Informe Final Soldadura y Empalme

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA)

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA

INFORME FINAL DE ELECTROTECNIA SOLDADURA Y EMPLAME

ALUMNOS: 1) 2) 3) 4) 5)

ALVARO MAURICIO MENA FLORES GERMAN CALLE HUAMANI JUAN RENATO ALEJANDRO COTRINA ARIAS MICHAEL NIEVES LEGUIA JEINNER CANELO ROMANI

LIMA - PERU AÑO 2011

INFORME FINAL DE SOLDADURA Problemas propuestos 1) Explique cómo realizaría los empalmes electrónicos. ¿Qué materiales y herramientas requiere para este trabajo? El empalme eléctrico se define como la unión de dos secciones de cable, enrollando las puntas de ambas y luego recubriéndolas con cinta aislante. Se trata de una técnica provisional muy utilizada dentro de las rutinas domésticas que tengan que ver la reparación o el mantenimiento de aparatos instalaciones, e incluso en las instalaciones de reciente puesta en marcha. Es peligroso realizar un empalme si no conocemos bien la metodología. Así pues, vamos a resumir en unos sencillos pasos cómo desempeñar esta tarea con garantías y evitando accidentes. a) El primer paso consiste en cortar los diferentes cables que van a ser unidos por un empalme. Para aumentar la seguridad y los posibles cortocircuitos, realizaremos esta operación teniendo en cuenta que cada cable tiene que ser cortado a diferente altura. Con el paso del tiempo, la cinta aislante puede deteriorarse o el pegamento de la misma puede ser de baja calidad. Si cortamos los cables con varias medidas, evitaremos que los mismos se junten aunque la cinta que los une ceda. b) Otro aspecto a considerar es el que alude a la altura a la que se corte cada cable. Es importante que dicha altura permita que los cables estén lo suficientemente separados para que, cuando procedamos a realizar el empalme, éstos no entren en contacto. c) La siguiente operación que tenemos que realizar es la de pelar los cables. Para ello, simplemente debemos retirar el plástico aislante que les rodea. La herramienta que necesitamos para llevar a cabo este fin puede ser bien una tijera de electricista, bien un pelacables. d) Para finalizar, solamente nos resta el proceder a la unión de los hilos. Debemos cubrir cada hilo con su correspondiente trozo de cinta aislante. También le daremos una última vuelta con la cinta a la totalidad del cable con el objeto de dejarlo más recogido y eléctricamente aislado.

Clases de empalmes eléctricos Hay varios empalmes eléctricos para conductores de cobre instalados en edificios: • Unión Western: Usado para unir dos conductores que van a prolongarse. • Cola de rata: Es usado para derivaciones y prolongaciones. Se puede hacer con dos o más conductores. • Unión toma sencilla: Para derivar una línea de la línea principal. Para instalaciones a la vista. • Unión toma doble: Para derivar conductores del conductor principal, en un mismo punto. • Unión toma anudada: Para derivar una línea sacada de la principal. Se la conoce como toma de seguridad y se usa para instalaciones vistas. • Empalmes entre cables: Para cables gruesos, se entrelazan los hilos del conductor. Para cables delgados, se hace escalonado para evitar los cortocircuitos. Para derivar un cable duplex, se hacen dos uniones de toma sencilla, separados entre sí. • Empalmes entre cables y alambres: Para un empalme entre conductores gruesos, un cable y un alambre, se enrolla el conductor más delgado para que una los dos conductores. Para empalmar cables y alambres delgados se hace empalme de unión sujetadora.

Herramientas  Los Alicates

Los alicates para usos electrónicos los elegiremos de tal forma que nos sean lo más útiles posible. Alicates de punta redonda están particularmente adaptados para doblar extremos de hilos de conexión. Alicates de puntas planas (de superficie interna grabada o lisa). Alicates de puntas finas, curvadas. Finalmente, las llamadas pinzas de muelle, del todo similares a las que usan los coleccionistas de sellos, son muy útiles para sostener los extremos de los hilos de conexión en la posición adecuada durante la soldadura con estaño. Aquí vemos tres tipos de alicates de los más corrientes para el trabajo del electrónico.

El de puntas redondas es particularmente útil para hacer anillas en los extremos de los hilos de conexión, el de puntas curvas sirve para alcanzar lugares de difícil acceso y el de corte sirve para cortar conductores.

 Corta alambres Las tenazas cortaalambres o simplemente cortaalambres, son una herramienta que por presión hacen cortes limpios en cables o hilos metálicos. La mayoría de tenazas cortaalambres son portátiles, similares a los alicates usados en tareas de electrónica. De hecho, muchos tipos de alicates como las pinzas de punta, los alicates universales o el pelador de cable, están provistos de alguna especie de función cortaalambres. Otras tenazas cortaalambres son grandes herramientas neumáticas que se usan para cables más densos como las líneas de alta tensión. Algunas bayonetas modernas, poseen características cortaalambres que se usan para abrirse camino entre alambres de púas o de cuchillas en el campo de batalla. 

Pelacables sirven en principio para poder tener libre la parte metalica de un cable comun existen varios tipos de pelacables que se utilizan depende que cable se desee pelar al mismo tiempo que nos facilitan la tarea de usar cuchillas que no siempre son seguras.

2) En el trabajo de realizar puntas de prueba y conectores: 

¿Qué normas de seguridad considera? Primero debemos inspeccionar que contemos con cada uno de los elementos apropiados y detenidamente observados que este sin impureza alguna. Luego debemos de tener en cuenta que estamos usando herramientas que pueden causar daño alguno se recomienda tener una crema anti quemadura leve, debemos de tener en cuenta que la estética es importante.

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¿Cuál sería el procedimiento correcto para realizar una buena soldadura en esta técnica de acuerdo a lo experimentado? En este tipo de soldadura se recomienda el uso de Cautil en forma de lápiz para así tener una mejor comodidad en este tipo de soldadura a comparación de la pistola, se recomienda tener de manera clara y precisa el punto al cual se someterá la soldadura, esta soldadura durara 2 segundos como mínimo y posteriormente se debe mantener con cuidado y sin soplar para así evitar el oxidado prematuro que puede ocasionar la rotura instantánea de la soldadura.

Conclusiones: 

Mediante esta experiencia hemos podido analizar el desarrollo y construcción de cables con diferentes entradas y salidas.

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Hemos analizado de forma detallada el uso y la estructura del cable coaxial en todas sus dimensiones.

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Se ha establecido de forma correcta la asociación y el empalme de diferentes conectores con el cable coaxial.

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Hemos podido verificar el uso correcto de cada una de las estructuras de los cables ya establecidos en todo el proceso.

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Se ha podido establecer conexiones que en general son muy importantes en el paso de pequeñas cargas de corriente, y que además hoy en día son muy utilizados en el campo de las telecomunicaciones.

Tema: El tema a tratar en esta experiencia es el uso correcto y la elaboración de manera adecuada de cableados en general; en particular para esta clase han sido cocodrilococodrilo, banana-banana y cables coaxiales con salida de cable mellizo rojo y negro asociado a cocodrilos. Este tema es muy importante en el campo de las telecomunicaciones ya que se usan siempre este tipo de cableado ya que son los más económicos y a la misma vez los que poseen la mayor calidad y durabilidad del caso. Por este tema se comprende el uso de cada uno de los tipos de cableado algunos como los cocodrilo-cocodrilo y banana-banana son muy útiles ya que permiten el paso de la corriente mediante conductibilidad y otros como los cables coaxiales se generan para el uso de cargas mínimas, para diferentes casos de uso. Mediante las maquetas ya establecidas podemos observar cada uno de los pasos que se realizo para armar estos tipos de cableado.

3) En la soldadura de componentes electrónicos sobre tarjetas impresas se emplean los mismos materiales y herramientas que para soldar conectores? Si existe diga cuál es la diferencia y porqué. En la soldadura de circuitos impresos si hay diferencias con las soldaduras normales, pues se requiere un posicionamiento suave y preciso, seguido por una cantidad específica de fuerza, esto para asegurar un soldado preciso. Los actuadores SMAC se utilizan para este tipo de aplicaciones. Las unidades suministradas combinan una función de programación lineal y rotativa junto con la capacidad única de SMAC de programar la fuerza. Esto permite a los actuadores que se posicionen suavemente sobre la superficie, y entonces apliquen una fuerza precisa programada. Todo esto, junto con la capacidad de vacío, el cuál es incorporado en una unidad robusta, lista para instalarse. La soldadura de tarjetas impresas utiliza un actuador eléctrico moviéndose éste hacia la posición de sujeción, para posteriormente colocarse suavemente sobre una superficie desconocida, sin impactarse o dañarla, esto con una fuerza controlada de menos de 10 gramos. La tarjeta se sujeta y se mueve para saber si existe algún ángulo de distorsión, esto, a través de una cámara de visión. Si cualquier otro movimiento se requiere para compensar el ángulo distorsionado, se utiliza el motor rotativo integrado. El actuador SMAC mueve entonces la tarjeta hacia la posición de soldadura y la coloca en una charola, utilizando nuevamente la función única de SMAC: Soft-landing. La soldadura se realiza de acuerdo con el tamaño de la tarjeta, utilizando 3 kg, 3.5 kg o 4 kg de fuerza, dependiendo del requerimiento exacto, utilizando el modo de fuerza programable con un rango de fuerza de 0.1 N a 40 N. Un ciclo completo se realiza en tan sólo 2.2 segundos.

El actuador de bobina móvil SMAC es ideal para estas aplicaciones, ya que la fuerza lineal está libre y es totalmente programable, habilitando la soldadura para diferentes moldes. Adicionalmente, la orientación de la cámara puede desempeñarse con una precisión excepcional, debido al encoder de alta calidad integrado en el sistema. El tamaño compacto (62 mm x 85 mm x 45 mm), y la baja altura de la unidad SMAC, han sido diseñados para acoplarse a la cámara. La función de sujeción y colocación es habilitada a través del sistema de vacío, incorporado a través del vástago hueco del actuador. Especificaciones Técnicas Típicas para Soldadura de Circuitos Impresos    

Fuerza Máxima: 45 N Resolución lineal del encoder: Una micra Resolución rotativa del encoder: 19,456 CPR (Cuentas por revolución) Masa total: 1.1 kgf

4) ¿Cómo se debe realizar el soldado y desoldado de circuitos integrados y qué precauciones debe tener en cuenta para el éxito de este tipo de soldadura? A. Soldadura de circuitos integrados: Cada tipo de soldadura tiene un procedimiento distinto dependiendo de la ubicación y el tipo de componente a unir. Aquí nos centraremos en la soldadura de componentes o cables a la placa. Aunque cada disposición de las piezas puede requerir un cambio de postura, el procedimiento siempre será el mismo: Estañar la punta del soldador una vez limpia, colocar el soldador de modo que demos calor a las dos partes a unir, una vez calientes acercar algo de estaño a la unión de ambos componentes sin que llegue a tocar la punta del soldador Cada tipo de soldadura tiene un procedimiento distinto dependiendo de la ubicación y el tipo de componente a unir. Aquí nos centraremos en la soldadura de componentes o cables a la placa. Aunque cada disposición de las piezas puede requerir un cambio de postura, el procedimiento siempre será el mismo: Estañar la punta del soldador una vez limpia, colocar el soldador de modo que demos calor a las dos partes a unir, una vez calientes acercar algo de estaño a la unión de ambos componentes sin que llegue a tocar la punta del soldador (si el estaño funde será señal de que ambas piezas están a la temperatura adecuada) retirar la varilla de estallo comprobando que se ha dejado una cantidad adecuada del estaño fundido sobre los componentes a soldar (en caso necesario adicionar un poco más pero nunca en exceso) y retirar el soldador sin mover las partes, ni soplar, cuando vemos que el estaño fundido ha cubierto por completo la unión de ambos elementos.

Repetiremos el proceso con imágenes:  Acercar la punta del soldador en la unión de ambas piezas a soldar.

 En caso de ser otro tipo de terminal el proceso es el mismo. A los pocos segundos acercar la varilla de estaño a ambas piezas pero sin tocar la punta del soldador:

 Comprobar que la cantidad de estaño fundida es suficiente para un buen contacto entre ambas piezas y caso contrario añadir más. El estaño fundido tiene que "fluir", cubriendo ambas partes con una superficie cóncava y lisa, si rugosidades ni grumos. Tampoco debe rebosar invadiendo zonas que no nos interesen.

 Por último retiramos el soldador procurando que nada se mueva hasta que se enfríe de forma natural. El aspecto debe ser pulcro y brillante.

 Terminaremos cortando el terminal que sobra, dejándolo casi a ras de la superficie de estaño.

 Como recordatorio del proceso debemos memorizar esta imagen:

B. Desoldadura de circuitos integrados: Para desoldar circuitos integrados en SMD normalmente se necesita una estación de soldadura. Pero estas estaciones son muy caras y normalmente no tenemos una a mano cuando necesitamos retirar un componente de este tipo. Este es un método casero para retirar estos componentes, requiere un poco de práctica, así que es conveniente practicar en una placa inservible, antes de intentarlo con la que intentemos reparar. Este método estaría indicado para sustituir un componente estropeado por otro nuevo, no para reutilizar el componente, ya que el componente extraído normalmente se estropea. Empecemos, intentamos extraer un circuito integrado de este tipo:

Vamos a necesitar unos hilos de cobre de los que normalmente están formados los cables.

No serán muy finos ya que se romperían ni muy gruesos porque no entrarían entre el componente y la placa.

 Introducimos un hilo por debajo de las patillas entre el componente y la placa, y soldamos el extremo a un punto de soldadura cercano.

 Con cuidado vamos desplazando un soldador de punta fina sobre la patillas a la vez que tiramos del hilo para que este las levante y las suelte de las pistas.

 Quizás tengamos que repetir el proceso ya que a veces alguna patilla se vuelve a unir a la pista.  Repetimos el proceso por los cuatro lados, con cuidado de no levantar las pistas, para ello procuraremos no aplicar demasiado calor con el soldador.  Levantamos el componente poco a poco ayudándonos con el soldador si alguna patilla rebelde no se termino de soltar y ayudándonos con un poco de pasta se soldar o flux, limpiamos todas las pistas. Nos quedara algo como esto si lo hemos hecho bien.

Se puede ver que falta algún pad, pero son pads que no tiene pista, normalmente estos pads aguantan muy mal el calor y se desprenden, pero al no tener pista no tiene importancia.  Ahora ya podemos apoyar el nuevo componente, asegurándonos bien de que las patillas y la posición del componente sea la correcta, soldamos las patillas de las esquinas para asegurarlo y después con un soldador fino vamos tocando todas las patillas para acabar de soldarlo. Si nos encontramos con componentes de estos tipos:

Los de tipo 1 resultan imposibles de sustituir por métodos caseros, ya que aunque consiguiésemos retirarlo con un soldador de aire caliente, sería casi imposible recolocar el componente nuevo con la precisión suficiente para soldarlo correctamente. Y además al tener que calentarlo hasta que se suelte todo el componente, lo más probable es que dañásemos algún componente cercano. Este es un soldador de aire caliente que funciona con gas y resulta muy asequible.

Los de tipo 2 se puede intentar este método con un hilo más fino y paciencia, ya que será mucho más complicado hacer pasar al hilo por debajo de las patillas. Aquí si se podrá utilizar el método del soldador de aire caliente, porque solo necesitaremos calentar un lado del componente cada vez, por lo que tendremos que aplicar menos calor y podremos recolocar el componente nuevo. Al soldar el componente nuevo, solo aplicaremos un poco de pasta de soldar en las pistas limpias, situaremos el componente y aplicaremos un soldador muy fino y limpio a cada patilla, en ningún caso añadiremos estaño, porque esto podría provocar que varias patillas se unieran, cosa que sería muy complicada de solucionar. C. Precauciones para una buena soldadura de circuitos integrados: Para evitar soldaduras frías: Aunque se sepa que los elementos soldados no deben moverse antes de haber solidificado la soldadura, a veces es difícil hallar la manera de sostener el soldador, el soldante, la plaqueta y el componente que debe soldarse. En este caso, se podrá utilizar una pequeña morsa para sujetar la plaqueta y fijar el componente. Si se emplea fundente, que en algunos casos es necesario, se debe operar con precaución y aplicarlo antes de apoyar el soldador para calentar la conexión. Este caso solamente se da en aquellas aplicaciones en las que se desea soldar sobre un chasis o placa de hierro. Para soldar circuitos integrados (C.I.) y otros componentes pequeños: utilícese solamente un soldador de poca potencia con punta final para evitar el exceso de calor. Para controlar la cantidad de soldante depositado, éste deberá ser de diámetro pequeño, comúnmente de 1mm. También se puede utilizar soldante de 0,5mm, pero es más caro y difícil de conseguir. Dispóngase un disipador de calor formado por las mordazas de una pinza de puntas largas para sostener el terminal entre la cápsula del componente y el lugar dónde debe soldarse. Después de haber soldado completamente una plaqueta de circuito impreso, se recomienda inspeccionar las soldaduras efectuadas. En primer lugar se recortarán los terminales de alambre para que no se prolonguen excesivamente fuera de la plaqueta y de la soldadura. La inspección de las soldaduras se hará bajo una buena luz y ayudándose con una lupa, si es necesario. Una herramienta afilada puede servir para eliminar partículas y puentes de soldadura entre las bandas de cobre o zonas de conexión; un cepillo de dientes de cerda dura sirve para limpiar las soldaduras. Algunos fabricantes acostumbran a utilizar, para tener seguridad que inspeccionaron todas las soldaduras, la aplicación de una gota de barniz o esmalte para uñas, después de cada comprobación. Un minuto empleado en la verificación de una plaqueta puede economizar posteriormente horas buscando alguna falla.

Un inconveniente posible de presentarse, es que un capacitor del tipo de poliéster puede parecer soldado en su lugar, pero no hace conexión eléctrica. Esto sucede frecuentemente al fundirse un poco del poliéster del cuerpo del condensador, que se extiende recubriendo sus alambres terminales. La soldadura unirá el plástico con la zona de conexión, sin obtener un contacto eléctrico. Deberán utilizarse unas pinzas de puntas largas para eliminar el plástico productor del defecto y volver a soldar correctamente los terminales y seguramente cambiar el componente. También los dedos del operador pueden estar sucios o aceitosos, por lo que se tocarán lo menos posible los terminales de los componentes y las plaquetas. Si en algún lugar hay manchas de aceite o grasa, se limpiarán con alcohol isopropílico o lana de acero fina. Empleando esta última, se quitará cualquier resto de ella mediante un paño que no deje pelusa. Otro consejo útil es el que surge de la necesidad de soldar cables a plaquetas o a otros componentes. En estos casos conviene proceder de la siguiente forma: primero se pela el cable (extracción de un trozo de vaina plástica a fin de que queden aproximadamente de 5 a 8 mm de cable desnudo); luego se retuercen los hilos de cobre que componen el trozo de cable pelado y se estaña, para finalmente colocarlo en la plaqueta a fin de realizar una buena soldadura.

5) Diga si son correctas o incorrectas las siguientes expresiones: 

La resina de soldar es utilizada para facilitar la soldadura porque es buena conductora de calor. (V) Al hacer una soldadura en electrónica se pretende asegurar una buena conexión de hecho se pretende dar continuidad a un circuito sin interrupciones, existen contaminantes como oxido, polvo, grasa y otras cosas que al hacer una soldadura no permiten esta buena conexión produciendo una especie de falso contacto que te puede interrumpir el flujo eléctrico ocasionando variaciones en los resultados del funcionamiento de un equipo, es por eso que al soldar se pretende una conexión estable. Al aplicar la resina a la soldadura la mayoría de las impurezas son removidas, en una soldadura en la que se uso resina tendrás una conexión estable entre los cables, alambres o estos y un circuito impreso y una cubierta de los contaminantes en la gota de soldadura.



La resina de soldar es utilizada exclusivamente en el soldado de componentes electrónicos sobre tarjetas impresas. (F) Se utiliza una resina desoxidante que se incorpora en los componentes del estaño para soldar, su función es para poder estañar mejor

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La soldadura es una aleación de plomo y estaño en una proporción de 400 y 600 respectivamente o tienen un núcleo de resina y son de 1/16”, 1/32”, 1/64”. (V)

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La soldadura no solo es una aleación de plomo y estaño en proporción de 40/600, respectivamente sino también pueden ser de 50/500, 30/700, 20/800. (V)

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La proporción de plomo disminuye el punto de fusión de la soldadura. Así la soldadura 50/50 tiene menor punto de fusión que la soldadura 30/70. (F)

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Para realizar una buena soldadura no es necesario realizar el estañado.

(F)

Es necesario porque esto facilita la soldadura sobre la placa u otros componentes y hace que se necesite menos calor para hacer la soldadura. Al aplicar menos calor, evitamos dañar o destruir componentes.