La soldadura es uno de los conocimientos fundamentales para adentrarse en el mundo de la electrónica. Las dos cosas van juntas como el cine y las palomitas. Y, aunque es posible aprender y construir electrónica sin necesidad de usar un cautín, pronto descubrirás que se abre todo un mundo nuevo con esta sencilla habilidad. Soldar debería ser una habilidad en el arsenal de todos. En un mundo en el que la tecnología es cada vez mayor, es importante que la gente de todo el mundo sea capaz no sólo de entender las tecnologías que utilizan a diario, sino también de construirlas, modificarlas y repararlas. La soldadura es una de las muchas habilidades que te permitirán hacer precisamente eso.
En este tutorial repasaremos los fundamentos de la soldadura de agujeros pasantes -también conocida como soldadura de agujeros pasantes chapados (PTH)-, discutiremos las herramientas necesarias, repasaremos las técnicas para una soldadura adecuada y te mostraremos hasta dónde puedes llegar. También hablaremos de la reelaboración en lo que respecta a la soldadura de agujeros pasantes y te daremos algunos consejos y trucos que harán que arreglar cualquier pieza de electrónica sea un juego de niños. Esta guía es tanto para principiantes como para expertos. Tanto si nunca has tocado una soldadura como si quieres refrescarte un poco, este tutorial tiene algo para todos.
Como se indicó anteriormente, puedes aprender y construir productos electrónicos sin tocar un cautín. Si deseas aprender más sobre la teoría de la electrónica antes de aprender a soldar, te recomendamos comenzar con algunos de estos tutoriales:
Si desea más información sobre la construcción de circuitos sin necesidad de usar un cautin, consulta nuestro tutorial: ¿Cómo usar una Protoboard / Breadboard?
¿Qué es la soldadura?
Antes de aprender a soldar, siempre es conveniente aprender un poco sobre la soldadura, su historia y la terminología que se utilizará al hablar de ella. La palabra “soldadura” puede utilizarse de dos maneras diferentes. El sustantivo soldadura se refiere a la aleación (una sustancia compuesta por dos o más metales) que suele venir en forma de alambre largo y fino en bobinas o tubos. Soldar, el verbo, significa unir dos piezas de metal en lo que se llama una unión soldada. Por tanto, ¡soldamos con soldadura!
Soldadura con plomo vs soldadura sin plomo: breve historia
Una de las cosas más importantes que hay que tener en cuenta en lo que respecta a las soldaduras es que, tradicionalmente, las soldaduras estaban compuestas principalmente por plomo (Pb), estaño (Sn) y algunos otros metales traza (pesados). Esta soldadura se conoce como soldadura con plomo, y como es sabido, el plomo es perjudicial para el ser humano y puede provocar una intoxicación cuando una persona se expone a grandes cantidades. Desgraciadamente, el plomo también es un metal muy útil, y se eligió como metal de referencia para la soldadura por su bajo punto de fusión y su capacidad para crear excelentes uniones soldadas.
Al conocerse los efectos adversos de las soldaduras con plomo, algunas personas y países clave decidieron que lo mejor era dejar de utilizar soldaduras con plomo. En 2006, la Unión Europea adoptó la Directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS). Esta directiva, en pocas palabras, restringe el uso de soldaduras con plomo (entre otros materiales) en la electrónica y los equipos eléctricos. Con ello, el uso de soldaduras sin plomo se convirtió en la norma en la fabricación de productos electrónicos.
La soldadura sin plomo es muy parecida a su homóloga con plomo, salvo que, como su nombre indica, no contiene plomo. En su lugar, se compone principalmente de estaño y otros metales traza, como la plata (Ag) y el cobre (Cu). Estas soldaduras suelen llevar el símbolo RoHS para que los posibles compradores sepan que cumplen la norma.
Elegir la soldadura adecuada para el trabajo
Cuando se trata de fabricar productos electrónicos, lo mejor es utilizar soldaduras sin plomo para garantizar la seguridad de tus productos. Sin embargo, cuando se trata de ti y tu electrónica, la elección de la soldadura radica solo en ti. Mucha gente sigue prefiriendo el uso de soldaduras con plomo por su excelente capacidad para actuar como agente de unión. Sin embargo, otros prefieren la seguridad por encima de la funcionalidad y optan por la soldadura sin plomo.
La soldadura sin plomo no está exenta de inconvenientes. Como se ha mencionado, el plomo se eligió porque es el que mejor funciona en una situación como la de la soldadura. Cuando se elimina el plomo, también se eliminan algunas de las propiedades de la soldadura que la hacen ideal para lo que se pretende: unir dos piezas de metal. Una de estas propiedades es el punto de fusión. El estaño tiene un punto de fusión más alto que el del plomo, por lo que se necesita más calor para conseguir que fluya. Y, aunque el estaño hace el trabajo, a veces necesita un poco de ayuda. Muchas variantes de soldadura sin plomo tienen lo que se llama un núcleo fundente. Por ahora, basta con saber que el fundente es un agente químico que ayuda a que la soldadura sin plomo fluya. Aunque es posible utilizar soldaduras sin plomo sin fundente, es mucho más fácil conseguir los mismos efectos que con las soldaduras con plomo. Además, debido al coste añadido que supone la fabricación de soldaduras sin plomo, a veces pueden ser más caras que las soldaduras con plomo.
Aparte de elegir una soldadura con o sin plomo, hay otros factores que hay que tener en cuenta a la hora de elegir una soldadura. En primer lugar, hay muchas otras composiciones de soldadura aparte del plomo y el estaño. Consulta la página de soldaduras de Wikipedia para ver una lista exhaustiva de los distintos tipos. En segundo lugar, la soldadura está disponible en varios calibres o anchos. Cuando se trabaja con componentes pequeños, suele ser mejor utilizar un trozo de soldadura muy fino; cuanto mayor sea el número, menor será el calibre. Para componentes grandes, se recomienda utilizar un hilo más grueso. Por último, la soldadura se presenta en otras formas, además del alambre. Cuando te adentres en la soldadura de montaje superficial, verás que la pasta de soldadura es la forma elegida. Sin embargo, dado que este es un tutorial de soldadura de agujeros pasantes, la pasta de soldar no se tratará en detalle.
El Cautín
Hay muchas herramientas que ayudan a soldar, pero ninguna es más importante que el cautín. Al menos se necesita un cautín y algo de soldadura para llevar a cabo la tarea en cuestión. Los cautines vienen en una variedad de factores y van de lo simple a lo complejo, pero todos funcionan más o menos igual. Aquí hablaremos de las partes de un cautiín y de los diferentes tipos existentes.
Anatomía del cautín
Estas son las partes básicas que componen un cautín.
Puntas del cautín– Ningún cautín está completo sin una punta. La punta es la parte que se calienta y permite que la soldadura fluya alrededor de los dos componentes que se van a unir. Aunque la soldadura se adhiere a la punta cuando se aplica, un error común es pensar que la punta transfiere la soldadura. En realidad, la punta transfiere el calor, elevando la temperatura de los componentes metálicos hasta el punto de fusión de la soldadura, y ésta se funde en consecuencia. La mayoría de los soldadores ofrecen la opción de cambiar la punta, en caso de que sea necesario sustituir una punta vieja o si se necesita cambiar el estilo de la punta. Las puntas vienen en una variedad de tamaños y formas para acomodar cualquier componente.
El cambio de la punta es un proceso sencillo que consiste en desenroscar la varilla o simplemente empujar y sacar la punta
El mango – El mango es la parte del cautín que sostiene la punta. También es la parte que maneja el usuario. El mango suele estar hecho de diversos materiales aislantes (como la goma) para evitar que el calor de la punta se transfiera al exterior, pero también albergan cables y contactos metálicos que transfieren el calor desde la base a la punta. Esta doble función de calentar y evitar las quemaduras hace que mango de alta calidad sea muy apreciado
Dos variedades . Observa cómo las puntas se enroscan en el mango, lo que permite intercambiarlas. Algunos tienen puntas que simplemente se introducen y sacan sin ningún mecanismo de fijación.
Algunos cautines consisten en un mango que se conecta a una toma de corriente. Estos cautines son muy sencillos y habitualmente no tienen ningún control para la temperatura. En ellos, el elemento calefactor está integrado directamente en el tubo.
Un cautín sencillo que consiste solo en el mango mas la punta. Algunos de estos cautines no ofrecen puntas intercambiables
Base – La base del cautín es la caja de control que permite ajustar las temperaturas. El mango se acopla a la base y recibe el calor de los componentes electrónicos del interior. Hay bases analógicas, que tienen un dial que controla la temperatura, y hay bases digitales, que tienen botones para ajustar la temperatura y una pantalla que te indica la temperatura actual. Algunas bases tienen incluso funciones adicionales, como los perfiles de calor, que permiten cambiar rápidamente la cantidad de calor suministrada a la punta para soldar una variedad de componentes.
Dos variantes de la base de un soldador. A la izquierda, una base digital, con botones de control y una pantalla digital. A la derecha, una base analógica que utiliza un dial para controlar la temperatura.
La base suele estar compuesta por un gran transformador y varios otros componentes electrónicos de control que permiten variar con seguridad el calor de la punta.
Soporte (cuna) – El soporte del cautín (a menudo denominado cuna) es lo que alberga al cautín cuando no está en uso. El soporte puede parecer trivial, pero dejar un cautín desatendido sobre el escritorio o la mesa de trabajo es un peligro potencial: podría quemarte o, peor aún, podría quemar tu escritorio y provocar un incendio. De nuevo, pueden ser tan simples como un soporte metálico, o pueden ser complejas, ofreciendo una función de apagado automático que reduce la temperatura de la punta cuando se coloca la varilla en el soporte. Esto ayuda a evitar el desgaste de la punta con el tiempo
Esponja de latón – Al soldar, la punta tenderá a oxidarse, lo que significa que se volverá negra y no querrá aceptar la soldadura. Especialmente con la soldadura sin plomo, hay impurezas en la soldadura que tienden a acumularse en la punta de su plancha, lo que causa esta oxidación. Aquí es donde entra en juego la esponja. De vez en cuando hay que limpiar la punta del soldador para eliminar esta acumulación. Tradicionalmente, se utilizaba una esponja húmeda para conseguirlo. Sin embargo, el uso de una esponja húmeda puede reducir drásticamente la vida útil de la punta. Al pasar la punta por una esponja fría y húmeda, la punta tiende a expandirse y contraerse por el cambio de temperatura. Esta expansión y contracción desgastará la punta y a veces puede causar un agujero en el lado de la punta. Una vez que la punta tiene un agujero, no sirve para soldar. Por ello, las esponjas de latón se han convertido en el estándar para la limpieza de puntas. Las esponjas de latón extraen el exceso de soldadura de la punta y permiten que ésta mantenga su nivel de calor actual. Si no tiene una esponja de latón, una esponja normal es mejor que nada.
Una esponja de latón. Si tu soporte de hierro no tiene un lugar para una esponja de latón, puedes conseguir una con su propia base
Accesorios para soldar
Ahora que ya conoces los entresijos del soldador, es el momento de hablar de las demás herramientas que te ayudarán en esta aventura de soldar.
Malla de soldar – es la goma de borrar del lápiz de soldar. La malla de soldar es muy útil cuando se trata de problemas como los puentes o la eliminación de piezas (desoldadura). La malla de soldadura -también conocida como trenza de desoldadura- se compone de un fino cable de cobre trenzado. El cobre absorbe la soldadura, lo que permite “borrar” los restos de soldadura.
Tip Tinner – es una pasta química que se utiliza para limpiar la punta del soldador. Se compone de un ácido suave que ayuda a eliminar los residuos cocidos (como cuando se funde accidentalmente la punta en un componente) y ayuda a prevenir la oxidación (la cosa negra desagradable) que se acumula en la punta de soldadura cuando no está en uso.
Aspiradora de soldadura– es una gran herramienta para eliminar la soldadura que queda en los agujeros pasantes cuando se desoldan los componentes. Más adelante veremos cómo utilizar esta herramienta.
Fundente (Flux) – El fundente es un agente químico que ayuda a fluir la soldadura sin plomo. Los bolígrafos de fundente le permiten aplicar fundente líquido a los componentes más difíciles para crear juntas de soldadura de mejor aspecto.
Otras herramientas sugeridas
Estas herramientas no son necesarias, pero seguro que a veces facilitan la soldadura.
Tercera mano: las terceras manos son ideales para sujetar las placas de circuito impreso, los cables y los componentes en su sitio mientras se suelda.
Alicate cortante: Los cortadores permiten recortar las patas de los componentes que se sueldan a la PCB
Gafas de seguridad: por si acaso sale volando algún cable cortado
Recapitulación
- Ten cuidado al manejar cautines calientes
- Utiliza terceras manos o mordazas para sujetar las placas mientras sueldas
- Pon tu soldador a una temperatura media (325-375 grados C)
- Si ves que sale humo de la soldadura, baja la temperatura
- Estaña la punta con soldadura antes de cada conexión para ayudar a preparar la unión
- Utiliza el lado de la punta (el punto dulce), no la punta del soldador.
- Calienta la almohadilla y la pieza que desea soldar de manera uniforme y al mismo tiempo
- Retira la soldadura y luego el soldador
- Una buena unión de soldadura debe tener el aspecto de un volcán o de un kisses de Hersey, no de una bola o de un grumo
Revisa el siguiente diagrama que te ayudara a entender mejor lo que constituye una buena unión de soldadura.
Una vez que hayas aprendido lo básico para crear buenas juntas de soldadura, es hora de aprender algunas de las técnicas de PTH más avanzadas que puedes utilizar. Este vídeo repasa el uso del fundente, la eliminación de los puentes de soldadura y la desoldadura de componentes, además de otros consejos y trucos.
A continuación, te damos otros consejos para la soldadura de PTH:
Técnicas avanzadas y resolución de problemas
- Desoldar puede ser a menudo la mejor manera de aprender a soldar. Hay muchas razones para desoldar una pieza: reparación, actualización, salvamento, etc. Muchas de las técnicas utilizadas en el vídeo anterior ayudan en el proceso de desoldadura.
- Existe otro método para eliminar la soldadura de los orificios pasantes que denominamos método de la bofetada.
- Si alguna vez no estás seguro de que la unión soldada que has creado está haciendo una conexión eléctrica, puedes utilizar un multímetro para comprobar la continuidad.
Limpieza
Cuando se trabaja con soldadura sin plomo, el fundente tiende a llegar a todas partes, ya sea por el fundente de la soldadura o por el fundente externo aplicado por el usuario. El fundente puede corroer la placa de circuito impreso y los componentes con el tiempo, por lo que es bueno saber cómo limpiar las placas de circuito impreso para que no queden residuos de fundente. La forma más sencilla de limpiar una placa es utilizar un cepillo pequeño (los cepillos de dientes funcionan muy bien) y un poco de alcohol isopropílico. Si vas a soldar varias placas, puede ser necesario limpiarlas por lotes. Para ello, recomendamos una olla de barro llena de agua destilada. El agua destilada mantiene otras impurezas y contaminantes lejos de tu circuito.
No es 100% necesario limpiar la placa, sin embargo, aumentará la vida de tu circuito considerablemente.
How to solder through hole soldering. Sparkfun Education.
https://sparkfuneducation.com/how-to/how-to-solder-through-hole-soldering.html