Desde una perspectiva metalúrgica, las propiedades de cualquier metal dependen de la diferencia de temperatura entre su temperatura de funcionamiento y su punto de fusión. En términos generales, las aleaciones con la misma estructura reticular tienen propiedades físicas similares cuando esta diferencia de temperatura es constante. A continuación, analizamos cómo cambian estas propiedades a temperatura no-ambiente.
Aplicaciones de baja-temperatura
A medida que la temperatura disminuye, el límite elástico y la resistencia a la tracción delsoldaraumentan, mientras que el alargamiento y la reducción de la sección disminuyen bruscamente. La conductividad eléctrica aumenta ligeramente a temperaturas más bajas.
La temperatura de transición de fase del estaño (red cúbica centrada en el cuerpo-) y el estaño (red de diamante) es de 13,2 grados. Esta transición de fase (transformación alotrópica) en el estado sólido, causada por cambios en la disposición atómica, conduce a la fragilidad de la soldadura. Sabemos que la densidad del estaño es 7,30 g/cm³ y la densidad del estaño es 4,77 g/cm³. Por lo tanto, durante la transición de fase de estaño, el volumen aumenta en un 26% y la resistencia se pierde casi por completo o incluso desaparece por completo. Por lo tanto, este factor debe considerarse cuidadosamente cuando el equipo se utiliza en un entorno de baja-temperatura. En tales casos, agregar un poco más de 0,1 % de antimonio a la soldadura de estaño-plomo puede prevenir eficazmente esta transición de fase y evitar pérdidas innecesarias debido a eventos inesperados.
Aplicaciones de alta-temperatura
En aplicaciones de alta-temperatura, la temperatura de la aleación de soldadura se acerca a su punto de fusión, lo que reduce su resistencia pero aumenta su ductilidad y alargamiento. Howard H. Mwnko resumió una fórmula empírica para calcular la temperatura máxima de funcionamiento de una aleación de soldadura específica para la industria electrónica:
Tmáx - (Tso - Troom) / 1.5 + Troom
(2.1)
Dónde:
Tmax: la temperatura de funcionamiento máxima recomendada de la aleación;
Troom: temperatura ambiente, generalmente tomada como 20 grados;
Tso: la temperatura del punto de fusión de la composición eutéctica.
Por ejemplo, la T de una soldadura de estaño-plomo con una composición eutéctica (Sn37Pb) es de 183 grados, por lo que su máximo se puede calcular como: Impuesto=(183 - 20) / 1.5 + 20=128.7 grado
Claramente, la soldadura de estaño-plomo no se puede utilizar como material de soldadura estructural a temperatura alta o ambiente.
Soldaduras con bajo potencial termoeléctrico
En los últimos años, muchas aplicaciones han exigido un mejor rendimiento y precisión de los equipos electrónicos, particularmente para los instrumentos de medición. Una causa de error es el potencial termoeléctrico de las soldaduras a base de estaño-en relación con el cobre. Con soldaduras de estaño-plomo, el potencial termoeléctrico es de aproximadamente -20 µm con una separación de 2 mm, y con soldaduras de cadmio-estaño, es de aproximadamente 3 µm con una separación de 4 mm. Estos potenciales termoeléctricos parásitos no pueden ignorarse. Por lo tanto, recientemente se han adoptado soldaduras con plata añadida.
