Selecionar o ponto de fusão correto da solda é crucial para o sucesso do seu projeto. A soldagem envolve o uso de uma liga metálica fusível para unir duas ou mais peças metálicas. O ponto de fusão da solda – a temperatura na qual ela passa de sólida para líquida – varia de acordo com a composição da liga. Aqui está um guia para ajudá-lo a fazer a melhor escolha para suas necessidades.
Compreendendo a solda
Primeiro, vamos entender o que é solda. A solda é uma liga metálica fusível usada para unir peças metálicas. O ponto de fusão da solda é a temperatura na qual ela se transforma de sólido em líquido. Esta temperatura varia dependendo da composição da liga de solda.
Mais comumente, a solda é feita de uma combinação de metais como estanho, chumbo, prata e cobre. Cada metal tem um ponto de fusão diferente e, ao misturá-los em proporções diferentes, os fabricantes criam soldas com pontos de fusão específicos, adequados para diversas aplicações.
Qual é o ponto de fusão da solda?
Os pontos de fusão da solda normalmente variam de 90 a 450°C (190 a 840°F; 360 a 720 K), dependendo da liga. Esta ampla gama reflete as diversas aplicações e requisitos de soldagem em diversos setores.
- Ligas Comuns: As ligas de solda usadas com mais frequência fundem entre 180 e 190°C (360 e 370°F; 450 e 460 K). Isso inclui tipos populares como estanho-chumbo e certas soldas sem chumbo.
Tipos comuns de solda e seus pontos de fusão
O ponto de fusão da solda pode variar significativamente dependendo da sua composição.
Pontos de fusão de solda à base de chumbo
Soldas à base de chumbo, geralmente uma mistura de estanho e chumbo (geralmente nas proporções 60/40 ou 63/37), têm sido o padrão da indústria há muitos anos. A solda 63/37 derrete a 183°C (361°F), tornando-a uma escolha popular para eletrônicos devido ao seu ponto de fusão relativamente baixo e excelentes características de fluxo. No entanto, devido a preocupações de saúde e ambientais, a sua utilização diminuiu em favor de alternativas sem chumbo.
| tipo mais antigo | Composição | Ponto de fusão (° C) | Ponto de fusão (°F) |
|---|---|---|---|
| Solda Estanho-Chumbo 60/40 | 60% estanho, 40% chumbo | 183-190 | 361-374 |
| Solda Estanho-Chumbo 63/37 | 63% estanho, 37% chumbo | 183 | 361 |
| Solda sem chumbo SAC305 | 96.5% Estanho, 3% Prata, 0.5% Cobre | 217-221 | 423-430 |
| Solda estanho-prata sem chumbo | 96.5% estanho, 3.5% prata | 221 | 430 |
| Solda sem chumbo estanho-cobre | 99.3% estanho, 0.7% cobre | 227 | 441 |
| Solda de baixa temperatura à base de bismuto | 58% Bismuto, 42% Estanho | 138 | 280 |
| Solda de alta temperatura (prata) | 93.5% Chumbo, 5% Estanho, 1.5% Prata | 296 | 565 |
| Solda prateada | 62% estanho, 36% chumbo, 2% prata | 179-190 | 354-374 |
| Solda estanho-chumbo-antimônio | 62% Estanho, 36% Chumbo, 2% Antimônio | 178-190 | 352-374 |
| Solda de alta temperatura à base de níquel | Liga de níquel | 450+ | 842+ |
Pontos de fusão de solda sem chumbo
Em resposta às restrições à solda à base de chumbo, alternativas sem chumbo tornaram-se populares. Normalmente contêm estanho misturado com pequenas quantidades de prata, cobre ou bismuto. As soldas sem chumbo geralmente têm pontos de fusão mais elevados, geralmente variando de 217°C a 227°C (423°F a 441°F).
Aqui está uma análise de várias composições de solda sem chumbo e suas temperaturas de fusão:
| Composição da liga de solda (% em peso) | Detalhe da composição | Temperatura de fusão (°C) | Temperatura de fusão (°F) |
|---|---|---|---|
| 97% In/3% Ag | Índio-Prata | 143 ° C | 289 ° F |
| 95.5% Sn/3.9% Ag/0.6% Cu | Estanho-Prata-Cobre | 217 ° C | 423 ° F |
| 95% Sn/5% Sb | Estanho-antimônio | 232 ° C - 240 ° C | 450 ° F - 464 ° F |
| 95% Sn/5% Ag | Estanho-Prata | 221 ° C - 240 ° C | 430 ° F - 464 ° F |
| 95.6% Sn/3.5% Ag/0.9% Cu | Estanho-Prata-Cobre | 217 ° C | 423 ° F |
| 65% Sn/25% Ag/10% Sb | Estanho-Prata-Antimônio | 233 ° C | 451 ° F |
| 91% Sn/9% Zn | Estanho-Zinco | 199 ° C | 390 ° F |
| 95% Zn/5% Al | Zinco-Alumínio | 382 ° C | 720 ° F |
| 58% Bi/42% Sn | Bismuto-Estanho | 138 ° C | 280 ° F |
| 97% Sn/2% Cu/0.8% Sb/0.2% Ag | Estanho-Cobre-Prata | 226 ° C - 228 ° C | 439 ° F - 442 ° F |
| 95.5% Sn/3.5% Ag/1% Zn | Estanho-Prata-Zinco | 218 ° C - 221 ° C | 424 ° F - 430 ° F |
| 96% Sn/4% Ag | Estanho-Prata | 221 ° C - 225 ° C | 430 ° F - 437 ° F |
| 91.5% Sn/8.5% Sb | Estanho-antimônio | 232 ° C - 240 ° C | 450 ° F - 464 ° F |
| 97.5% Sn/2.5% Ag | Estanho-Prata | 221 ° C - 226 ° C | 430 ° F - 439 ° F |
| 97% Sn/3% Cu | Estanho-Cobre | 227 ° C - 300 ° C | 441 ° F - 572 ° F |
Seleção Baseada em Aplicativo
- Processos de alta temperatura: Considere usar soldas com pontos de fusão mais altos, como 95% Sn/5% Sb (232°C – 240°C / 450°F – 464°F) ou 95% Zn/5% Al (382°C / 720°F) para suportar vários ciclos térmicos sem refluir a solda inicial.
- Processos de baixa temperatura: Para componentes termicamente sensíveis, use soldas com pontos de fusão mais baixos, como 97% In/3% Ag (143°C / 289°F) ou 58% Bi/42% Sn (138°C / 280°F) para evitar danos.
Pontos de fusão da solda de prata
A solda de prata, também conhecida como solda dura, contém uma porcentagem maior de prata e é usada em aplicações de alta resistência, como fabricação de joias ou encanamento. Tem um ponto de fusão muito mais alto, muitas vezes excedendo 600°C (1112°F). Este tipo de solda requer mais calor, mas proporciona juntas muito fortes, ideais para aplicações onde a durabilidade é crítica. (Se você quiser saber mais sobre o ponto de fusão da prata, por favor clique aqui)
Pontos de fusão da solda de cobre
Com um ponto de fusão de cerca de 1083°C (1981°F), a solda de cobre é usada para aplicações de alta temperatura. É menos comum para tarefas gerais de soldagem, mas essencial em setores específicos como HVAC. (Se você quiser saber mais sobre o ponto de fusão do cobre, por favor clique aqui)
Por que optar pela solda de liga de ouro em vez da solda de liga de chumbo?
Soldas de liga de ouro, como Au80Sn20, são frequentemente escolhidas em vez de soldas à base de chumbo devido ao seu desempenho superior em altas temperaturas. As soldas à base de chumbo, com ponto de fusão de 327°C, perdem resistência acima de 245°C, o que pode ser problemático durante processos de alta temperatura. Em contraste, Au80Sn20, com ponto de fusão de 280°C, mantém melhor sua resistência em condições semelhantes.
Isso torna as soldas de liga de ouro ideais para aplicações que envolvem processos de montagem final, como soldagem por refluxo ou por onda, que ocorrem em torno de 250-260°C. Eles garantem juntas confiáveis e duráveis, mesmo diante de possível superaquecimento, ao contrário das soldas à base de chumbo, que podem ficar muito moles.
Por que escolher uma liga eutética em vez de uma liga não eutética?
As ligas eutéticas derretem e solidificam em uma única temperatura, permitindo uma soldagem mais rápida e eficiente e uma fixação mais simples. Isto leva a uma ótima qualidade de junta e economia de custos. As ligas não eutéticas, entretanto, passam por uma fase sólido-líquida durante o resfriamento, aumentando o risco de trincas a quente e exigindo ajustes de processo mais complexos. Portanto, as ligas eutéticas são preferidas pela sua velocidade e confiabilidade na soldagem.
Qual solda deve ser usada?
A seleção de uma liga de solda depende de dois critérios principais: o ponto de fusão da solda e quaisquer processos térmicos subsequentes. Para processos que envolvem múltiplas etapas térmicas, uma solda de alta temperatura, como uma liga com alto teor de chumbo (Pb) que derrete em torno de 300°C, pode ser usada primeiro. Isso permite a soldagem subsequente com ligas de temperatura mais baixa, como estanho prata (SnAg) a 220°C e solda à base de índio a 150°C, proporcionando flexibilidade sem comprometer a integridade do dispositivo.
Por outro lado, para aplicações que envolvem componentes termicamente sensíveis, uma solda de baixa temperatura é essencial. Estas soldas, com pontos de fusão abaixo de 150°C e às vezes tão baixos quanto 100°C, protegem componentes delicados contra danos causados pelo calor. A escolha da solda é fundamentalmente determinada pelo seu ponto de fusão para atender aos requisitos térmicos específicos do processo.
Fatores a serem considerados ao escolher a solda
Ao selecionar o ponto de fusão de solda correto para o seu projeto, considere os seguintes fatores:
Sensibilidade dos Componentes
Os componentes que você está soldando determinarão o ponto de fusão da solda. Componentes eletrônicos sensíveis, por exemplo, podem ser danificados por altas temperaturas, tornando preferível uma solda de baixo ponto de fusão. Por outro lado, projetos de encanamento e metalurgia podem se beneficiar de soldas de alto ponto de fusão que proporcionam ligações mais fortes.
Ambiente Aplicação
Considere o ambiente em que a junta soldada será utilizada. Soldas de alto ponto de fusão são mais adequadas para ambientes de alta temperatura, pois mantêm melhor sua integridade sob calor. Por exemplo, aplicações automotivas ou aeroespaciais geralmente exigem soldas que possam suportar temperaturas elevadas.
Força conjunta
A resistência necessária da junta soldada é outro fator crucial. Soldas de alto ponto de fusão, como a solda de prata, criam ligações muito fortes, tornando-as ideais para aplicações mecânicas onde a junta estará sob tensão. Para aplicações menos exigentes, uma solda padrão sem chumbo ou à base de chumbo pode ser suficiente.
Requisitos regulamentares
Em alguns casos, os regulamentos influenciarão a escolha da solda. Muitos países têm restrições ao uso de solda à base de chumbo devido à sua toxicidade. Familiarize-se com os regulamentos locais para garantir a conformidade.
Por que o ponto de fusão da solda é importante?
O ponto de fusão da solda é crucial porque determina as temperaturas nas quais a solda derreterá e solidificará. Isto afeta o processo de soldagem de diversas maneiras:
- Compatibilidade de Processo: O ponto de fusão da solda deve estar alinhado com os limites térmicos dos componentes e materiais envolvidos para evitar danos.
- Soldadura por refluxo: Soldas com ponto de fusão mais alto permitem múltiplas etapas de soldagem sem refluir as juntas anteriores, essencial para montagens complexas.
- Sensibilidade térmica: Soldas de baixo ponto de fusão são necessárias para componentes sensíveis à temperatura para evitar superaquecimento e danos.
- Confiabilidade Conjunta: Os pontos de fusão adequados garantem juntas de solda fortes e duráveis que podem suportar tensões operacionais sem falhas.
A seleção da solda certa com base no seu ponto de fusão garante processos de soldagem eficientes, seguros e confiáveis.
Especificações e requisitos do projeto
Cada projeto tem seus próprios requisitos exclusivos, e compreendê-los orientará sua escolha de solda:
- Projetos Eletrônicos: Para a maioria dos eletrônicos, uma solda de baixo ponto de fusão, como o tradicional estanho-chumbo 60/40, ou alternativas sem chumbo como SAC305 (96.5% de estanho, 3% de prata, 0.5% de cobre) são comuns. Essas soldas são fáceis de trabalhar e minimizam o risco de danos causados pelo calor em componentes sensíveis.
- encanamento: Para encanamentos, a solda sem chumbo é obrigatória devido às regulamentações de saúde. Procure soldas rotuladas para encanamento para garantir que atendam aos padrões de segurança.
- Fabricação de joias: Para trabalhos finos e detalhados, como joias, a solda de prata é frequentemente usada devido à sua resistência e alto ponto de fusão, proporcionando juntas duráveis e esteticamente agradáveis.
Dicas práticas para soldagem
Agora que você sabe como escolher a solda certa, aqui vão algumas dicas práticas para garantir o sucesso em seus projetos de soldagem:
- Superfícies limpas: Certifique-se de que as superfícies a serem soldadas estejam limpas e livres de oxidação ou contaminantes. Use uma lixa fina ou uma escova de aço, se necessário.
- Usar Fluxo: O fluxo é essencial para prevenir a oxidação e garantir uma ligação forte. Muitas soldas vêm com núcleo de fluxo, mas pode ser necessário fluxo adicional para materiais desafiadores.
- Aquecimento adequado: Use o ferro de solda ou tocha correto para o trabalho. Certifique-se de que esteja pré-aquecido na temperatura correta para a solda escolhida. Aplique calor à junta, não diretamente à solda, e deixe a solda fluir para dentro da junta.
Considerações finais da análise do Fortune Dragon
Escolher o ponto de fusão de solda correto envolve equilibrar as necessidades de seus componentes, o ambiente operacional e os requisitos regulatórios. Compreender as propriedades dos diferentes tipos de solda e suas aplicações o ajudará a tomar uma decisão informada, resultando em juntas soldadas confiáveis e duráveis. Boa soldagem!
Ao considerar esses fatores e dicas, você pode garantir a seleção da solda certa para o seu projeto, levando a um melhor desempenho e confiabilidade do seu produto final.
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Perguntas frequentes
O ponto de fusão da solda 50/50, que consiste em 50% de estanho e 50% de chumbo, é de aproximadamente 190°C (374°F). Este tipo de solda é frequentemente usado em diversas aplicações eletrônicas e hidráulicas.
O ponto de fusão da solda 60/40, que consiste em 60% de estanho e 40% de chumbo, é de cerca de 183°C (361°F). Esta solda é comumente usada em eletrônica e soldagem em geral devido às suas características confiáveis e fáceis de trabalhar.
O ponto de fusão da solda 63/37, que consiste em 63% de estanho e 37% de chumbo, é de aproximadamente 183°C (361°F).
A solda de encanamento normalmente derrete em torno de 215°C a 230°C (419°F a 446°F). As opções sem chumbo geralmente derretem entre 230°C e 250°C (446°F e 482°F).
A solda dura, também conhecida como solda de prata ou solda de brasagem, tem um ponto de fusão que normalmente varia de 600°C a 850°C (1112°F a 1562°F).
A solda com o ponto de fusão mais baixo é normalmente solda à base de bismuto. Estas soldas podem ter pontos de fusão tão baixos quanto 138 ° C (280 ° F). As soldas à base de bismuto são usadas em aplicações onde é crucial minimizar a exposição ao calor, como em componentes eletrônicos delicados ou em ligações em baixa temperatura.
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Este artigo foi escrito por engenheiros da equipe da BOYI TECHNOLOGY. Fuquan Chen é engenheiro e especialista técnico com 20 anos de experiência em prototipagem rápida e fabricação de peças metálicas e plásticas.
