In questa guida spieghiamo come saldare a stagno.
Se vuoi collegare i componenti di un circuito, magari una resistenza o un transistor, dovrai saldarli a caldo con lo stagno.
Per saldatura si intende la giunzione meccanica tra due corpi, metallici che garantisca anche una buona conducibilità elettrica.
La saldatura può essere realizzata con la fusione di due metalli fra loro, oppure con la fusione degli stessi insieme ad un terzo metallo, in maniera da realizzare un intimo contatto a livello atomico, e una buona resistenza meccanica del prodotto finale.
Il materiale più comunemente usato in elettronica è il rame, che fonde a 1083 gradi, però data la delicatezza dei componenti, dei connettori dei conduttori, dei supporti, ecc. ecc., non è possibile effettuare la saldatura dei terminali per “fusione”, dei cavi e delle piste da collegare. Pertanto si deve ricorrere ad altri metodi meno invasivi.
Si usa perciò il secondo metodo, che consiste nell’apporto di un terzo materiale, nel nostro caso una lega, la cui fusione avviene ad una temperatura notevolmente più bassa e che, dopo il raffreddamento ed il conseguente consolidamento, presenta una ottima resistenza meccanica.
Tale resistenza è più che sufficiente per gli usi Elettronici.
La saldatura con maggior contenuto di Pb è peggiore come conduzione elettrica ed è più facilmente ossidabile, però ha resistenza meccanica maggiore. Quella con maggior contenuto di Stagno, d’altronde, ha una minor resistenza meccanica e migliore conducibilità elettrica.
D’altra parte la temperatura necessaria alla fusione della lega Sn-Pb si può facilmente raggiungere in qualsiasi ambiente con strumenti poco ingombranti e poco costosi come i saldatori elettrici.
La lega Stagno Piombo non è più utilizzabile a causa della presenza del Piombo. Perciò per saldare vengono utilizzate altri tipi di leghe tra cui la lega Stagno-Rame.
A tal riguardo i costruttori devono fornire la certificazione di qualità del prodotto commercializzato. Certificazione RoHS.
I prodotti interessati dalla certificazione sono quelli contenenti le sostanze sotto elencate
-Cromo esavalente (Cr+6)
-Mercurio (Hg)
-Bifenil Polibromurati (PBB)
-Cadmio (Cd)
-Eteri di Difenile Polibromurati (PBDE)
-Piombo (Pb)
In alternativa alla lega Sn-Pb si utilizza la lega Stagno-Rame (Sn-Cu), mateiali che legano ottimamente con il rame e, cosa non secondaria, sono buoni conduttori elettrici.
Questa lega, come succede spesso nelle leghe, fonde ad una temperatura minore di quella dei due singoli materiali (Stagno e Rame).
La temperatura di fusione varia cambiando la percentuale dei materiali che compongono la lega, è minima alla percentuale 99-1 (99% Sn – 1% Cu).
La lega Sn-Cu 99-1 è la qualità migliore per l’uso in elettronica, e come si può vedere dal grafico presenta una temperatura di fusione intorno ai 200°C, inferiore sia a quella dello Stagno che è di 232 °C, sia e quella del Rame che è di 1083 °C.
La saldatura per poter avvenire correttamente deve garantire una ottima coesione tra rame e lega che si apporta, questo “contatto” avviene se si raggiunge una temperatura sufficientemente, più elevata del punito di fusione (200°C ). Infatti generalmente la temperatura raggiunta dai saldatori varia dai 240° C agli oltre 350 °C .
Occorrente per Saldare a Stagno
Per saldare a stagno serve un saldatore e il rocchetto di filo in stagno, insieme ad una trecciola leva stagno, o una pompetta a stantuffo, qualora dovessi fare l’operazione opposta. Vediamo come sono fatti i saldatori a stagno.
Saldatori a stagno
Il saldatore a stagno serve a portare lo stagno alla temperatura di fusione, per poterlo liquefare sopra le giunzioni in modo che, quando si raffredda, queste si trovino fermamente saldate tra loro.
Questo strumento è composto di un manico di lavoro, una resistenza interna, una punta scaldante e, nei modelli più completi, un interruttore e un rocchetto col filo di stagno. Vediamo quali sono le diverse tipologie che è possibile trovare sul mercato.
Saldatore a chiodo
Il saldatore a stagno più semplice ha una punta riscaldante abbastanza grossolana, simile ad un grande chiodo, e non ha interruttore. Si mette la spina nella presa e si aspetta che scaldi, poi si avvicina al collegamento da saldare, insieme allo stagno, si strofina sul filo di stagno per liquefarlo e farne cadere una pallina sui due fili, da spalmare molto velocemente sulla legatura prima che raffreddi, usando sempre la punta incandescente.
La difficoltà, con questo saldatore a punta grossa, è da individuare nella velocità dell’operazione, perché se indugi troppo sul filo, o sulla legatura, lo stagno si brucia e non lega bene. Questo tipo di saldatore è in grado di portare la temperatura della sua punta fino a 400 gradi e non è possibile variarla, cosa che invece puoi fare con un saldatore ad interruttore.
Saldatore con interruttore
Il saldatore con interruttore è dotato di una resistenza scaldante e di una punta rovente, che però, in molti di questi modelli, è più piccola e ti consente di effettuare dei lavori più delicati e precisi.
Il suo manico è dotato di un interruttore che ti permette di interrompere l’alimentazione, e di approfittare del suo progressivo raffreddamento, cosa che, con la pratica, ti permette di saldare ad una temperatura tra 240 e 270 gradi, e di avere più tempo per modellare lo stagno senza bruciarlo. Per usare correttamente questo saldatore, devi portarlo al massimo del calore, poi passarlo sulle parti da saldare per preriscaldarle, e infine squagliare la quantità di stagno che ti serve, lasciandolo cadere sulla legatura.
A questo punto lo devi spegnere, aspettare qualche secondo, e poi spalmare lo stagno. Solo la pratica ti aiuterà a capire i giusti tempi di attesa, e quando amalgamare lo stagno.
In alcuni modelli di questo saldatore trovi, ancorato dietro il manico, o collegato a qualche altro punto della struttura, anche un rocchetto con il filo di stagno, che viene distribuito automaticamente quando premi il pulsante.
Saldatore a bassa tensione
Il saldatore a bassa tensione, invece di avere una resistenza interna direttamente collegata alla 220 V di casa, viene alimentato da un trasformatore, che ti consente di regolare, con una manopola, la tensione da inviare alla resistenza e, quindi, la corrispondente temperatura di fusione. La manopola in genere è graduata secondo la scala delle temperature. Con questo tipo di saldatore puoi squagliare lo stagno e saldare quasi contemporaneamente, lavorando direttamente sulla legatura. Ottimo per legature su punti particolarmente delicati, questo saldatore ha l’inconveniente, se scegli una temperatura troppo bassa, di non riuscire a sciogliere adeguatamente lo stagno. Un problema che, invece, non si pone sul saldatore a riscaldamento rapido o a pistola.
Saldatore a pistola o a riscaldamento rapido
Il saldatore a pistola o a riscaldamento rapido è caratterizzato da un pulsante che gli invia la corrente solo quando è premuto, e riscalda la sua punta molto rapidamente. Decisamente più ingombrante, e meno maneggevole degli altri modelli, questo saldatore è estremamente utile quando si tratta di fondere grandi quantità di stagno, o di fare dei lavori prolungati. Quando lavori con questo tipo di saldatore, devi tenere d’occhio continuamente la velocità con la quale lo stagno si rapprende, e riaccenderlo appena si solidifica.
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La resa ottimale comunque, in tutti i tipi di saldatore a stagno, si ottiene tenendo la punta sempre pulita dai residui della stagnatura, perché lo stagno raddensato sulla parte saldante crea uno strato isolante che riduce la sua capacità di riscaldarsi.
Per pulire la punta del saldatore bisogna agire quando questo è appena caldo, intorno a 40 o 50 gradi, passandoci sopra una spugna bagnata, eliminare con attenzione tutti i residui, ed asciugarla, prima di cominciare a saldare.
Come Saldare a Stagno
Per saldare a stagno bisogna fare molta attenzione ed agire con grande delicatezza, perché si lavora a temperature comunque molto elevate, e la possibilità di rovinare un componente, o una piastra, è molto frequente, soprattutto se mancano pratica ed esperienza. Infatti si lavora quasi sempre su dei componenti estremamente delicati, come resistenze, condensatori e transistor, che, se vengono sottoposti a temperature troppo alte, si bruciano e diventano inutilizzabili. Ancora più delicate sono le saldature sui circuiti stampati, perché devono essere estremamente rapide, e limitarsi alla zona della piazzola interessata, facendo anche attenzione, se questa è molto sottile, a non perforarla col calore.
In questi casi la soluzione ideale è quella di preriscaldare la piazzola, avvicinando il saldatore alla parte, e solo dopo fare colare l’esatta quantità di stagno occorrente. Infatti, se la colatura è eccessiva si rischia di provocare una saldatura grassa, mentre una quantità insufficiente produce una saldatura magra, inibendo la stabilità della connessione. Ancora più delicato è il lavoro di saldatura sulla doppia faccia della piazzola, perché devi fare in modo che una piccola quantità di stagno coli anche sul retro, attraversando il foro, e, alla fine, controllarne la riuscita. Vediamo come.
Se il lavoro è stato eseguito correttamente, la superficie saldata deve apparire liscia e brillante, priva di fori e crepature, o di cristallizzazioni o grumi. Infatti, in caso di imperfezioni, o si sono mossi i capi di fusione durante il processo o non è stato applicato correttamente il saldatore, e quella che ottieni è una saldatura fredda, cioè che funziona male. Ma può succedere anche il contrario, e cioè che la saldatura appaia di colore grigio sporco, a causa di un surriscaldamento eccessivo che la rende instabile. In questo caso, e cioè di saldatura calda, devi ripassare la punta del saldatore, aggiungendo se occorre anche stagno in superficie.
Vediamo più nel dettaglio la procedura da seguire
-Riscaldamento delle Parti
Applicare la punta del saldatore sulle due parti da unire, in modo da avere la massima superficie di contatto, fra la punta stessa e le due parti di rame, attendere alcuni secondi.
-Trasferimento Termico
Aggiungere una piccola quantità di lega saldante per migliorare il trasferimento termico fra punta e parti da saldare (la lega fondendo aumenta la zona di contatto).
-Corretto Riscaldamento
Attendere ancora alcuni secondi per avere un corretto riscaldamento delle partì da unire (anch’esse devono raggiungere la temperatura di 240-350 °C per permettere la fusione della lega che si andrà ad aggiungere in seguito).
-Applicazione del Filo di Stagno
Applicazione del filo, il flussante fonde per primo e “flussa” (pulisce) le zone da unire, proseguire finché non sarà apportata la necessaria quantità di lega per la saldatura.
-Distacco del Filo di Stagno
Togliere il filo, mantenendo ancora per qualche secondo la punta del saldatore, per avere una “bagnatura” corretta delle superfici.
-Rimozione della Punta del Saldatore
Rimuovere la punta del saldatore, lasciando così raffreddare naturalmente la saldatura (senza cioè soffiare per raffreddarla) e soprattutto senza muovere le due partì fino al completo raffreddamento.
Come Dissaldare una Saldatura
In caso di saldatura riuscita male, è meglio dissaldare i componenti per risaldarli successivamente in maniera corretta. Anche la dissaldatura è un processo delicato, da effettuare con attenzione. La prima cosa da fare, per togliere lo stagno insieme al rimanente materiale di saldatura, è riscaldarlo punto per punto, e aspirarlo con una pompetta a stantuffo, o con una treccia di assorbimento.
Per dissaldare devi prima portare lo stagno al punto di fusione, poi applicare la pompa a stantuffo, che lo risucchia liberando la parte. In alternativa alla pompetta puoi usare una trecciola di fili di rame che, poggiata sullo stagno fuso, lo assorbe per capillarità e lo trattiene. Un lavoro certosino, da fare scaldando ogni singolo coccio di saldatura, fino alla rimozione definitiva dello stagno, prima di ricominciare a saldare.
