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Manual de soldadura

Manual de soldadura para principiantes
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Manual de soldadura para principiantes

 

imagen de soldador y chips

 

 

Soldar componentes eléctricos con estaño es una destreza esencial trabajando con aparatos electrónicos, fundamental para hobbies como construir y reparar drones. Soldar consiste básicamente en unir diferentes partes conductoras de metal aportando otro material metálico fundido que será la soldadura.
La soldadura lleva práctica y puede resultar difícil al principio pero va a resultar una de las destrezas más importantes y con más utilidad que aprenderás en este hobby. Te va a permitir hacer otros proyectos electrónicos e incluso reparar algún electrodoméstico casero.

 

Herramientas para soldar

 

 

Para soldar bien, utilizar buenas herramientas para soldar es tan importante como tener destreza soldando. Cuando yo empecé a hacerlo, me compré un estañador (también conocido como soldador) en el chino de debajo de casa y pagué 5 € más sesenta céntimos por el estaño.

Estación de soldadura Weller

Durante un tiempo llegué a pensar que yo era un completo inútil soldando. Un día, harto, fui a una tienda de electrónica y compré un estañador de 15 €. Ya no recuerdo lo que pague por un estaño de calidad, pero fue muy poco. Y ese día descubrí que en realidad, yo no era tan malo soldando y que la culpa no era mía sino de la mi**da de soldador que había estado utilizando.

Visto a posteriori, no sé porqué tardé tanto luego en comprarme un soporte de soldar (15€), una tercera mano (10 €), un buen soldador con temperatura regulable (65€) y estaño de calidad (20€). Mi vida hubiera sido mucho más sencilla si hubiese hecho ese gasto desde el principio.

Las herramientas que vas a necesitar para un trabajo básico de soldadura son:

  • Un soldador o estañador o cautín
  • Soldadura
  • Pasta de soldadura o flux
  • Mecha o succionador de soldadura
  • Una tercera mano y un soporte de soldar también son muy convenientes

Te puede resultar interesante consultar también nuestra lista completa de herramientas para la construcción de drones.

 

Soldador o estañador o cautín

 

 

Soldador portatil de temperatura regulable

Soldador o estañador o cautín son tres formas de decir lo mismo. Un buen soldador hace que soldar sea mucho más fácil.

Cuando elijas un cautín deberías considerar:

  • Es la temperatura ajustable?
  • Cual es el rango de temperaturas?
  • Cual es su potencia?

La temperatura ajustable te permite controlar mejor el trabajo de diferentes naturalezas. Para algunos trabajos como soldaduras en los pequeños contactos de cobre (pads) de una tarjeta controladora de vuelo puede que te interese trabajar con una temperatura baja para evitar dañar la tarjeta. Por el contrario, cuando sueldas cables gruesos o los contactos al PDB necesitarás temperaturas más elevadas para poder calentar todo ese metal más rápido
Manejar un rango de temperaturas de entre 300 y 400ºC es importante para nuestra aplicación.
La potencia o vataje del soldador normalmente indica cuanto calor es capaz de producir. Los soldadores con más potencia son mejores realizando soldadura “pesada” porque son capaces de calentar mucho metal rápido sin que caiga demasiado su temperatura.

Potencia

Rango de Temperaturas

Punta cambiable

Display de Temperatura

Precio

YiHua 908+

60W

220°C – 480°C

Si

No

$28

Weller WESD51

50W

175°C – 450°C

Si

Si

$136

Weller WLC100

5W-40W

Si

No

$39

Hakko FX888

200°C – 480°C

Si

Si

$130

TS-100

17W-65W

100°C – 450°C

Si

Si

$51

La punta del cautín puede adoptar distintas formas y tamaños. Los mejores estañadores permiten el cambio de la punta de la herramienta. Las puntas puntiagudas o afiladas son buenas para los trabajos precisos mientras que las puntas más anchas son buenas para transferir más calor a contactos más grandes eficientemente. Para trabajar en drones reparándolos y construyéndolos, un final apuntado es adecuado para todos los trabajos.

Soldadura

 

Hay diferentes tipos de soldadura compuestos por diferentes aleaciones. Cada tipo de soldadura está pensado con un propósito diferente, En electrónica para hobby se suele usar soldadura con núcleo de rosin 63/37.
Si no puedes hacerte con 63/37 (63% de estaño, 37% de plomo), la soldadura 60/40 también servirá.Estaño 63/37

La soldadura con plomo, más flexible que si solo lleva estaño, es la ideal para este tipo de trabajos. No se vende en la comunidad europea por motivos medioambientales, pero no es tanto por los vapores de plomo que se desprenden al utilizarla y que son tóxicos, sino por el riesgo de contaminación ambiental que supone el desechar de forma incorrecta las tarjetas electrónicas que lo contienen.

Por supuesto que nosotros tenemos conciencia ecológica y que sólo nos desharemos de los elementos electrónicos de la forma adecuada, pero en el caso concreto de la soldadura, no podemos menos que destacar que resulta paradójico que si bien no se puede vender aquella que lleva plomo, los productos fabricados usando soldadura con plomo (la mayoría) no tienen absolutamente ninguna restricción en su venta…

En fin, si quieres comprar soldadura 63/37 puedes hacerlo en Amazon sin problema. Nosotros, por motivos legales, no podemos recomendar su uso, aunque sin duda alguna es la ideal para hacer trabajos delicados sobre tarjetas integradas.

Cuando la soldadura es calentada y fundida, le lleva un cierto tiempo volver a su estado sólido otra vez cuando retiramos la punta del estañador, A esto se le llama la fase plástica.
Se pueden crear malas soldaduras si accidentalmente se mueven los contactos durante esta fase plástica y esto ocurre a menudo porque normalmente sujetamos los cables con los dedos mientras soldamos.
La soldadura 63/37 tiene una fase plástica muy breve, es decir, solidifica muy rápido una vez se retira el soldador, por ello puede ayudar a mejorar tu destreza soldando. Es un poco más cara que la soldadura 60/40 pero la diferencia es despreciable.

La soldadura con núcleo de rosin se utiliza porque es más fácil trabajar con ella, especialmente con cables gruesos.

Diferencias entre soldadura con núcleo de rosin. Núcleo limpio y Núcleo No limpio

La soldadura con núcleo de rosin tiene más flux y es mejor para aplicaciones donde puede haber oxidación, como un cable con múltiples filamentos. El inconveniente del núcleo de rosin es que puede dejar un residuo marrón en las uniones debido a la gran cantidad de flux, pero este residuo se puede eliminar con alcohol.

La soldadura de núcleo limpio te dará un resultado mucho más limpio pero en cualquier caso el residuo no es conductivo y no afectará el comportamiento de la unión, así que simplemente lo puedes dejar ahí.
La soldadura de Núcleo No Limpio es similar a la soldadura con núcleo de rosin y básicamente significa que es seguro dejar el residuo en la unión.

La soldadura puede venir en distintos diámetros. Los diámetros más delgados son preferibles porque permiten mayor control del flujo de soldadura. Medio milímetro y un milímetro son diámetros adecuados.

Es importante conseguir la soldadura de fabricantes o marcas que nos ofrezcan garantía de calidad

Unas marcas de soldadura 63/37 que tienen garantía de calidad son:

Kester
MG Chemical

Como segundas alternativas (60/40):
Kester
MG Chemical

La soldadura de calidad te puede parecer costosa, pero un solo rollo te va a durar años y decenas de montajes.

Pasta de soldadura / Flux

 

El Flux es un ácido o un compuesto de Rosin que está implicado en el proceso de soldadura. Ayuda a limpiar la unión cuando se esparce por las superficies a soldar al calentarse.

Cuando el metal se calienta las superficies expuestas se oxidan rápidamente y esto dificulta la transferencia de calor a la unión. Te puedes encontrar con que la soldadura no quiere fluir, se pega a la punta del estañador y simplemente se hace una bola cada vez más grande.Pasta de Rosin

El Flux ayuda a eliminar y prevenir la oxidación y hace que la unión acepte la soldadura de manera más fácil que sin el flux.

Aplicar un poco de flux a el contacto o a la punta del cable a soldar hará que el proceso sea mucho más fácil.
Si te encuentras con un contacto soldado de color gris mate, esto se debe a que el flux se ha quemado completamente. Se puede reparar simplemente añadiendo un poco más de flux antes de acercar el cautín.

La tercera mano

 

Ayuda a la soldadura

Cuando sueldes, una de tus manos sujetará el estañador mientras que la otra sujetará el estaño, o quizás uno de los componentes. Ahí es donde la “Tercera mano” entra en juego.

La tercera mano normalmente tiene un montón de pequeñas pinzas de cocodrilo y a veces también una lupa de aumento. Estas pinzas pueden sujetar los componentes y cables juntos para liberar tus manos para otras tareas.

Soporte para soldar

 

soporte de tarjetas electrónicas para soldar

Es una herramienta barata y completamente innecesaria si tienes a alguien con paciencia que te sujete la tarjeta mientras tú tienes las dos manos ocupadas soldando. Los caminos del amor son infinitos…

Mecha para eliminar soldaduras / succionador de soldaduras

 

Mecha para dessoldar

La mecha para limpiar soldaduras y el succionador son herramientas muy baratas para remover la soldadura de una tarjeta integrada o de un cable.

No vas a utilizar estas herramientas tan a menudo como las otras, pero es útil tenerlas a mano. La mecha para limpiar soldaduras actúa como una esponja que absorbe el metal fundido. El succionador de soldadura produce un pequeño vacío para lo mismo.

Limpiar la punta del estañador

 

la esponja se debe humedecer ligeramente

Cuando la punta de tu cautín se empieza a ver mate, y a quedársele pegado como una mugre negra ha llegado el momento de limpiar su punta, Limpiar la punta remueve las impurezas y asegura el mejor resultado posible. Una punta de un estañador limpia se debería ver brillante.

Un limpiador barato y común en una “esponja resistente al calor que está diseñada específicamente para soldar. Sólo hay que humedecerla ligeramente antes de trabajar.

Y ahora que ya tienes de todo, y aunque tienes unas ganas tremendas de volar tu dron, no estaría mal que te pasases un día entero haciendo unas cuantas pruebas (cuantas más mejor, quizás con un circuito integrado universal o destripando algún cacharro viejo que encuentres por casa) antes de lanzarte de cabeza a estropear el controlador de vuelo nuevo de tu cuadracóptero.

Temperatura para soldar

 

Los soldadores con mayor temperatura funden el metal antes y podría parecer que es más fácil trabajar con ellos, pero sobre calentar los contactos de una placa integrada (como por ejemplo una Power Distribution Board – PDB) no es una buena idea generalmente, por lo tanto, utilizar la temperatura para soldar apropiada es importante.

Al utilizar una temperatura demasiado elevada cuando se suelda:

  • Se pueden dañar componentes de la tarjeta integrada
  • Los contactos de cobre (pads) se pueden desprender de la tarjeta
  • La punta del soldador se oxida y su vida se reduce.

Aquí sigue una pequeña guía de temperaturas para soldar con 60/40 y resultados óptimos

  • 300 C° – Trabajos delicados como unir dos pequeños cables juntos
  • 350 C° – Soldaduras para uniones de tipo señal en un FC
  • 400 C° – Soldaduras de tipo potencia (como las de los ESC o los XT60

Para soldadura 63/37 la temperatura puede ser 10-15º más baja que la indicada en la tabla anterior
Evita superar los 400º sólo para estar seguros

Si tuvieras dificultades para soldar conectores o cables grandes, no incrementes ciegamente la temperatura. En su lugar deberías:

  • Examinar como estás haciendo el trabajo, quizás necesitas una punta más ancha en el soldador
  • Revisar la calidad y el tipo de soldadura que estás usando. Usa una de las soldaduras recomendadas en esta guía si no estás seguro
  • Usar flux
  • La temperatura de soldado también depende de la potencia del cautín. Cuando la punta hace contacto con la unión, su temperatura cae al transferir calor al cobre. Los soldadores con más potencia mantienen la punta a una temperatura más constante, mientras que los soldadores de poca potencia necesitan más tiempo para recobrar la temperatura inicial, así que es posible que si tienes uno de éstos, quieras utilizar una temperatura más alta para compensar el calor disipado.

 

Cómo soldar

 

Tutorial y ejemplos

Soldar es básicamente unir 2 piezas de metal con un tercer metal que se aporta fundido. No es tan diferente del pegado. Lo importante es tener dos manos firmes, acostumbrarse al tiempo necesario para calentar, fundir, enfriar y solidificar y también aprender a hacer todo esto sin quemarte.

Aquí vamos a enseñarte a soldar y te daremos ejemplos sencillos que con seguridad te encontrarás cuando construyas y repares un dron.

Previamente a empezar a soldar, añade antes una pequeña gota de soldadura a la punta del estañador. Esto ayudará mucho en la efectividad de la transferencia de calor a la unión soldada.

  • Estañando cables ó pads (contactos en las tarjetas)

Antes de empezar a soldar debes siempre pre estañar los cables y los componentes primero, excepto cuando estés soldando pines a través de agujeros.

Cable preparado para soldar
El estañado es un proceso que consiste en cubrir el cable o los pads con una cantidad apropiada de soldadura. Esto hará que la unión sea mucho más fácil luego.

Es posible que quieras aplicar un poco de flux antes del realizar el pre estañado, especialmente en los cables.

Tarjeta integrada preparada para soldar

  • Soldando un cable a un pad.

El trabajo más común es soldar un cable a un pad de una tarjeta integrada. Lo primero que debes hacer es pre estañar tanto el cable como el pad.

Hay que calentar el pad antes

Calienta el pad y y funde el estaño que hay sobre él. Acerca el cable en ese momento. Una vez los dos se unen, retira con suavidad la punta del estañador y sujeta el cable durante unos segundos hasta que la soldadura se enfríe y solidifique completamente.

Los cables y pads estás preestañados
El acabado debería quedar redondeado, brillante y firme.
Recuerda no dejar la punta del cautín en contacto con el pad mucho tiempo para evitar dañar la tarjeta.

Si sueltas el cable demasiado pronto antes de que la unión de solidifique completamente, o si quizás no usaste suficiente soldadura puedes acabar con una unión fría o simplemente defectuosa. Una soldadura fría tiene un aspecto irregular y se de color mate. Produce un mal contacto entre los componentes y no se puede confiar en ella. Si esto ocurre, o simplemente si no estás seguro que que la unión sea tan buena como quieres, puedes rehacer la soldadura hasta que estés satisfecho.

  • Algunos ejemplos de malas soldaduras

Algunos ejemplos de malas soldaduras

  • Soldando cables gruesos a una tarjeta integrada

Si estás soldando un cable grueso, como por ejemplo un cable AWG 12 (2 mm de diámetro) a un pad de una tarjeta integrada, pon en contacto el cable con el pad primero y aplica el soldador al cable dejado que el calor pase a través de él hasta el pad. Normalmente lleva más tiempo hacer estas soldaduras por la cantidad de cobre que hay que calentar, requiere un poco más de paciencia y puede que la temperatura del cautín un poco más elevada. Intenta no aplastar la punta del cable presionando con el estañador.

  • Soldando un pin a través de un agujero

Soldando un pin a una tarjeta

Cuando sueldes un pin a través de un agujero no debes pre estañar los componentes, ya que es posible que no consigas meter el pin por el agujero.

El proceso que debes efectuar es el siguiente:

  • Aplica un poco de flux con un bastoncillo
  • Inserta el pin en el agujero
  • Calienta el pin y el anillo de contacto en el agujero aplicando la punta del estañador al pin
  • Acerca la soldadura a la unión. Se debería formar un pequeño y brillante “Volcán” de soldadura en la base el pin
  • Soldando un cable a través de un agujero

Se puede soldar por arriba y por abajo

Hay dos formas de atacar este problema, lo puedes tratar como si estuvieras soldando un cable a un pad o como si estuvieras soldando un pin a través de un agujero, Todo depende de como accedes al contacto de forma más fácil.

  • Soldando un cable en la parte superior de un agujero
  • Inserta el cable por el agujero y suelda desde abajo

Soldando por la parte inferior

  • Soldando un cable a otro cable

Esto se hace más fácil con una tercera mano. Para cables pequeños y trabajos rápidos puedes simplemente soldar un cable junto al otro. Puedes retorcer ambos cables juntos para aumentar la resistencia mecánica.

Hay que reparar los cables previamente si son gruesos

Cuando se unen dos cables más gruesos, lo mejor es abrir las hebras de los cables primero, luego unir las hebras de los dos cables retorciendo y por último, aplicar flux y soldar los cables juntos. De esta forma se maximiza la zona de contacto y la soldadura funciona igual de bien que si se tratase de material sólido o continuo.

El Pre estañado de los cables es fundamental

  • Soldando un pin a un pad

Importante austar la tempoeratura del soldador

  • No necesitas pre estañar ni el pin ni el pad para este trabajo.
  • Aplica un poco de flux en el pin y en el pad. Acerca el pin al pad y sujétalo ahí con la tercera mano.
  • Calienta el pin y el pad un par de segundos y acerca la soldadura a la unión,
  • Retira el soldador y deja que la unión se enfríe

Cuando sueldes múltiples pines todo se vuelve más fácil una vez está puesto el primer pin porque todo queda más firmemente asegurado por este primer pin

  • Soldando cables eléctricos a un conector 

Coldar cable a conector XT60

  • Asegura el conector de forma que no se mueva.
  • Retira el soldador y espera como mínimo 10 segundos para que todo se enfríe
  • No es obligatorio hacerlo, pero es recomendable, conectar la hembra a el macho mientras se realiza la soldadura. Esto puede evitar que los contactos se muevan al reblandecerse el plástico durante el calentamiento.
  • Limpia el conector con alcohol para eliminar aceites u otros residuos que pudiera haber
  • Aplica un poco de flux
  • Funde un poco de estaño en la cavidad del conector. No pongas demasiado o tendrás dificultad al introducir el cable en el conector
  • Pre estaña la punta del cable
  • Inserta el cable en la cavidad y calienta el conector y el cable
  • Acerca soldadura a la unión hasta que el cable esté enterrado en ella

Soldar un XT60 a un cable

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