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Aug 13, 2023

Opciones para alambre de estañado

Como cualquier habilidad de montaje, la soldadura manual de cables se puede aprender mediante una formación adecuada. Esta capacitación comienza enseñando a la persona cómo pelar, estañar y soldar limpiamente el cable a un conector, PCB

Como cualquier habilidad de montaje, la soldadura manual de cables se puede aprender mediante una formación adecuada. Esta capacitación comienza enseñando a la persona cómo pelar, estañar y soldar limpiamente el cable a un conector, PCB o terminal.

El alambre de estañado es una parte esencial de la preparación para soldar. Cuando se hace correctamente, mejora el rango de temperatura de funcionamiento, la resistencia al agua y la resistencia mecánica del alambre de cobre desnudo. También evita que los hilos conductores se deshilachen al conectar un cable pelado a un sitio de terminación.

El estañado manual es un proceso sencillo de tres pasos. Después de torcer suavemente todos los hilos conductores, el trabajador aplica una fina capa de fundente a los hilos y luego una fina capa de compuesto de soldadura.

Este compuesto contiene estaño-plomo o no contiene plomo (estaño-plata-cobre) y se puede aplicar sumergiendo el extremo del alambre en un crisol calentado (700 a 800 F) o usando alambre de soldadura en bobina junto con un soldador caliente. . Después del estañado, el extremo del alambre tratado es de color plateado y de apariencia suave y uniforme. Se seca rápidamente y luego se suelda en su lugar.

"En muchas instalaciones de procesamiento de alambre, el estañado manual de alambre es bastante común", dice Rob Boyd, gerente senior de productos de Schleuniger Inc. "Verá trabajadores sumergiendo alambre regularmente en recipientes de soldadura para realizar el estañado".

La práctica de estañar alambre ha existido desde que la gente realizaba soldadura manualmente. La razón es simple: el alambre estañado mejora la conexión de soldadura entre el alambre y el terminal.

En los últimos años, los proveedores han desarrollado equipos que estañan automáticamente el alambre. Una máquina automatizada puede incluso equiparse con un dispositivo de monitoreo que utiliza una cámara para inspeccionar el área del alambre estañado y verificar si está dentro de la tolerancia. El mejor método para una aplicación depende de factores como el volumen de producción, el tamaño del cable, el espacio disponible y el presupuesto.

Inicialmente, el estañado se utilizaba para proteger el conductor de cobre de la corrosión debida a la reacción química con los iones de azufre en el aislamiento del cableado. Desde entonces, la química moderna ha creado un aislamiento de cableado más estable y, por lo general, no es necesario estañar sólo para evitar la corrosión desde el interior.

La excepción a esta regla es el aislamiento de los cables eléctricos que contiene azufre, que está hecho de polietileno clorosulfonado y aún requiere estañado para proteger el cable de cobre de la corrosión causada por el azufre. Otros entornos corrosivos y hostiles donde el estañado protege eficazmente a los conductores de cobre son las instalaciones marinas e industriales, como las operaciones de tratamiento de agua y pulpa.

Las investigaciones muestran que los conductores estañados tienen una vida útil casi 10 veces mayor que la del cable desnudo, y que el estañado de un cable mejora su soldabilidad inicialmente. Sin embargo, con el tiempo, la migración de estaño y cobre y la oxidación del estaño pueden degradar la soldabilidad y conductividad del estaño.

Otro beneficio del estañado es la asequibilidad del material. Las aleaciones de estaño-plomo y estaño-plata-cobre cuestan mucho menos que el níquel y la plata.

Además, el alambre estañado produce una unión soldada con mejores capacidades térmicas y eléctricas que cuando se realiza sobre cobre desnudo. Esto es especialmente importante al soldar cables a conectores eléctricos, circulares y otros conectores militares D-Sub, o al unir dos extremos de cables estañados o un extremo de cable al área expuesta central de otro cable.

Otra aplicación común implica soldar los extremos estañados de uno o más cables en sitios de terminación específicos. El desafío es asegurarse de no romper el otro extremo de cada cable, que está engarzado en un terminal o encerrado y sobremoldeado en un conector.

Los compuestos de soldadura con y sin plomo todavía se utilizan para estañar, aunque la mayoría de las industrias requieren el uso de material sin plomo, según las normas de OSHA. Una excepción es la industria aeroespacial. Los fabricantes aeroespaciales exigen el uso de soldadura con plomo porque la soldadura sin plomo a menudo forma proyecciones en forma de bigotes en piezas ensambladas que permanecen inactivas o almacenadas durante largos períodos de tiempo.

Es importante señalar que las terminaciones engarzadas de alambre estañado han sido y siguen siendo un área de disputa. Tanto la sección 5.1.3 de IPC-J-STD-001 Rev E como la sección 4.4 de IPC/WHMA-A-620. Los estándares recomiendan que no se utilice alambre estañado en terminaciones engarzadas, debajo de tornillos (como en bloques de terminales) o al formar empalmes de malla. El razonamiento detrás de estos estándares es que la presión hacia abajo proveniente del engarce, tornillo o empalme romperá la unión de soldadura. Esto, a su vez, puede dejar una abertura dentro de los hilos, que luego se vuelven susceptibles a la vibración, el aflojamiento y la corrosión. El alambre sin estañar también proporciona una mejor unión hermética al gas.

“Aunque no es una práctica estándar, algunos fabricantes engarzan alambre estañado en terminales”, dice Erich Moeri, gerente de ingeniería de ventas técnicas de Komax Corp. “El principal problema con esto es que la soldadura distorsiona los datos obtenidos durante el monitoreo de la fuerza de engarce. El monitor busca un contacto de cobre claro en el terminal, pero el estañado impide que el monitor determine con precisión si el engarce es bueno o malo”.

Los procesos de estañado manuales y automatizados tienen ventajas e inconvenientes específicos. El método manual es sencillo, pero sólo práctico para producciones de bajo volumen. Esto se debe a que la calidad y la precisión pueden variar de un trabajador a otro, e incluso del mismo trabajador desde el principio hasta el final de su turno.

El estañado de cables automatizado es más complejo y costoso, pero garantiza una cobertura repetible y uniforme en grandes cantidades de cables. Boyd dice que todos los cables estañados en equipos automatizados están inmediatamente listos para soldarse en un sitio de terminación.

Introducidas hace más de 30 años, las máquinas de estañado automatizadas cuentan con bombas que bombean fundente y sueldan en ubicaciones separadas en una corriente que fluye hacia abajo. Una pinza incorporada agarra el cable y lo mueve secuencialmente hacia ambas estaciones para dejar una capa de soldadura en el cable.

Desde principios de la década de 1990 hasta principios de la década de 2000, Komax produjo estaciones de estañado automatizadas personalizadas para los clientes según demanda. Luego, en 2003, la empresa presentó su módulo eléctrico IOC785 como una opción para máquinas automatizadas de corte, desforre y engarzado. El módulo se encuentra después de la función de pelado de cables.

El operador enciende la unidad para que se caliente su recipiente de hojalata. Después de cerrar el escudo de seguridad del módulo, la bomba de velocidad variable de la unidad produce un flujo constante de compuesto de soldadura que fluye hacia abajo hacia un depósito.

El estañado se produce en unos pocos segundos e implica pinzas preprogramadas que agarran un cable, hacen girar rápidamente su extremo pelado a través del recipiente de fundente y luego pasan rápidamente el extremo del cable a través de la soldadura que fluye.

La velocidad ajustable de la bomba y el control preciso de la temperatura garantizan un estañado repetible y de alta calidad de todos los cables trenzados. Igualmente beneficioso es un canal de bomba especialmente diseñado, que optimiza el flujo de soldadura para que haya una formación mínima de escoria. El módulo también permite el uso de estaño sin plomo para limitar el desgaste de los componentes, cuenta con accesorios de cambio rápido para una instalación rápida y eficiente y se puede desmontar sin herramientas. Este último beneficio reduce drásticamente el tiempo de limpieza.

En 2017, Komax presentó el módulo de fundente y estañado X1585, que ofrece un estañado versátil sin plomo de los extremos de los hilos. El módulo viene con una variedad de boquillas de estañado para cubrir un amplio espectro de aplicaciones. Cada boquilla se puede desmontar durante el funcionamiento.

La estación de fundente es compacta e integrada de serie, mientras que el contenedor de soldadura es fácilmente accesible desde cualquier máquina procesadora de alambre totalmente automática. Según Moeri, el X1585 funciona mejor cuando se combina con el módulo de torsión de hilos X1582 de la empresa. Dice que los extremos retorcidos de los hilos aumentan la precisión del estañado.

Schleuniger presentó su primer módulo de fundente y estañado, el STS 1000, en 2006. En 2012 se lanzó al mercado una versión mejorada, el STS 1100, principalmente para ayudar a los usuarios finales a adaptarse al estándar ROHS que requiere el uso de soldadura sin plomo para aplicaciones de estañado. El STS 1100, al igual que su predecesor, permite al operador programar todos los parámetros de fundente y estañado.

Según Boyd, el STS 1100 realiza rápidamente el fundente y el estañado de extremos de cables pelados (conductor trenzado o coaxial) con una sección transversal de hasta 14 AWG y una longitud de estañado de hasta 0,2 pulgadas. El equipo opcional permite que el módulo procese cables de hasta 12 AWG y una longitud de estañado de hasta 0,39 pulgadas. Además, este módulo se puede utilizar con la máquina torsionadora de hilos STW 1100 de la empresa.

"La versión mejorada permite a los operadores programar exactamente qué tan rápido y hasta qué punto el extremo del cable pelado entra y sale de la boquilla de fundente y la cascada de soldadura", señala Boyd. "El caño y la cascada están montados uno al lado del otro, a sólo dos pulgadas de distancia".

El tiempo de ciclo corto es un beneficio clave del STS 1100. Boyd dice que el cable de 14 o 12 AWG se puede procesar a una velocidad de 1200 piezas por hora. El alambre más pequeño se puede procesar a una velocidad de hasta 2000 piezas por hora. Sin embargo, la tarifa real dependerá de la aplicación.

"El mantenimiento es el mayor desafío de las máquinas de estañado y fundente automatizadas", dice Boyd. “Muy a menudo, los operadores utilizan la configuración más rápida posible para maximizar el rendimiento de la máquina. Esto da como resultado un fundente pegajoso y una soldadura que no se ha solidificado completamente en el cable que se lanza alrededor de la máquina. Por lo tanto, es necesario incrementar los esfuerzos de mantenimiento para mantener limpia la máquina”.

Moeri afirma que algunos fabricantes utilizan el X1585 junto con el monitor de tira X1240 de la empresa, que viene con una cámara. Cada cable pasa por la cámara, que inspecciona rápidamente el área estañada para verificar si está dentro de la tolerancia.

“En caso contrario, una función integrada de 'corte de piezas defectuosas' vuelve a cortar automáticamente el extremo del cable unos 10 o 15 milímetros antes de reprocesarlo y volver a estañarlo”, explica Moeri. “Luego, el monitor informa al operador cuántos cables se cortaron y dejaron en paz por lote. Además, el operador puede programar el monitor para que le notifique si aparecen sucesivos cables defectuosos para que pueda detenerse e inspeccionar el equipo”.

Jim es editor senior de ASSEMBLY y tiene más de 30 años de experiencia editorial. Antes de unirse a ASSEMBLY, Camillo fue editor de PM Engineer, Association for Facilities Engineering Journal y Milling Journal. Jim tiene un título en inglés de la Universidad DePaul.