 Passos para soldadura de um fio
Fig. 15 Sequncia de insero, soldadura e
sobre um conector. corte de um componente
Fig. 16 Soldadura correcta esoldadura fria: o estanho no se adereao terminal do componente e/ou aocobre.
Sebenta de Soldadura Pg. 16
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
17/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Fig. 17 Diferentes soldaduras
Para se conseguir uma boa soldadura (soldadura de alta segurana), temos de respeitar os
dez mandamentos de soldadura manual:
1 Quando tocar na zona de trabalho com o ferro, tente que o contacto da parte de maior
massa se faa com a parte mais larga da ponta enquanto a zona de menor massa contacte com o
lado ou bico.
2 Logo que estabelea o contacto da ponta com o trabalho, faa uma ponte de calor
colocando a solda nucleada no intervalo. Assim, fundir-se- o fluxo e alguma solda criando-se uma
molhagem localizada a que permite uma rpida transferncia de calor.
3 Quando a solda nucleada comea a fundir, contorne-a na juno.
4 Retire o fio de solda primeiro, depois de adicionar o metal necessrio juno.
5 A seguir, retire o ferro, mas s depois da solda atingir o contorno desejado.
6 Deixe a solda arrefecer sem vibraes par impedir a formao de juntas mexidas.
7 Aplique sempre o calor do lado oposto ao isolamento e aos componentes sensveis ao
calor.
8 No funda solda na ponta do ferro transportando-a depois para o trabalho.
9 No coloque o ferro de soldar em cima da solda nucleada entre o trabalho e a ponta; o
fluxo no escorrer para a ligao.
10 No puxe ou empurre a junta de solda para inspeco.
Fig. 18 - Exemplo de ordem de soldadura para um integrado de
oito
pinos.
Ferramentas de apoio soldadura
Sebenta de Soldadura Pg. 17
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
18/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Existem muitos tipos de ferramentas de apoio soldadura utilizada conjuntamente com o
ferro de soldar, vamo-nos referir s mais utilizadas.
Dissipadores de calor Como o prprio nome indica, utilizado para impedir a chegada
de calor a uma zona sensvel temperatura (por exemplo a certos semicondutores
Fig. 19 Dissipador de calor
Ferramenta anti-chupa tm dupla funcionalidade. Alm de serem dissipadores de calor,
so utilizados para impedir que a solda liquida suba por capilaridade no fio multifilar
provocando a fuso ou queimadura do isolamento, endurecendo o fio, deixando de ser
multifilar, tornando o fio mais quebradio.
Fig. 20 Dissipador de calor
Esponja celulsica Esponja para limpar e manter a ponta do ferro de soldar em condies. Deve
estar sempre embebida em gua.
Suporte para ferro de soldar - Devem ser do tipo que segure o corpo do ferro sem existir
contacto da ponta com qualquer parte da estrutura metlica e deve proteger o operador de se
queimar.
Remoo do fluxo e impurezas
Sebenta de Soldadura Pg. 18
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
19/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Depois de executada a soldadura, o fluxo deve ser removido de cada ligao soldada,
limpando com solvente e secar com um pano ou de outro modo que satisfaa as especificaes. A
montagem completa deve estar totalmente limpa de fluxo e de resduos de agentes de limpeza. A
no limpeza pode ser sinnimo de corroso, podendo esta alterar os condutores, aumentando a
resistncia elctrica, ou at formar interrupo fsica dos condutores por t-los tornado frgeis.
Tambm pode provocar correntes de fuga, o que torna uma avaria muito difcil de detectar na
reparao do circuito.
Tcnicas de Soldadura
Desde sempre a soldadura tem sido usada para fazer as ligaes entre os componentes
electrnicos. Este artigo fala de algumas das tcnicas actualmente utilizadas e, tal como se ver, o
desenvolvimento da microelectrnica fez aparecer tcnicas de soldadura altamente sofisticadas.
A solda de estanho bem conhecida de quem se dedica a trabalhos de electrnica. No
entanto, poucos conhecero com exactido a sua composio. A solda usada em electrnica uma
liga de estanho e chumbo. Ambos os metais so bons condutores e ambos se liquefazem a uma
temperatura relativamente baixa. Alm disso, possuem outras caractersticas, tal como dureza e
elasticidade, que so factores positivos para esta aplicao especfica. Tal como mostra a Fig.20, as
misturas de chumbo e estanho possuem uma ampla zona de fuso, em que o metal permanece no
estado pastoso. Como nas boas soldaduras necessrio que os metais passem rapidamente do
estado slido ao liquido, a investigao procurou encontrar a liga chumbo estanho ptima. A liga
ideal deveria ter um comportamento euttico, isto , que mudasse instantaneamente do estado
slido para o lquido.
O grfico da Fig.20 mostra que a temperatura de incio de fuso das ligas chumbo/estanho sempre de 183,3C, qualquer que seja a composio da mistura. Com uma mistura de 40% de
estanho e 60% de chumbo, o material est completamente fundido a cerca de 234C, mas entre
183,3C e 234C a mistura encontra-se no estado pastoso. O grfico tambm mostra, que o
diferencial de temperatura correspondente ao estado pastoso, depende da percentagem da mistura
estanho/chumbo.
Sebenta de Soldadura Pg. 19
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
20/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Fig. 20 Grfico que mostra a temperatura de liquefaco de vrias ligas estanho/chumbo. A norma
DIN1707 aconselha uma liga de 63% de estanho e 37% de chumbo para trabalhos de electrnica.
O comportamento euttico s existe para uma liga de 61,9% de estanho e 38,1% de
chumbo. Depois de muita investigao, foi criada a norma industrial D1N1707 que estabelece: a
solda de estanho com ponto de fuso a 183C deve ser constituda por 62,5% a 63,5% de estanho e
o resto chumbo. A Tabela 1 mostra um resumo das caractersticas de vrias ligas estanho/chumbo.
Tabela 1 Principais caractersticas de vrias ligas estanho/chumbo.
Em termos gerais existem trs grandes processos de soldadura e algumas tcnicas adicionais
para casos especiais. O processo mais antigo e mais conhecido o do ferro de soldar, que foi muito
utilizado antes de aparecerem as placas de circuito impresso (PCI). Hoje, o ferro de soldar s se
utiliza para soldar fios e grandes componentes nas PCI. claro que nos trabalhos de manuteno o
Sebenta de Soldadura Pg. 20
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
21/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
ferro de soldar ainda continua a ser muito usado, mas hoje mais pequeno e de menor potncia do
que antigamente.
Embora os amadores e fabricantes de pequenas sries de equipamentos ainda utilizem ferros
ou pistolas de soldar, a indstria electrnica sofreu uma evoluo tremenda. Com a chegada das
PCI comearam a usar-se equipamentos automticos de soldadura. O trabalho com um ferro de
soldar no s demorado, como impreciso no caso de componentes SMD (para montagem em
superfcie), que so difceis de manipular. Estes componentes tm de ser colocados na PCI com
uma preciso da ordem das dezenas de micrmetros e o intervalo entre pontos de soldadura de
apenas algumas centenas de micrmetros.
claro que uma preciso deste tipo no se pode obter manualmente, pelo que se tiveram de
criar processos automticos. Hoje, grande parte dos aparelhos electrnicos s pode ser fabricado
com a ajuda de robs para colocar os componentes e mquinas de soldadura automtica.
Sebenta de Soldadura Pg. 21
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
22/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Soldadura automtica
Na soldadura industrial existem dois grandes mtodos: soldadura por onda e por refluxo.A tcnica da onda boa para soldar componentes cujos terminais previamente estanhados so in-
troduzidos nos furos da PCI. A tcnica do refluxo comeou a utilizar-se quando os componentes
SMD apareceram no mercado.
A grande vantagem desta tcnica implicar menores custos de investimento. Um forno de
refluxo muito mais barato do que uma mquina de soldadura por onda. Entretanto, a tcnica de
refluxo j amadureceu e evoluiu para a segunda gerao. Os sistemas de aquecimento por radiao
infravermelha dos primeiros tempos, esto a ser rapidamente substitudos por mquinas de ar
quente.
Soldadura por onda
A soldadura por onda a tcnica por excelncia para soldar componentes de terminais s
PCI. No entanto, antes de a PCI poder ser colocada numa mquina de soldadura por onda, ela tem
de receber uma fina camada de decapante que pode ser aplicado por vrios processos: pulverizao,
onda, espuma e pincel. Os decapantes so substncias que facilitam muito o processo de soldadura,
uma vez que evitam a oxidao da solda quando no estado lquido. Alm disso, eliminam camadas
de xidos e outras impurezas que tm um efeito negativo na juno soldada, aumentando a fora
adesiva da solda. Na indstria, utilizam-se mquinas especiais para aplicar o decapante na PCI.
Estas mquinas reconhecem a forma e tamanho da PCI e adaptam automaticamente o cone de
pulverizao. Determinadas zonas da PCI so reconhecidas e no so pulverizadas. E claro que este
facto ajuda a reduzir a quantidade de decapante consumido e a quantidade de resduos
contaminantes. A PCI pode possuir um cdigo de barras que lido pela mquina, para seleccionar
as zonas a pulverizar. O tipo de decapante usado diferente conforme as circunstncias e existem
tantas opes, que o assunto ser discutido numa seco especfica.
O processo de soldadura por onda pode comear depois de a PCI ter sido pulverizada com
decapante e ter j os componentes no lugar. Tal como o seu nome indica, neste processo de solda-
dura utiliza-se um tanque cheio de solda no estado lquido no qual um maquinismo produz uma ou
duas ondas. A utilizao de duas ondas origina uma velocidade vertical maior que expele melhor
o fluxo, criando bons pontos de soldadura. A primeira onda aquece os pontos de contacto e faz uma
pr-estanhagem. Depois, a segunda onda acaba o trabalho de soldadura, garantindo soldasuficiente, bom acabamento e remoo de curtos-circuitos.
Sebenta de Soldadura Pg. 22
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
23/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
As placas j com os componentes colocados, quer seja manualmente quer por mquina, vo
deslizando ao longo da superfcie da solda lquida contida no tanque. A Fig.21 mostra uma
mquina Ersa EWS 330/350 de soldadura por onda, no interior da qual, as PCI se deslocam
velocidade de 3 metros por minuto. As PCI so pr-aquecidas, soldadas e depois arrefecidas. O pr-
aquecimento da placa e dos componentes necessrio por vrias razes: reduz o choque de tem-
peratura quando a onda de solda atinge a PCI; ajuda a evaporar os solventes contidos no decapante;
activa o agente redutor e melhora a distribuio de decapante nas PCI que possuem vrias camadas
de pistas (multi-layer).
Depois, a PCI desloca-se a curta distncia da superfcie da solda lquida, altura em que a
onda de solda varre a sua face inferior. Quando a onda toca na placa, a solda adere rapidamente aos
pontos onde necessrio efectuar as soldaduras. Uma vez que todo este processo depende bastante
da composio da PCI, a mquina ajustada por meio de software para se obter um trabalho
perfeito em cada caso. A mquina Ersa possui 99 programas diferentes que se podem seleccionar.
Depois da operao de soldadura, a PCI arrefecida de uma forma controlada, de modo a
garantir uma cristalizao perfeita da solda.
A oxidao ocorre rapidamente, porque a solda lquida est em contacto permanente com o
ar. Sem medidas protectoras, esta oxidao pode originar perdas to altas como 800 gramas por
hora, mas aplicando uma fina camada de leo na superfcie da solda, reduzem-se as perdas a menosde 150 gramas hora.
A utilizao de um ambiente com pouco oxignio tambm produz bons resultados. Muitas
vezes os vrios compartimentos da mquina possuem um sistema de injeco de azoto, que sendo
um gs inerte, reduz bastante a oxidao. Tudo isto so tcnicas adicionais para melhorar a
qualidade da soldadura e reduzir a quantidade de solda e decapante necessrios. As mquinas
modernas de soldadura por onda at so capazes de soldar sem utilizao de decapante. Esta
soluo no s mais barata como protege o ambiente, mas necessrio que a PCI tenha sido pr--estanhada antes de ser colocada na mquina. Felizmente, isso no constitui grande problema, uma
vez que a PCI pode ser estanhada quando se desenha o circuito e os terminais dos componentes j
vm estanhados de fbrica na maior parte dos casos. Numa mquina de soldadura sem decapante,
as reas da PCI que vo ser soldadas so limpas por meio de geradores de ultra-sons colocados no
tanque onde se produz a onda.
Sebenta de Soldadura Pg. 23
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
24/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Fig. 21 Mquina de soldadura por ondas, usada principalmente com componentes de terminais
Soldadura por refluxo
Quando se comearam a fabricar componentes miniatura do tipo SMD, foi necessrio criar
novas mquinas de soldadura.
Nos ltimos anos, as mquinas de refluxo sofreram grande desenvolvimento e esta tcnica
continua a ser melhorada. O processo de colocao de componentes SMD na PCI num forno de
refluxo (Fig. 22) pode dividir-se em duas fases: primeiro aplica-se a solda em pasta e depois
executa-se a soldadura por refluxo. A solda em pasta quase sempre aplicada por meio de
impresso serigrfica. Em primeiro lugar, aplicada uma mscara serigrfica sobre a PCI e depois
a solda em pasta aplicada sobre a mscara por meio de uma esptula ou um rolo. claro que a
solda em pasta s adere nas posies da PCI onde existem furos na mscara. A solda em pasta
uma mistura de pequenas partculas de solda, decapante e um agente aglutinador. As propriedades
pegajosas da pasta so aproveitadas para manter os componentes SMD na posio correcta, depois
de a serem colocados por uma mquina automtica. O trabalho de colocao tem de ser efectuado
at duas horas depois de se aplicar a pasta. Depois, a PCI com os componentes no lugar entra no
forno de refluxo, que possui vrios compartimentos onde a PCI aquecida at ao ponto de derretera solda em pasta formando pontos de soldadura permanentes. Os fornos de refluxo antigos usavam
radiao infravermelha com um comprimento de onda entre 0,7 m e 7 m. Este mtodo tinha o
inconveniente de os componentes de cor escura absorverem mais energia ficando demasiado
quentes, enquanto as superfcies reflectoras e os componentes de cor clara no recebiam calor
suficiente para derreter a pasta. Nos modernos fornos de refluxo, o problema foi resolvido
utilizando ar quente insuflado nos compartimentos da mquina por milhares de bicos. Em vez de ar,
tambm se pode usar uma mistura de gases protectores, tal como o azoto. Os modernos fornos derefluxo possuem zonas com diferentes temperaturas, todas controladas por meio de software.
Sebenta de Soldadura Pg. 24
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
25/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Assim, o operador da mquina pode controlar com preciso as fases de pr-aquecimento, soldadura
e arrefecimento. As caractersticas da soldadura por refluxo no param de evoluir, permitindo a sol-
dadura de componentes cada vez menores.
Fig. 22 Desde que apareceram os componentes SMD, a soldadura por refluxo passou a dominar. Hojeutiliza-se ar quente em vez de radiao infra vermelha.
Dessoldadura
O tcnico de manuteno deve saber qual o campo de aplicao de cada um dos mtodos de
dessoldar, conhecer as suas limitaes de modo a realizar um bom trabalho em cada caso
especfico.
Mtodo do aquece-tira baseia-se no aquecimento e fuso de juntas individuais ou mltiplas
retirando-se o componente do circuito enquanto a solda estiver liquefeita. Este mtodo deve-se
limitar a componentes de dois pernos.
Mtodo de trana Neste mtodo utiliza-se um fio de cobre multifilar ou uma trana embebidas
em fluxo que se aplica entre a junta que queremos dessoldar e a ponta do ferro de soldar quente. A
combinao de calor, solda fundida e os espaos do ar entre os fios criam um fenmeno de atraco
por capilaridade passando a solda para o fio.
Procedimento: embebe-se a trana em fluxo, pousa-se na junta e aplica-se por cima o ferro
de soldar por forma fuso da solda ser feita pelo contacto com a traa quente e no devido ao
contacto da ponta do ferro.
Fig. 23 Rolos de trana para dessoldar
Sebenta de Soldadura Pg. 25
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
26/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Mtodo do Chupa-solda Baseia-se numa simples descompresso por vcuo gerado num
dispositivo que pode ser uma pra de aperto ou um mbolo de aspirao com um orifcio de teflon
onde se obtm o vcuo (fig. 24)
Fig. 24 Dessoldadores de presso (Seringas de vcuo ou chupa soldas)
A aplicao simultnea da ponta do ferro de soldar e da ponta do chupa solda s possvel
em juntas relativamente grandes.
Neste mtodo utiliza-se a seguinte tcnica: funde-se a solda com a ponta do ferro e insere-se
a ponta de teflon do chupa solda na solda liquefeita, descomprime-se a pra ou a seringa e a solda
ser chupada pelo dispositivo.
Mtodo do ferro chupa-solda - Consiste numa combinao do ferro com o chupa solda; a
ferramenta semelhante a um ferro de soldar s que possui uma ponta tubular aquecida e utiliza
um dispositivo de vcuo como um mbolo de aspirao ou uma pra. Utiliza a mesma ponta para
aquecer e retirar a solda tornando-o acessvel a juntas mais pequenas.
Fig. 25 Ferro com chupa solda (da esquerda)
Sebenta de Soldadura Pg. 26
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
27/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Mtodo com extractor de solda Dispositivo elctrico, com a configurao semelhante dum
ferro de soldar. Compreende uma ponta furada tubular, uma zona de aquecimento, um tubo de
passagem e uma cmara colectora que capta e solidifica os restos de solda.
As principais vantagens desta ferramenta o seu fcil manuseamento e ser totalmente
controlada.
Fig. 24 Pistolas dessoldadoras
Fig. 25 - Pina dessoldadora para SMDs
Fig. 26 Estao de dessoldadura por calor e vcuo
Fig. 27 Estao de dessoldadura por jacto de ar
quente
Sebenta de Soldadura Pg. 27
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
28/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Fig. 28 -Estao de soldadura com acessrio aspirador de fumos
Sebenta de Soldadura Pg. 28
-
8/3/2019 Sebenta soldadura
29/29
Escola Profissional
Mariana Seixas
Bibliografia
Stios na Internet
WWW.jbc.es
WWW.ersa.de
Colombini, Galeno (1998) Electrnica para todos, Volume 3 e 4 Componentes. Salvat.
Revista Elektor Electrnica - N. 137 Maio de 1996
http://www.jbc.es/http://www.ersa.de/http://www.jbc.es/http://www.ersa.de/