La soldadura es una de las habilidades más útiles para hacer reparaciones electrónicas de bricolaje en la casa. Me ha ahorrado cientos de dólares en facturas de electricista, y una herramienta de soldadura en particular, el disipador de calor, también me ayuda a ahorrar en componentes.
Al soldar, asegúrese de que el disipador de calor esté enganchado entre la junta y el resto del componente o cable. El disipador de calor desviará la atención del componente para que no se dañe por sobrecalentamiento.
Los disipadores de calor son un arma secreta que puedes usar para mejorar tu juego de soldadura. Funcionan especialmente bien cuando se trabaja con cables o componentes sensibles al calor con conductores. En este artículo, le daré un resumen de cómo y por qué usar un disipador de calor.
¿Qué es un disipador de calor para soldadura y por qué es importante?
La soldadura (pronunciado “sodd-er-ing”) es un método útil para unir componentes y cables eléctricos. Agrega un material de relleno, la soldadura, a una unión para hacer una conexión eléctrica limpia y eficiente.
La soldadura es un método de baja temperatura para hacer tales conexiones. A diferencia de la soldadura o la soldadura fuerte, que calientan los metales a 600 °C o más para fundirlos y fusionarlos literalmente, la soldadura blanda solo necesita alcanzar los 200-300 °C para hacer buenas conexiones. Esto lo hace mucho más útil para aplicaciones eléctricas.
Para la electrónica, las temperaturas excesivamente altas pueden ser particularmente destructivas, causando que los componentes se quemen, se comporten de manera errática o acorten su vida útil. Aunque la soldadura es un método de baja temperatura, el sobrecalentamiento sigue siendo un problema, especialmente para los componentes pequeños.
Disipadores de calor
Con los años, los ingenieros inventaron una herramienta para resolver el problema del sobrecalentamiento al soldar: el disipador de calor. Las herramientas dedicadas al disipador de calor parecen pequeñas abrazaderas que se colocan entre la junta de soldadura y el componente sensible al calor. Los disipadores de calor también se pueden improvisar con pinzas de cocodrilo.
Los disipadores de calor generalmente están hechos de un metal de baja masa con una alta conductividad térmica como el aluminio. Brinda un “camino de menor resistencia” a cualquier exceso de calor que se aplique a la junta de soldadura. En lugar de viajar por el cable o el conductor, cualquier calor adicional viajará al disipador de calor y se mitigará. Esto evita que los componentes se sobrecalienten.
Los disipadores de calor vendidos profesionalmente generalmente vienen en dos variedades: algunos tienen extremos curvos y otros tienen extremos rectos. Los que tienen los extremos curvos pueden ser más versátiles para juntas pequeñas y cables. De lo contrario, la mayoría de los electricistas recomiendan disipadores de calor con extremos rectos.
Otras herramientas de soldadura y lo que hacen
En un segundo te daré una guía paso a paso para soldar con un disipador de calor, pero primero, presentaremos las herramientas que usaremos. Algunos de estos son esenciales, como la propia soldadura, mientras que otros son opcionales (pero recomendados).
Soldador
El soldador es bastante esencial para soldar. Algunos entusiastas de MacGuyver han soldado con un encendedor de cigarrillos estándar, pero ignorémoslos por ahora. Si desea precisión en su soldadura, querrá comprar una plancha.
Los soldadores vienen en una variedad de formas y tamaños. Pueden producir mucho calor (a veces esto se llama alto voltaje), más de 500 °C, o temperaturas medias a bajas entre 250 y 400 °C. Algunos soldadores tienen una temperatura ajustable mediante una perilla, aunque suelen ser más caros.
Una variedad particularmente genial de soldador es la pistola de soldar. Estos suelen tener una punta en la unión de dos cables metálicos, lo que les permite calentarse y enfriarse muy rápidamente usando una corriente eléctrica.
Los soldadores y las pistolas vienen con una punta, pero a veces querrás comprar una diferente. Las puntas planas, algo así como la punta de un destornillador de cabeza plana, son excelentes para los cables. Las puntas en forma de lápiz son mejores para cosas como placas de circuitos.
Soldar
Si quieres soldar, entonces necesitas, lo adivinaste… ¡soldadura! ¿Qué es este material extraño y brillante?
La soldadura tradicional está hecha de estaño y plomo, generalmente aleados en una proporción de 60/40. Esto le da una temperatura de fusión de alrededor de 200 °C, lo que lo hace extremadamente versátil para hacer conexiones de baja temperatura para cosas como cables y placas de circuitos.
El plomo es bastante tóxico, por lo que en el mundo moderno, consciente de la salud, se han inventado nuevas soldaduras que no contienen plomo. En cambio, estas soldaduras sin plomo contienen aleaciones de estaño, plata, cobre y, a veces, algunos otros metales. Funcionan igual de bien, pero generalmente se derriten a una temperatura ligeramente más alta, alrededor de 220 °C.
Debido a los metales de los que está hecha, la soldadura es altamente conductora eléctrica y térmica. Se derrite fácilmente cuando intentas aplicarlo, y una vez que se solidifica, ¡tienes una conexión eléctrica estable! Suponiendo que lo hagas bien, eso es (más sobre eso más adelante).
Soldadura con núcleo de fundente de colofonia
Algunas variedades de soldadura que encuentra contienen lo que se llama “núcleos de colofonia” o “flujo de colofonia”. Este es un material ácido que limpiará los materiales a los que aplique la soldadura. Para soldadura electrónica, recomendaría usar soldadura con núcleos de colofonia. Debería ser fácil de encontrar.
La soldadura generalmente se vende en carretes que contienen una longitud o peso específico del material. Dependiendo de lo que estés soldando, debes seleccionar un tipo específico. Si el daño por calor es una preocupación importante, recomiendo la soldadura tradicional, ya que se derrite a una temperatura más baja. De lo contrario, la soldadura sin plomo funciona bien.
Titular y esponja de limpieza
Estos no son esenciales, pero recomendaría recogerlos. Un soporte para soldador es un soporte pequeño y agradable en el que puedes apoyar el soldador cuando no lo estás usando. Recuerde, el soldador puede calentarse hasta cientos de grados, por lo que es mejor no dejarlo tirado donde pueda tocarlo accidentalmente y quemarse.
Algunos soportes también tienen un soporte para una esponja. Puede humedecer la esponja con agua fría y luego pasar la punta del soldador sobre la esponja para limpiarla. Esto ayudará a asegurarse de que no se acumule un montón de contaminantes pegajosos en la junta de soldadura.
Manos amigas
Cuando estés soldando, tendrás una mano sosteniendo el hierro y una mano sosteniendo la soldadura. Desafortunadamente, eso no deja ninguna mano para sostener la pieza que estás soldando, que puede moverse cuando le aplicas la plancha.
Afortunadamente, los ingenieros también han resuelto este problema. Puede elegir un soporte que tenga pequeñas “manos de ayuda” (clips ajustables que se pueden mover en una amplia gama de posiciones) para sostener sus cables o componentes mientras suelda.
Especialmente si eres nuevo en la soldadura, esto te ayudará a hacer un buen trabajo consistente. Nada es más frustrante que un cable que se escapa cuando lo tocas con la plancha.
Sistema de escape o ventilador
Si alguna vez has soldado, sabes que sale un pequeño rastro de humo cuando derrites la soldadura. Recuerde, este material está hecho de metales como plomo, estaño y cobre. No querrás inhalar este gas. Te irritará la nariz, y si sueldas demasiado sin ventilación, puede provocar complicaciones de salud peligrosas.
Este problema se soluciona fácilmente con un simple ventilador o, idealmente, con un sistema de escape. Después de todo, un ventilador solo dispersará el gas alrededor de su espacio de trabajo en cantidades más pequeñas; no lo eliminará por completo como un sistema de escape.
No sería la primera persona en hacerlo si soldara sin ventilación, pero en general, recomendaría tener algún tipo de flujo de aire.
Otras herramientas y materiales
Suponiendo que está trabajando con cables, es posible que necesite otras herramientas para manipular esos cables, incluidos (entre otros) pelacables, cortadores o alicates.
Si está haciendo un trabajo de circuito en una placa, por supuesto necesitará una placa de circuito. Estos vienen en una variedad de formas y tamaños diferentes, y todos tienen diferente resistencia al calor (!), así que asegúrese de elegir uno apropiado para sus aplicaciones.
Materiales sensibles al calor: lo que necesita saber
Antes de continuar con la soldadura de las cosas, tomemos un segundo para asegurarnos de no explotar nada o dañar los componentes sin posibilidad de reparación al sobrecalentarlos.
Esto es evidente, pero algunos materiales son más sensibles al calor que otros. Al soldar, no tiene que preocuparse por derretir los cables. El aislamiento de los cables, por otro lado… Si no tienes cuidado, lo quemarás, lo derretirás, lo pondrás esponjoso o incluso puedes prenderle fuego.
Los componentes eléctricos en las placas de circuitos también pueden ser vulnerables al sobrecalentamiento. Muchos de estos contienen cubiertas de plástico TO-92 o TO-220 en semiconductores, que pueden derretirse fácilmente. Otros componentes electrónicos que pueden dañarse son los diodos de germanio, los capacitores, las resistencias, los interruptores de láminas y los transistores.
Afortunadamente para usted, todas las cosas que acabo de mencionar se pueden proteger fácilmente con un disipador de calor, ya que todas contienen cables. Si no utiliza un disipador de calor, es probable que estos materiales se sobrecalienten, especialmente los más pequeños. Incluso si no nota daños al principio, es muy probable que funcionen de manera extraña y no funcionen durante el tiempo esperado.
Datos de calor para componentes
Si no está seguro de si un componente es vulnerable al calor o no, generalmente puede encontrarlo en su hoja de datos.
La hoja de datos indicará una temperatura máxima de unión. Esta es la temperatura más alta a la que puede calentar el componente antes de que se dañe. Las uniones soldadas suelen alcanzar entre 200 y 250 °C, así que asegúrese de que la temperatura máxima de la unión sea más alta que esa, o asegúrese de usar un disipador de calor.
Las hojas de datos también incluyen a veces un perfil de soldadura. Esto establece los pasos para soldar el componente de manera segura, con detalles sobre cuánto tiempo calentarlo y a qué temperatura calentarlo. Algunos perfiles de soldadura especificarán que se debe usar un disipador de calor.
Soldadura con disipador de calor: una guía
Ahora que hemos hablado sobre los componentes que debemos tener en cuenta para no dañarlos y que hemos adquirido todos nuestros materiales de soldadura, podemos continuar y hablar sobre cómo soldar. ¡Aquí es donde se pone divertido!
No importa lo que estés soldando, aquí hay algunos procedimientos generales a seguir:
- Precalienta tu soldador. A menos que esté usando una pistola de soldar, esto probablemente llevará varios minutos. Conéctelo y sea paciente. Desea que el soldador tenga una temperatura constante mientras trabaja, así que permita que se precaliente a su temperatura de funcionamiento antes de comenzar.
- Estabilice la articulación. Si está trabajando con cables, retuerza los dos cables para que queden bloqueados en una sola pieza. Si está colocando cables a través de una placa de circuito, doble los cables en la parte posterior para que no se muevan. Asegure la junta usando manos amigas si las tiene disponibles.
- Corta la soldadura del carrete. Sostener todo el carrete mientras intenta trabajar es un poco difícil de manejar. En su lugar, corte un trozo que pueda aplicar directamente a la articulación con su mano no dominante. Tu mano dominante sostendrá el soldador.
- Caliente la junta, luego aplique la soldadura a la junta. Este es probablemente el mayor error que comete la gente al soldar. ¡No toque el soldador con la soldadura misma! En su lugar, aplique el soldador a la unión, calentándola. Luego, toque la soldadura a la unión. Si la soldadura no comienza a humear y derretirse, continúa aplicando el hierro hasta que lo haga.
- Permita que la soldadura se enfríe naturalmente. Aquí hay otro error común: no sople sobre la soldadura, deje que se enfríe naturalmente. Si lo sopla, puede enfriarse de manera desigual y romper los cables. También puede cristalizar de una manera diferente que lo hace menos conductor. Así que relájese, déjelo reposar durante unos minutos para que se enfríe mientras hace (o suelda) otra cosa.
- Lávate las manos cuando hayas terminado. Los metales contenidos en la soldadura son bastante desagradables. No querrás ingerirlos, así que asegúrate de limpiarte las manos cuando termines de trabajar.
Muy bien, ahora hablemos de los detalles de soldar diferentes cosas y repasaremos cuándo y cómo puedes usar un disipador de calor para hacer un buen trabajo. Puede soldar varias cosas diferentes, pero de las que hablaré más son los cables y componentes para placas de circuito.
Alambres de soldadura con un disipador de calor
La forma más fácil de aprender a soldar es usando cables, ya que son relativamente grandes, se pueden asegurar, no se sobrecalientan y, si se equivoca, es fácil de arreglar.
Preparación
Para preparar los cables, comenzará pelándolos. Alrededor de media pulgada cada uno debería hacer.
Si finalmente desea cubrir su trabajo de soldadura con una cubierta retráctil, deberá deslizarla sobre uno de los cables a continuación. Este es un caso en el que absolutamente necesitará un disipador de calor. Volveré a eso en un segundo.
A continuación, tome los cables expuestos y gírelos en una unión unificada.
Asegure la unión usando manos amigas, o si no tiene manos amigas disponibles, colóquelas en un material que no le moleste quemar un poco, como un trozo de madera.
El disipador de calor
Al soldar cables, el disipador de calor se utiliza principalmente para evitar daños en el aislamiento de los cables. El disipador de calor también puede evitar que la funda retráctil se cierre prematuramente.
Todo lo que necesita hacer es enganchar su disipador de calor en el cable entre la unión y la cubierta aislante/retráctil. Esto evitará que el calor se transfiera por el cable y entre en el aislamiento/cubierta retráctil y lo dañe.
Fácil, ¿verdad?
Soldadura
Su unión de cables ahora está lista para que suelde y selle la conexión eléctrica entre los dos extremos. Siguiendo los consejos anteriores, comenzará por precalentar su soldador.
Una vez que el hierro esté precalentado, tómalo con tu mano dominante, con la soldadura en la otra mano. Caliente la unión del cable (¡no la soldadura!) con el soldador. Ocasionalmente, golpee suavemente la unión con la soldadura para ver si está lo suficientemente caliente como para derretirse. Solo debería tomar unos segundos calentarse lo suficiente.
Cuando la unión esté lo suficientemente caliente, la soldadura se derretirá y humeará al contacto. Aplique la soldadura sobre toda la unión.
Deje que su porro se enfríe, ¡y debería estar listo!
Cubrir la articulación
Una vez que la soldadura se haya enfriado, asegúrese de haber hecho un buen trabajo probando su dispositivo conectado a través de la unión. Si funciona, estás listo para encubrirlo.
Tome la pieza de cubierta retráctil que deslizó anteriormente y deslícela directamente sobre la unión de soldadura. Use una pistola de aire caliente para calentarlo, cierre la tapa y ¡listo! Ahora tiene un cable bien arreglado y que funciona perfectamente.
Soldadura de componentes de retención en placas de circuito
Además de los cables, la otra instancia más común de soldadura es cuando se conecta un material a una placa de circuito. Si la placa de circuito tiene orificios para pasar los cables de los componentes, esto se conoce como soldadura de componentes de orificio pasante.
Soldar placas de circuitos es un poco más complicado que los cables, ya que las conexiones son más pequeñas. Con un poco de práctica, deberías poder entender esto bastante bien.
Preparación
Como antes, precalentará su soldador y asegurará la placa de circuito. Si el componente que está soldando tiene cables lo suficientemente largos, dóblelos en la parte posterior de la placa de circuito para mantenerlos en su lugar.
El disipador de calor
Estarás soldando los componentes en la parte posterior de la placa de circuito, lo que deja espacio para el disipador de calor en la parte frontal de la placa. De hecho, la placa en sí misma actúa como un disipador de calor, pero no confíe en ella para disipar todo el calor, ya que esto puede dañar otros componentes o la propia placa.
Tome su disipador de calor y sujételo al cable en la parte frontal de la placa. Cualquier calor que se transfiera a través del cable no llegará al componente; en su lugar, se enviará al disipador de calor.
Soldadura
Las uniones en las placas de circuito tienden a ser mucho más pequeñas y delicadas. Por lo general, puede usar un calor más bajo en su soldador porque las placas de circuito tienden a ser muy conductoras térmicamente.
Una vez que la plancha esté precalentada, toque la intersección de la mina y la parte posterior de la tabla, calentando la unión. De vez en cuando, golpéelo con la soldadura para ver si está lo suficientemente caliente. Cuando la junta esté lo suficientemente caliente, la soldadura se derretirá y humeará.
Debe tener cuidado con la cantidad de soldadura que aplica a las juntas de la placa de circuito como esta. Si aplica demasiado, puede provocar un cortocircuito en la placa. Si no aplica lo suficiente, la conexión puede no ser tan buena. Solo desea suficiente soldadura para agruparse alrededor de la conexión y formar una pequeña protuberancia.
Retire la soldadura antes del soldador para que la soldadura no se solidifique en la placa. Deje que se enfríe normalmente, sin soplar.
Cortar los clientes potenciales
Use un par de cortadores de alambre para cortar cualquier plomo adicional que pase por la junta. Si deja demasiado plomo en el tablero, puede provocar un cortocircuito y no funcionar correctamente.
Casos en los que no puede usar un disipador de calor
Si bien los disipadores de calor son excelentes para mantener seguros los componentes y los cables al soldar, no siempre se pueden usar. Si los conductores o cables son muy cortos, por ejemplo, es posible que no haya suficiente espacio para conectar un disipador de calor entre el componente y la junta.
estañado
El método más difícil para conectar componentes en placas de circuito se llama estañado. A diferencia de la soldadura de orificio pasante, no tiene suficiente espacio para conectar un disipador de calor.
El estañado es más común para las placas de circuito que no tienen agujeros. Ciertos componentes, como los chips IC, no necesitan agujeros para soldarse. Esto lo convierte en una soldadura más complicada y sutil, que debe abordarse de una manera más cuidadosa.
A pesar de que no usa un disipador de calor en el estañado, le daré algunos pasos sobre cómo hacerlo para que pueda terminar las soldaduras de la placa de circuito limpias y ordenadas. Asegúrese de consultar el perfil de soldadura para averiguar qué tan caliente debe estar su hierro y cuánto tiempo necesita para aplicarlo a la placa.
Preparación
De los métodos que hemos discutido, el estañado requiere la mayor preparación. Primero, precalentará su soldador y asegurará su placa de circuito.
Al estañar, aplica un poco de soldadura a la placa antes de intentar conectar el componente. Debe haber una pequeña almohadilla en el tablero donde irá el componente.
Toca la almohadilla con la punta de la plancha y aplica un pequeño charco de soldadura. Esto “estaña” la placa para que cuando quieras aplicar el componente, la soldadura ya esté presente.
Soldadura
Tome el componente con un par de pinzas. Use el soldador para calentar la soldadura que acaba de acumularse en la almohadilla de la placa de circuito.
Baje el componente sobre la almohadilla y luego retire el soldador. Si se hace correctamente, esto debería formar una buena conexión entre el componente y la placa de circuito en un extremo del componente.
En el otro extremo del componente, suelde normalmente, calentando la unión y luego golpeando suavemente con la soldadura.
La razón por la que los componentes como los chips se sueldan de esta manera es porque solo tiene dos manos disponibles para hacer el trabajo. Debe sujetar el chip con pinzas para colocarlo en la placa, lo que significa que solo puede sujetar el soldador (no la soldadura) con la otra mano. Para ajustar esto, la soldadura se coloca en la placa antes que el chip.
Cómo saber si hiciste un buen trabajo de soldadura
Ahora que ha soldado su unión, puede inspeccionarla para ver qué tan bien lo hizo.
Para los cables, es bastante fácil saberlo. El mayor indicador de un buen (o mal) trabajo de soldadura es el color de la soldadura. Debe verse brillante, no opaco. La soldadura opaca indica que no se calentó y enfrió correctamente y puede provocar problemas de conductividad.
Si soldó a una placa de circuito, el color sigue siendo un buen indicador. También se aplican algunas otras reglas. Si hizo un buen trabajo, los cables no se soltarán ni podrá ver a través del orificio hacia el otro lado.
Especialmente con trabajos de estañado y soldadura de superficie, no desea que la soldadura toque más de una almohadilla en la placa de circuito a la vez.
Si su soldadura cumple con todos estos criterios, ¡felicidades! Hiciste un gran trabajo.
Resumen
Los disipadores de calor pueden ser vitales para hacer un buen trabajo al soldar. Evitarán que el aislamiento de su cable se incendie o se cierre antes de lo que usted desea, y pueden salvar sus componentes y ampliar su vida útil.
Para usar un disipador de calor, lo conectará entre la junta de soldadura y el componente (o aislamiento). El disipador de calor desviará el calor adicional para que el aislamiento y el componente funcionen correctamente.
Fuentes:
https://www.instructables.com/Guarde-sus-componentes-con-un-disipador-de-calor/
https://electronicsclub.info/soldadura.htm
https://electronics.stackexchange.com/questions/3252/qué-tipo-de-daño-podría-hacer-un-soldador-de-hierro-a-un-componente
https://www.instructables.com/Cómo-soldar/
https://www.quora.com/Puede-un-transistor-u-otros-componentes-ser-dañado-debido-al-calor-de-un-soldador-durante-el-proceso-de-soldadura
https://www.instructables.com/How-to-Solder-a-Through-hole-Component/
https://www.dummies.com/programming/electronics/how-to-check-the-solder-joints-on-your-electronics-project/