Un colega muy respetado preguntó esta semana si la carga metálica del polvo de soldadura de tipo "4" en una pasta era menor que la del tipo "3" porque las partículas eran más pequeñas. La implicación era que las partículas cada vez más pequeñas llenan cada vez más volumen. Tiene razón en que, normalmente, en la pasta de soldadura fabricada con polvo de soldadura de tipo 4, la carga de metal suele ser ligeramente inferior a la de la misma aleación en el tipo "3", pero no por las razones que él está pensando. Tenga en cuenta que (según la norma ANSI/IPC J-STD-006A sobre polvo, el tipo "4" suele tener un diámetro de entre 25 y 38 micras, mientras que el tipo "3" tiene un diámetro de entre 25 y 45 micras, por lo que el tipo "4" es sólo una gama más pequeña de diámetros de partículas.
Esto tiene dos aspectos: la geometría del empaquetamiento de las partículas de soldadura... y algunas cosas que podemos agrupar bajo el epígrafe de "duras realidades".
Embalaje de partículas:
Sólo desde un punto de vista teórico( diámetro del polvomonodisperso / partículas perfectamente esféricas), el volumen máximo que pueden ocupar estas partículas es de 0,740. Es la llamada "fracción máxima de empaquetamiento". Puede comprobarlo usted mismo tomando un prisma triangular como celda unitaria de repetición y calculando el volumen de las esferas fraccionarias que hay en su interior -véase en la imagen las dos formas en que pueden disponerse las esferas hexagonales-cerradas-; las matemáticas son más sencillas para el empaquetamiento A-B-A. Obsérvese que esto es [I}independiente del diámetro de las partículas[/I], lo cual es contraintuitivo, pero correcto. En otras palabras, no importa lo pequeñas que sean las partículas, siempre deberías poder conseguir que alcancen una fracción de volumen máxima de 0,74.
Para las esferas dispuestas al azar, la fracción de empaquetamiento máxima suele estar entre 0,67 y 0,69. Por supuesto, con la fracción máxima, cualquier pasta de soldadura sería simplemente una masa sólida. Por supuesto, en la fracción máxima, cualquier pasta de soldadura sería simplemente una masa sólida, y la fracción de volumen típica de una pasta de soldadura es de 0,4 a 0,54 por volumen de soldadura (de 75-93% p/p de polvo, dependiendo de la aleación y la aplicación).
Así, para conseguir la misma viscosidad necesaria para la aplicación, se necesita menos volumen de polvo de soldadura y, por tanto, menos % en peso, si el polvo es más monodisperso.
La teoría está muy bien, pero hablaremos de las "duras realidades" de la pasta de soldadura en el próximo post.
Salud Andy
