La brasatura è una delle competenze essenziali nel mondo dell’elettronica. Il processo consiste nell’unire due parti metalliche con un metallo d’apporto, detta lega per brasatura, senza fondere i due pezzi.
Nella brasatura il materiale d’apporto ha un punto di fusione inferiore rispetto ai metalli che vengono uniti. A differenza della saldatura, con la brasatura non si modificano le caratteristiche dei metalli da collegare.
La brasatura più conosciuta è la saldatura a stagno. Si tratta di una brasatura dolce, con temperature di fusione max 450 °C.
Il termine saldatura è erroneamente utilizzato, in quanto la brasatura prevede la fusione del solo metallo d’apporto, mentre con la saldatura si fondono entrambi i lembi da unire, con o senza metallo d’apporto.
In questa pagina prenderemo in considerazione la brasatura a stagno, diversa dalle brasature forti in cui vengono utilizzate leghe a base di argento, rame, zinco, nichel, etc.
IL MATERIALE D’APPORTO
La lega brasante (o lega per brasatura) è un materiale composto da due o più metalli; in commercio esistono diversi formati: fili, barrette, barrette rivestite,
nastri, anelli, etc.
CON O SENZA PIOMBO?
Una delle cose più importanti da sapere quando si parla di leghe di stagno per brasature dolci è che, tradizionalmente, la lega era composta principalmente da piombo (Pb), stagno (Sn) e tracce di pochi altri metalli. Queste leghe sono note come leghe al piombo.
Come è noto, il piombo è dannoso per l’uomo e può portare all’avvelenamento. Sfortunatamente, il piombo è anche un metallo molto utile, ed è stato scelto come metallo per la brasatura per il suo basso punto di fusione e la capacità di creare buoni giunti.
Nel 2006, l’Unione Europea ha adottato la Direttiva sulla restrizione delle sostanze pericolose (RoHS). Questa direttiva limita (tra altri materiali) l’utilizzo di piombo nell’elettronica e nelle apparecchiature elettriche. Da allora nella produzione elettronica le giunzioni furono di norma senza piombo.
Il piombo nelle leghe piombo-free è stato sostituito da argento, antimonio e rame, con un aumento anche della proporzione di stagno.
Il materiale d’apporto è solitamente contrassegnata con il simbolo RoHS, per confermare ai potenziali acquirenti di essere conforme allo standard.
SALDATORE O PISTOLA PER SALDATURA?
Se stai cercando di determinare se un saldatore o una pistola di saldatura è la scelta giusta, considera due cose:
– il lavoro da svolgere
– se avrai bisogno di più potenza per le applicazioni future
Per la maggior parte del lavoro che riguarda i circuiti elettronici, un saldatore è perfetto e particolarmente utile per i principianti.
Sia il saldatore che la pistola per saldatura vengono utilizzati per fornire la fonte di calore necessaria per fondere la lega. Gli strumenti che lavorano ad una potenza di 15-30 W sono ideali per lavori di hobbistica oppure per circuiti elettronici dove sono richieste basse temperature e alta precisione.
Il lato negativo del wattaggio più basso è la mancanza di energia necessaria per unire componenti più grandi.
Man mano che acquisisci sicurezza nelle tue capacità di saldatura, potrai utilizzare un saldatore da 40-60 W, che consente un riscaldamento più veloce e quindi giunzioni più rapide.
Le pistole per saldatura in genere hanno una potenza compresa tra 100 e 240 W.
Oltre a lavorare con componenti elettrici pesanti, è possibile utilizzare una pistola per lavorare su metalli leggeri.
3 TIPOLOGIE DIFFERENTI DI SALDATORE
CENTRALINA (O STAZIONE) SALDANTE
E’ uno strumento professionale adatto anche ad uso hobbistico.
PRO
- Alta frequenza
- Appoggio di sicurezza
- Adatto a molte ore consecutive di lavoro
- Maneggevolezza, cavo morbido e flessibile a basso voltaggio
- Possibilità di ricambi e accessori
CONTRO
- Non è economico
- Meno pratico per il trasporto
SALDATORE A STILO
E’ l’ideale per i principianti e per piccoli lavoretti fai da te.
PRO
- Pratico per impieghi veloci
- Dimensione ridotte
- Economico
CONTRO
- Non adatto ad usi prolungati
- Tempi lunghi di riscaldamento
- Un po’ scomodo per il cavo troppo rigido
- Spesso non esistono ricambi
- Cavo da 230 V sul banco di lavoro
- Sconsigliato per uso su microcontrollori
SALDATORE A GAS
Da prendere in considerazione solo il caso di particolari necessità.
PRO
- Non richiede alimentazione elettrica
- Nessun rischio legato alla corrente
- Rapido raggiungimento della temperatura
- Possibilità di regolare la fiamma
- Applicazioni veloci
- Brasature TOP
CONTRO
- Rischio esplosione gas
- Sconsigliate marche a basso costo
- Non è economico
- Il gas dura poco e la ricarica è costosa
- Poco ergonomico
SICUREZZA
Assicurati di rispettare gli avvisi sulla sicurezza indicati nel manuale d’uso della tua attrezzatura.
In particolare poni attenzione all’ambiente di lavoro. Poiché la fusione dei metalli rilascia fumi, ti suggerisco di lavorare in un’area ben ventilata e di utilizzare occhiali protettivi.
Consiglio anche l’uso di una mascherina facciale per proteggere le vie respiratorie.
NOZIONI DI BASE SULLA BRASATURA
Se questa è la prima volta che impari come saldare, o se stai inaugurando il tuo saldatore, assicurati di rivestire la punta con un sottile strato di lega brasante. La “stagnatura” garantisce un adeguato trasferimento di calore tra la punta e i materiali che saranno saldati, inoltre aiuta il flusso di saldatura.
Una volta che sei pronto per iniziare, assicurati che il saldatore si scaldi e raggiunga la massima temperatura.
È ovvio che un saldatore caldo è un saldatore funzionante. Se l’apparecchio è nuovo, questo procedimento è utile anche per assicurarsi che eventuali rivestimenti resistenti alla corrosione presenti nello strumento non causino la perdita di prestazioni.
Per prima cosa ricopri completamente la punta dell’utensile con la lega di stagno, più è e meglio è!
Una volta accertato che l’intera punta sia rivestita, prendi subito una spugna bagnata e rimuovi il materiale in eccesso. Assicurati di farlo rapidamente per evitare che la lega si secchi e solidifichi. Ciò garantisce che la punta del saldatore mantenga uno straordinario trasferimento di calore.
COME SALDARE UN CIRCUITO STAMPATO
Saldare un circuito stampato (in inglese PCB, ossia “printed circuit board”) è probabilmente il lavoro di brasatura più comune per un principiante.
Per fare esperienza puoi utilizzare un qualsiasi dispositivo elettronico rotto (in qualsiasi discarica/ecocentro è pieno di vecchi telecomandi per TV, computer, console per videogiochi, etc.), smontarlo ed usarlo come “cavia”.
1) PREPARARE LA SUPERFICIE
Prima di eseguire qualsiasi lavoro su una vecchia superficie, assicurati che sia pulita. Se desideri una giunzione che possa reggere, si consiglia di utilizzare una spugna abrasiva per rimuovere dal circuito stampato qualsiasi ossidazione.
Una volta ripulito il pannello dallo sporco più evidente non avrai altro che rame lucido. Potrai usare l’acetone per sciogliere altri eventuali residui chimici e asciugare il pannello con l’aria fredda di un phon oppure aria compressa.
2) DISSALDATURA E POSIZIONAMENTO DEI COMPONENTI
Se stai lavorando con una vecchia scheda o stai sostituendo un componente, dovrai innanzitutto procedere con la dissaldatura, ovvero rimuovere la vecchia lega di stagno dal circuito.
Per prima cosa dovrai riscaldare la vecchia lega con la punta del saldatore e utilizzare una pompetta aspirante, rimuovendo con cura il materiale man mano che si ammorbidisce. Se la lega è incrostata, puoi aiutarti con una piccola punta di trapano a basse velocità.
Molti utilizzano anche la tecnica della treccia. Devi intrecciare dei fili di rame fino ad ottenere una piattina dallo spessore ridotto che utilizzerai sulla zona interessata, scaldandola con la punta del saldatore. Il calore attraverserà la treccia e fonderà lo stagno che resterà attaccato al rame.
In ogni caso assicurati di non danneggiare le connessioni sulla scheda o danneggerai i circuiti.
Se devi attaccare più componenti alla scheda, meglio iniziare con piccoli componenti come i resistori e i diodi, quindi passare ai condensatori e ai trasformatori più grandi. Ciò consente di ottimizzare gli spazi di lavoro e il tempo dedicato per gestire i componenti più sensibili.
È sufficiente posizionare i cavi del componente attraverso il pannello e piegare le punte ad angolo o tenerle in posizione con nastro adesivo.
Ora sei pronto per applicare lo stagno.
3) FONDERE LA LEGA SULLA GIUNZIONE
Prima di applicare la lega brasante al circuito stampato pulire la punta del saldatore e farlo riscaldare.
Appoggia la lega sulla punta del saldatore e appoggiala ai componenti da saldare, ma non con la parte più sottile, in modo da traferire maggior calore. La lega dovrebbe iniziare a fluire intorno al cavo e gonfiarsi attorno alla giunzione, emettendo fumo (il che è normale).
Continua ad aggiungere il materiale fino a quando il cavo non è completamente rivestito. Non deve formarsi una palla, bensì un piccolo ammasso con lati concavi.
Lasciare raffreddare e solidificare la giuntura.
4) ISPEZIONE E PULIZIA
Tagliare i reofori in eccesso con un piccolo tronchesino e ripulire eventuale materiale in eccesso dal pannello.
COME UNIRE INSIEME DUE CAVI ELETTRICI
La procedura è identica a quella per il circuito stampato, naturalmente variano le condizioni e gli accorgimenti.
Ad esempio, i cavi in rame si possono preparare per la giunzione sovrapponendoli oppure intrecciandoli (soluzione ideale).
Al termine del rivestimento, è buona regola applicare sopra la giunzione una piccola guaina termo-restringente per isolare la brasatura.