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• Edith Saldaña

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INTRODUCCIÓN. No existe ninguna otra actividad económica que realice una contribución más grande al Producto Interno Bruto (PIB) de los países que la industria manufacturera. Ni siquiera el sector del comercio, que es tan importante, contribuye tanto al PIB nacional. Lo mismo sucede con el empleo: ninguna otra actividad económica emplea un mayor número de personas que la industria manufacturera, lo cual deja de manifiesto la enorme importancia que tiene esta industria para el bienestar y prosperidad nacional. La clasificación de los procesos de manufactura es amplia, varía dependiendo de cada autor, de cada proceso, de cada industria, pero el objetivo es el mismo generar valor a un producto mediante su transformación física o química. En el presente trabajo abordaremos las principales características del proceso de manufactura: Soldadura blanda, señalando su proceso, las aplicaciones en la industria, así como su impacto social, haciendo mención de algunas empresas que llevan a cabo dichos procesos en el estado; el impacto ambiental que conlleva y los avances tecnológicos que han surgido a través del tiempo para este proceso.

RESUMEN. La soldadura es una de las tecnologías que más se ha desarrollado en las últimas décadas. El método más antiguo utilizado para unir o soldar metales se basaba en calentar dos piezas de metal en una fragua hasta que estaban blandas y flexibles, después se golpeaban con un martillo o forjaban las piezas entre sí en un yunque y se dejaban enfriar y endurecer. Sin embargo, los métodos de soldadura tal y como los conocemos hoy, datan de principios del siglo XX. La soldadura blanda (“suave”) es el proceso de unión de dos piezas mediante calor y un material de aportación que se funde a una temperatura por debajo de los 430 ºC (800 ºF) y por debajo del punto de fusión de las piezas a ser soldadas. El objetivo de este proceso de soldadura entre piezas de iguales o distintos materiales, es crear una unión permanente de alta resistencia, simplificar la operación mecánica y adoptar técnicas de producción sencilla, siempre compatible con las exigencias de la producción en cadena entre otros. En este proceso se requiere muy poca energía; se puede controlar con precisión la cantidad de material de aporte a usar, se usa una gran variedad de métodos de calentamiento, es posible seleccionar varios rangos de fundición para ajustarse a la aplicación, se puede automatizar de manera fácil y económica, es posible el ensamblaje secuencial, las aleaciones de los materiales de aporte pueden ser seleccionadas según la atmósfera circundante y las juntas son altamente confiables, de fácil reparación o reejecutables. Sus aplicaciones son variadas y regularmente se encuentran en la electrónica o uniones que no requieren de un gran punto de fusión; las aplicaciones van desde piezas ornamentales hasta tubería de plomo. Este proceso es de gran demanda en las industrias eléctricas y en el estado hay gran número de empresas especializadas en ello o bien, empleándolo como un proceso más de sus servicios. Tal como la fábrica MECOMSA, altamente reconocida por su calidad en dicho proceso.

Es importante conocer el impacto ambiental producido para tratar, siempre que sea posible, de minimizarlo. hemos de llegar a establecer un

compromiso entre la magnitud de los residuos generados y el dinero invertido en la mejora de los métodos productivos para reducirlos. En el caso de la soldadura, los principales contaminantes vienen del metal base de las piezas, en donde son muy frecuentes el bronce y el latón, los cuales desprenden óxidos de cobre, estaño, zinc, plomo, berilio, níquel y/o manganeso. Otros casos de contaminación de la soldadura blanda son procedentes de los materiales de aporte, esto sucede cuando se utiliza resina de colofonia como material de aporte pues liberan óxidos de estaño, plata, plomo y cobre. La soladura es uno de los métodos más usados para unir metales, con diseñadores e ingenieros de producción disponiendo de un amplio rango de procesos donde elegir. Los fabricantes de equipos de soldadura y consumibles continúan trabajando para mejorar sus procesos, y algunos de los últimos desarrollos tienen potencial en calidad y productividad, e incluso los ingenieros de diseño tienen la oportunidad de crear nuevos sistemas de fabricación que hasta ahora no han sido factibles.

Antecedentes Históricos. La soldadura es una de las tecnologías que más se ha desarrollado en las últimas décadas. A medida que las técnicas de unión han ido mejorando a través del tiempo, también lo han hecho el entorno y el modo de vida de los seres de vida de los seres humanos. Los materiales, las herramientas y la maquinaria avanzaron conforme se desarrollaba la civilización. La unión de herramientas de trabajo comenzó cuando un individuo unió un palo a una piedra para hacer una lanza o un hacha. Sin embargo, pasó mucho tiempo antes de que los antiguos descubrieran un método para unir metales. Los trabajadores de las edades de bronce y de hierro comenzaron a solucionar los problemas de formar, fundir y alear el metal. El método más antiguo utilizado para unir o soldar metales se basaba en calentar dos piezas de metal en una fragua hasta que estaban blandas y flexibles, después se golpeaban con un martillo o forjaban las piezas entre sí en un yunque y se dejaban enfriar y endurecer. Sin embargo, los métodos de soldadura tal y como los conocemos hoy, datan de principios del siglo XX. En nuestro caso, el uso de la soldadura blanda es un arte antiguo, posiblemente desde hace 3000 años.

Procesamiento. La soldadura blanda (“suave”) es el proceso de unión de dos piezas mediante calor y un material de aportación que se funde a una temperatura por debajo de los 430 ºC (800 ºF) y por debajo del punto de fusión de las piezas a ser soldadas. El material de aportación utilizado en soldadura blanda varía en función del material de las piezas a unir. Las aleaciones que más se utilizan son de estaño-plomo, estaño-plata, estaño-zinc. El objetivo de este proceso de soldadura entre piezas de iguales o distintos materiales, es crear una unión permanente de alta resistencia, simplificar la operación mecánica y adoptar técnicas de producción sencilla, siempre compatible con las exigencias de la producción en cadena entre otros. En general, primero se aplica el fundente, se calientan las partes en la junta tan solo un poco arriba un poco arriba del punto de fusión de la soldadura y luego se toca la soldadura y esta fluye dentro de la junta. Cualquier fuente de calor limpio resulta satisfactoria. El calentamiento por inducción o por

resistencia, o la inmersión de las piezas de trabajo en un baño de soldadura, son métodos rápidos que se adaptan a la producción. La soldadura blanda produce juntas de fuertes de líquidos y gas con rapidez y a bajo costo. Las temperaturas no son altas, el equipo es sencillo y el método es el más conveniente y factible para hacer juntas en el taller, el laboratorio o en casa, en donde no se tiene disponible equipo para otros procesos. La soldadura blanda permite obtener conexiones eléctricas positivas y confiables. Si una junta soldada es lo suficientemente fuerte y durable para un propósito en particular, normalmente también es la más económica. Según la norma UNE-EN ISO 9453, sólo son aptas para su utilización en instalaciones de agua potable, calefacción, solar térmica y de gas a baja presión las aleaciones que tengan un punto de fusión superior a 220 ºC y que estén exenta de contenido en plomo. En este proceso se requiere muy poca energía; se puede controlar con precisión la cantidad de material de aporte a usar, se usa una gran variedad de métodos de calentamiento, es posible seleccionar varios rangos de fundición para ajustarse a la aplicación, se puede automatizar de manera fácil y económica, es posible el ensamblaje secuencial, las aleaciones de los materiales de aporte pueden ser seleccionadas según la atmósfera circundante y las juntas son altamente confiables, de fácil reparación o reejecutables.

Aplicaciones.            

Circuitos impresos Transistores Piezas ornamentales Piezas de intercambiadores de calor Fabricación de juguetes Tuberías de plomo Instalaciones de calefacción Instalaciones solares térmicas Instalaciones de gas Soldadura de chapas de hojalata Soldadura de cables eléctricos Soldadura para componentes en placas de circuitos impresos

Impacto social: El estado de Nuevo León es conocido por sus grandes industrias, y la industria de la soldadura ocupa un lugar importante en el campo industrial. En este caso, la soldadura blanda (también conocida como soldadura de estaño) puede encontrarse en grandes empresas en dónde la emplean para la realización final de un producto hasta talleres especializados en ello. En esta sección, señalare las principales sucursales o empresas en dónde este proceso es llevado a cabo: 

MECOMSA: Es una empresa comercializadora de ferroaleaciones y metales especiales para fundición. Ofrece servicios de comercialización, reciclaje, fundición y la soldadura base estaño. Es una de las empresas más reconocidas en el estado por su calidad en la industria de la soldadura.

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SOLDADURA ZELECTA: Es un taller de soldadura que cuenta con los servicios de fabricación y reparación mediante diversos tipos de soldaduras, como es el caso de la soldadura estaño-plomo.

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SOLDADURAS Y SUPERALEACIONES: Es una empresa que comenzó con la reconstrucción y reparación de materiales ferrosos con soldadura de recubrimiento y debido a la demanda, se expandió

en diversas sucursales y con ello adoptaron diferentes métodos de soldadura, entre ellos la soldadura estaño-plomo. También se especializan en la distribución de materiales utilizados en estos tipos de soldaduras. 

SOLDIMAQ: Es un taller de soldadura especializado en la reparación y soldaduras especiales de piezas industriales y automotrices empelando diversos tipos de soldaduras entre ellas la soldadura estaño-zinc y estaño plomo.

Aunque hay muchas más empresas especializadas en este campo, estás son las más reconocidas por los regiomontanos debido a su calidad en el trabajo brindado por las empresas.

IMPACTO AMBIETAL. Los distintos procesos de fabricación generan una serie de residuos y emisiones que afectan significativamente al medio ambiente. Es importante conocer el impacto ambiental producido para tratar, siempre que sea posible, de minimizarlo. hemos de llegar a establecer un compromiso entre la magnitud de los residuos generados y el dinero invertido en la mejora de los métodos productivos para reducirlos. A través del tiempo, el ser humano ha buscado diversos procesos que ayuden a la unión de metales. Sin embargo, todos estos procesos se basan en el mismo principio: elevar la temperatura del punto de fusión hasta conseguir el reblandecimiento o fusión del metal. Esto conlleva irremisiblemente la generación de humos y gases que se engloban como “humos de soldadura”, cuya inhalación puede conducir a trastornos de la salud, como intoxicaciones agudas y enfermedades profesionales, de muy diversa naturaleza dependiendo de las condiciones particulares de cada tipo de trabajo. En el caso de la soldadura, los principales contaminantes vienen del metal base de las piezas, en donde son muy frecuentes el bronce y el latón, los cuales desprenden óxidos de cobre, estaño, zinc, plomo, berilio, níquel y/o manganeso.

Otros casos de contaminación de la soldadura blanda son procedentes de los materiales de aporte, esto sucede cuando se utiliza resina de colofonia como material de aporte pues liberan óxidos de estaño, plata, plomo y cobre. Hay gases que son desprendidos en todo proceso de soldadura, tales como el óxido de nitrógeno y, cuando el aire está contaminado con disolventes colorados, se produce fosgeno procedente de la descomposición de dichos colorantes del aire. Por otra parte, el estaño es un elemento que tiene aplicaciones principalmente en el campo de la electrónica pues permite pegar los componentes electrónicos con precisión y sellarlos a la perfección cuando se utiliza como soldadura. Sin embargo, el contacto constante con este metal representa riesgos para la salud, debido a que presenta cierto grado de toxicidad. El nivel de riesgo para la salud de los humanos que este metal puede representar depende de diversos factores. Sin embargo, como una medida de seguridad se aconseja que todos los desechos de este material sean llevados a depósitos de recuperación de chatarra metálica, en los que personas especializadas se encargarán de separarlo y limpiarlo para posteriormente trasladarlo hasta un centro de fundición para regenerar éste y otros metales. Hablando generalmente, cualquier proceso de soldadura, incluyendo la soldadura blanda, generan diversos residuos provenientes de la escoria generada y los electrodos. Por ello, es necesario que la empresa/taller en donde se llevan a cabo estos procesos lleven a cabo el reciclaje de dichos materiales pues algunos son desechos útiles para ser transformados y, algunos más, requieren ser desechados en depósitos especiales para evitar la contaminación del medio ambiente.

IMPACTO CIENTIFICO.

La soldadura ha sido practicada desde que la humanidad aprendió a trabajar los metales. Originalmente, los metales eran soldados a fuerza de golpes, y los soldadores eran respetados artesanos. La soldadura eléctrica fue inventada a principio de 1800, en plena revolución industrial. Era considerado un proceso crudo, sucio y primitivo, en el que el único requisito era derretir un poco de metal fundido entre dos piezas de manera que éstas se unieran. Este crudo proceso, sin embargo, demostró ser tan económico y

eficiente que su uso se fue propagando a aplicaciones de responsabilidad creciente. Hoy en día, a comienzos del siglo XXI, la soldadura es considerada una ciencia. La soladura es uno de los métodos más usados para unir metales, con diseñadores e ingenieros de producción disponiendo de un amplio rango de procesos donde elegir. Los fabricantes de equipos de soldadura y consumibles continúan trabajando para mejorar sus procesos, y algunos de los últimos desarrollos tienen potencial en calidad y productividad, e incluso los ingenieros de diseño tienen la oportunidad de crear nuevos sistemas de fabricación que hasta ahora no han sido factibles. Algunos de los avances correspondientes a la soldadura blanda son: 

DEVCON: Si bien, no es utilizado en el proceso, este “pegamento” bien podría sustituir a la soldadura blanda en ciertos procesos pues fue desarrollado para utilizarse como soldadura líquida en uniones lisas de cobre o bronce, rugosidades de la junta tubo- accesorio logrando al polimerizar que ambas piezas trabajen como si fuera un solo cuerpo.

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AUSTROMEX: Es un cepillo desarrollado para la limpieza de la soldadura en uniones de tuberías. Fabricado de acero al carbono encapsulado. Ofrece comodidad al trabajar porque amortigua las vibraciones y genera menor cantidad de chispas.

Si bien hay muchos avances más, se es difícil encontrarlos todos puesto que la soldadura blanda no posee un buen campo de estudio. Regularmente, los avances son buscados para procesos por corte de plasma y mejorar las máquinas para invertir polaridades en soldaduras por gas o corte. La soldadura, como procedimiento de unión entre partes de objetos metálicos, constituye el procedimiento de conformación metálica más versátil y uno de los procesos industriales más complejos; sin embargo, todo se lo debemos a los científicos que han consagrado su vida al profundo estudio de los metales.

CONCLUSIÓN. A través de la investigación realizada para la elaboración del presente trabajo, he logrado comprender más a fondo la importancia de la soldadura blanda. Al comenzar a indagar sobre el tema, me sorprendió que a este proceso se le conociera de distintas maneras siendo “soldadura de estaño” el nombre más común dentro de la industria. Aunque no es novedad que este proceso sea utilizado para soldaduras en donde los puntos de fusión no sean altos, me fue impresionante que, a pesar de su resistencia y la limitada aplicación, sea muy demandada en el estado, principalmente en las industrias de procesos electrónicos puesto que, al realizar esta soldadura con estaño, la conductividad eléctrica no se ve afectada. Me fue muy interesante el conocer un poco más acerca de los efectos que trae consigo los procesos de soldadura al medio ambiente y al soldador que lleva a cabo el trabajo, pues si bien todos los procesos de soldadura desprenden, los ya mencionados con anterioridad, “humos de soldadura” cada proceso tiene sus respectivos efectos y desprenden diferentes tipos de gases, todo esto debido al tipo de electrodo utilizado y el material base con que se trabaja. En cuanto al impacto científico, fue muy complicado el buscar avances que estuvieran solo relacionados con la soldadura blando puesto que actualmente se han mantenido las investigaciones enfocadas en los procesos de arco eléctrico o corte por plasma.

Referencias GH INDUCTION. (s.f.). Obtenido de Soldadura blanda: http://www.ghinduction.com/process/soldadura-blanda/?lang=es Jeffus, L. (s.f.). Soldadura : principios y aplicaciones. Paraninfo. MECOMSA. (s.f.). Obtenido de http://www.mecomsa.com.mx/soldaduras-de-estano/ Rojas Labiano, J. M. (s.f.). El soldador y los humos de soldadura. Obtenido de OSALAN: http://www.euskadi.eus/contenidos/libro/higiene_200920/es_200920/adjuntos/El%20%2 0Soldador.pdf Sanchéz, E. (s.f.). EL ESPECIAL DE SOLDADURA. Obtenido de FERRERO: https://issuu.com/revistaferrepro/docs/ferrepro_web SOLDADURA ZELECTA. (s.f.). Obtenido de http://www.soldaduraszelecta.com/taller_soldadura.php SOLDADURAS Y SUPERALEACIONES. (s.f.). Obtenido de http://www.soldaduras.com.mx/index.php SOLDIMAQ. (s.f.). Obtenido de https://www.cylex.com.mx/monterrey/soldimaq-11544313.html