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Curso Técnicas de Solda

Antonio Wilton

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DEFINIÇÃO DE SOLDAGEM FORMAÇÃO DA LIGA INTERMETÁLICA REGRAS GERAIS PARA MANUSEIO DE MONTAGENS ELETRÔNICA. FUNÇÃO DO FLUXO NO PROCESSO DE SOLDAGEM. A SOLDA E SUAS COMPOSIÇÕES. VANTAGEM DA LIGA EUTÉTICA. ESCOLHA DO DIAMETRO DE SOLDA TRANSFERÊNCIA DE CALOR DO PROCESSO DE SOLDAGEM MOLHAGEM NÃO MOLHAGEM FUNÇÃO DO FERRO DE SOLDA NO PROCESSO DE SOLDAGEM. COMO SOLDAR CORRETAMENTE TECNICA CORRETA INSPEÇÃO REQUESITOS DE ACEITABILIDADE DE SOLDAGEM DEFEITOS DE SOLDAGEM. FALHAS DE SOLDA SUPERFÍCIE DO METAL A SER SOLDADO NO REPARO OU RETRABALHO PRINCIPAIS FALHAS

OBJETIVO

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Definição de Soldagem

Soldagem é a formação da ligação intermetálica, através do derretimento do material metálico de ligação (SOLDA), que tem como objetivo garantir a ligação elétrica, com confiabilidade e durabilidade nos circuito eletrônicos.

As 4 etapas mais importantes para utilização desta técnica são:

1º Superfícies Soldáveis: Refere-se as áreas dos componente metálicos que serão unidas na conexão de solda.

2º Fluxo: ë um agente químico que serve para remover pequenas quantidades de óxidos, formando uma camada isolante, evitando assim que a superfície se re-oxide durante o processo de soldagem.

3º Calor: É a energia necessária para fundir e ativar o fluxo e também fundir e liquefazer a solda.

4º Solda: Um material metálico usado para unir dois ou mais metais.

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LIGA INTERMETÁLICA

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Regras Gerais para Manuseio de Montagem Eletrônica

Manter as estações de trabalho limpa e em ordem; com uso de escovas, álcool.

Descartar em local apropriado os materiais que podem contaminar o meio ambiente

Não se deve comer, beber, ou usar produtos de fumo na área de trabalho.

As superfícies soldáveis não devem ser manuseadas com as mãos ou dedos nus. Os óleos e sais do corpo reduzem a soldabilidade provocam corrosão etc.

Não use loção para as mãos ou loção contendo silicone porque pode causar problemas de soldabilidade e adesão.

Nunca empilhe as montagens eletrônica pois isso pode causar danos físicos. Deve-se usar prateleiras especiais para o seu armazenamento temporários.

Minimize o manuseio de montagem e componentes eletrônicos para evitar danos

FUNÇÃO DO FLUXO NO PROCESSO DE SOLDAGEM

O fluxo é um composto orgânico que quando aquecido a 65 º C, torna-se líquido realizando as seguintes funções:

1º Remover a oxidação e contaminações dos metais;agindo como um limpador da superfície dos metais a serem soldados.

2 º Proteger contra novas oxidações

3º Transferir calor para as partes a serem soldadas, principio da mão na frigideira

Posteriormente o fio de solda atinge seu ponto de fusão liquefazendo-se e iniciando o processo molhagem formando a junta soldada

Tipos de fluxo

R – Resinoso

RMA – Resinoso Mediamente Ativado

RA – Resinoso Ativado

NC – No Clean - Resíduos de fluxo não precisam ser removidos

UR – Ativados Orgânicos Hidrossolúvel

A SOLDA E SUAS COMPOSIÇÕES

VANTAGENS DA LIGA EUTÉTICA

A solda de composição 63% estanho x 37 % chumbo, apresenta a menor temperatura de fusão 183 º C, passando imediatamente do estado sólido para o liquido.

A solda de composição 60% estanho x 40 % chumbo, apresenta temperatura de fusão 183 º C, passando primeiramente do estado sólido para um estado pastoso, e somente se tornando liquido após de 189º C.

Por esta razão a solda de composição 63% Sn x 37 Pb% é a mais utilizada devido a alta velocidade de mudança de estado, 3 segundos, sem faixa intermediaria;denominada de liga Eutética.

VANTAGENS DA LIGA EUTÉTICA

TEMPO DE RESFRIAMENTO

Na liga 63% Sn x 37%PB, o tempo de retorno do estado liquido para o estado sólido (resfriamento),

Na liga 60% Sn x 40%PB, o tempo de retorno do estado liquido para o estado sólido ( resfriamento ), da liga é 4,18 segundos.

ESCOLHA DO DIÂMETRO DE SOLDA

ESCOLHA DO DIÂMETRO DE SOLDA

ESCOLHA DO DIÂMETRO DE SOLDA

TRANSFERÊNCIA DE CALOR DO PROCESSO DE SOLDAGEM

A ponta do ferro encostar no terminal e ilha a ser soldado.

Inicia-se o fluxo de calor.

O fio de solda encostar, entre o terminal e ilha a ser soldado.

O fluxo sólido contido internamente no fio, passa para o estado liquido molhando o terminal e ilha a ser soldado.

O fluxo aquecido a 120º C remove toda oxidação e contaminação.

A Solda ira realizar a molhagem.

O cobre o estanho e chumbo irão formar a liga intermetálica

MOLHAGEM

NÃO MOLHAGEM

FERRO DE SOLDA

Basicamente podemos dividir o ferro de soldar em 3 partes:

1)Cabo : Local onde devemos pegar segurar.

2) Elemento de Aquecimento : É a parte responsável de aquecimento e transferir o calor para a ponta.

3)Ponta : É a parte responsálvel em transferir o calor para a parte a ser soldada

O Ferro de soldar é um trasmisor de calor

FERRO DE SOLDA

•Função da ponta do ferro de soldarÉ responsável em transferir calor para o ponto a ser soldado. É construída em cobre e recoberta por varias camadas de materiais que atuam como capa protetora, para promover uma boa soldabilidade e proporcionar boa condução e armazenamento de calor.

•Cuidados com a pontas do ferro de soldar:Não deve ser limadas, lixadas, raspadas, ou utilizar qualquer tipo de material abrasivo para limpa-las, para não perder a camada protetora.Para limpa-la devemos utilizar uma esponja vegetal.Ao trocar a ponta, deve-se estanhar e limpar antes dos trabalhos ,eliminando possíveis impurezas.Não bater o ferro de soldar para retirar resíduos de solda da ponta.A esponja deve estar limpar e úmida.Ao termino de cada período de trabalho deve-se estanhar a ponta do ferro, para proteger da umidade do ar.

•Esponja VegetalEsta esponja deve estar sempre limpa umedecida em água, a ponta do ferro de soldar acumula sujeira, resíduos de fluxo que ficam carbonizados na ponta que pode ser transferir no ponto a ser soldado provocando futuras corrosões.A ponta quando em contato com a esponja úmida, seus poros fecham liberando as sujeiras e resíduos na esponja, este processo protege as pontas proporcionando vida longa.

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• Existem vários tipos de ponta e devem ser determinadas pela engenharia, pois para cada tipo de componente a ser soldado temos uma ponta adequada.

• A temperatura de trabalho não deve ser alterada para soldar com pontas pequenas ou grandes.

• Os componentes eletrônicos são bastante frágeis.• Alguns componentes não suportam temperaturas acima de 400°C por

mais de 10 segundos devido a sua sensibilidade a temperaturas elevadas.

• Assim para que não haja danos, o tempo de soldagem manual não deve ultrapassar a 3 segundos por ponto a ser soldado, a temperatura não deve ser ultrapassada dos 360°C, na ponta do ferro.

• A temperatura acima de 360°C, poderá alterar alguns componentes, formando carbonização entre os terminais , espirar solda causando “MICRO CURTOS”, e desplacar as ilhas e trilhas das PCI´S.

• A temperatura abaixo de 280°C, causa danos tão ruins quanto acima de 360°C , mas com aspectos diferentes por EX: SOLDA FRIA.

FERRO DE SOLDA

FERRO DE SOLDA

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COMO SOLDAR CORRETAMENTE

Para se executar uma soldagem manual não é necessário colocar força física, esfregar, empurrar solda, porque o que concretiza a soldagem é o calor proporcionado pela ponta do ferro de soldar.

A ponta do ferro deve encostar bem no terminal e ilha a ser soldado

Do lado oposto deve-se encostar o fio de solda, observar a perfeita formação do cone de solda; desta forma você esta permitindo que o fluxo contido internamente no fio, faça o seu trabalho de limpeza e preparação do ponto a ser soldado.

Colocar a quantidade necessária de solda, deixando que ela derreta e se espalhe por toda ilha, garantindo assim uma boa soldagem.

Retire o fio de solda, somente após ser retirado o ferro de soldar para se obter uma perfeita funsão entre terminal e ilha garantindo uma fusão correta.

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COMO SOLDAR CORRETAMENTE

Encosta o Ferro Encosta a solda

Tira a solda Tira o Ferro

COMO SOLDAR CORRETAMENTE

TÉCNICA CORRETA

Quando a solda solidificar-se, o soldador deve verificar a junção paraassegurar se não existe solda fria e se a junção atende os “Requisitos Geraispara Junções Soldadas”, apresentadas no item anterior. Isto deve ser feitopreferencialmente através de inspeção visual.

A verificação da junção é um procedimento essencial, uma vez que a soldafria e outros defeitos, que cedo ou tarde resultará em uma trinca ou causarámau funcionamento, são sempre bastante difíceis de detectar-se nas bobinasprontas.

Inspeção

Requisitos de Aceitabilidade de Soldagem

• As condições preferidas para soldagem de interfaces de metal, a partir da física de molhabilidade, requerem ângulos de contato baixos ou próximos a zero.

• A molhabilidade não pode ser julgada pela aparência da superfície. Ela só pode ser inferida pela presença de um ângulo de contato baixo ou próximo a zero.

• Uma condição de não molhagem é normalmente considerada existente se a liga de solda não „„molha‟‟ as partes da superfície original. Geralmente isto significa que o ângulo de contato excede 90°.

• Todas as conexões de solda alvo têm um brilho lustroso a acetinado, geralmente de aparência lisa e apresentando a molhagem conforme exemplificado por um menisco côncavo entre os objetos sendo soldados. As soldas a temperatura elevada podem ter uma aparência fosca.

• O retoque de conexões soldadas é feito com discrição para evitar problemas adicionais e para produzir resultados que atendam aos critério de aceitabilidade da classe aplicável.

Requisitos de Aceitabilidade de Soldagem

Aceitável - Classe 1,2,3

• Existem composições de liga de solda, painéis de circuito impresso ou terminais e processos de solda especiais (ex., resfriamento vagaroso com PWBs de grande volume) que podem produzir soldas com aparência fosca, cinza, ou granulada, que são normais para o material ou processo envolvido. Essas conexões de solda são aceitáveis.

• A conexão de solda aceitável deverá apresentar evidência de molhabilidade e adesão quando a solda se homogeniza com a superfície soldada, formando um ângulo de contato de 90° ou menos, exceto quando a quantidade de solda resultar em contorno que se estenda sobre a extremidade da ilha ou da máscara de solda.

Alvo - Classe 1,2,3• O filete de solda geralmente aparenta estar liso e com boamolhabilidade da solda para as peças sendo unidas. Odelineamento das peças é facilmente determinado. Asolda na peça sendo unida cria uma extremidade alada.O filete tem o formato côncavo

Defeito - Classe 1,2,3• A não molhagem que leve a solda a formar uma bola oufilete na superfície, como se fossem gotículas de águanuma superfície envernizada. O filete será convexo, semextremidade alada aparente.• Conexão de solda perturbada.• Conexão de solda a fria.

Padrões de aceitabilidade

FALHAS DE SOLDA

DEFEITOS MAIS COMUNS

PRINCIPAIS CAUSAS DE SOLDA FRIA

A ponta do ferro de soldar não encostou o suficiente no ponto para a transferência de calor.Tempo de soldagem menor que 2 segundos.O fluxo não fez seu trabalho.A quantidade de solda foi insuficiente.Excesso de água na esponja provocando baixa temperatura na ponta.

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SOLDA TRINCADA

A solda trincada normalmente é provocada pela vibração na hora da soldagem.Esta vibração ocorre pelo fato de forçarmos a ponta do ferro de soldar na ilha ou componente, esfregar a ponta do ferro de soldar, e outras vibrações.

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SOLDA RASA OU DEMOLHAGEM

Normalmente é provocada pela falta de fluxo, não deixando o fluxo contido no fio espalhar-se na ilha.Soldagem muito rápida.Excesso de oxidação nos componentes ou ilhas a ser soldada.

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LEVANTAMENTO DE PISTA

É provocada pelo excesso de calor na ponta do ferro de soldar.Muito tempo de permanência da ponta do ferro de soldar na ilha ou trilha.

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REFORÇO DE SOLDA

O reforço de solda normalmente é feito automaticamente.Após uma soldagem bem feita, não há necessidade de reforçarmos o cone de solda.A solda é uma cola , e não prego, parafuso ou rebite.Quando tivermos a real necessidade de um reforço, para termos uma tração mecânica mais forte, devemos consultar a engenharia, para que se mude o layout da PCI.

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OUTRAS FALHAS NA SOLDAGEM

Retirada do ferrO de soldar muito rápido

Falta de aquecimento no ponto a ser soldado Cortar o terminal muito rente após a soldagem

Excesso de calor a solda escorreu

Primeiro devemos lembrar que toda e qualquer soldagem sempre é uma reação química e metalúrgica.

As superfícies devem estar absolutamente limpas de sujeiras, graxas, óleos e sem a presença de óxidos; essas barreiras impedem o contato do estanho contido nas soldas (metal ativo) com o metal base dos condutores elétricos (cobre) e, consequentemente a formação dos componentes dos compostos intermetálicos que definem a junta soldada .

A SUPERFÍCIE DO METAL

A SER SOLDADO NO REPARO OU RETRABALHO

OBS: Todas essas camadas formam-se rapidamente

PLACA

PRINCIPAIS FALHAS