ES2418279B1

ES2418279B1 - WELDING WITHOUT THE USE OF THE HEADPHONE TERMINALS LEAD

Info

Publication number: ES2418279B1
Application number: ES201131629A
Authority: ES
Inventors: Genaro Barange Sala
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-10
Filing date: 2011-10-10
Publication date: 2014-11-07
Anticipated expiration: 2031-10-10
Also published as: ES2418279R1; ES2418279A2

Abstract

La invención se refiere a unas nuevas aleaciones para la sustitución del plomo como material para soldar los terminales de auriculares, sustituyéndolo por aleaciones en base al estaño, cobre, zinc, plata y bismuto, en todas las combinaciones posibles, fundamentalmente como consecuencia de la aparición de la Directiva 2002/95/CE, de Restricción de ciertas sustancias peligrosas en aparatos eléctricos y electrónicos.The invention relates to new alloys for the replacement of lead as a material for welding the headphone terminals, replacing it with alloys based on tin, copper, zinc, silver and bismuth, in all possible combinations, mainly as a consequence of the appearance of Directive 2002/95 / EC, "Restriction of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment".

Description

"SOLDADURA SIN EL EMPLEO DEL PLOMO DE TERMINALES PARA "WELDING WITHOUT THE USE OF THE TERMINAL LEAD FOR

AURICULARES'' HEADPHONES''

Object of the Invention

Más concretamente la invención se refiere a unas nuevas aleaciones para la sustitución del plomo como material para soldar los terminales de auriculares, sustituyéndolo por aleaciones en base al estaño, cobre, zinc, plata y bismuto, en todas las combinaciones posibles, fundamentalmente como consecuencia de la aparición de la Directiva 2002/95/CE, de "Restricción de ciertas sustancias peligrosas en aparatos eléctricos y electrónicos". More specifically, the invention relates to new alloys for the replacement of lead as a material for welding headphone terminals, replacing it with alloys based on tin, copper, zinc, silver and bismuth, in all possible combinations, mainly as a consequence of the appearance of Directive 2002/95 / EC, "Restriction of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment".

Estado de la Técnica. State of the art.

Se entiende por soldadura la acción de soldar, mediante el procedimiento para unir elementos metálicos, con aportación del calor obtenido por diversas fuentes, y con o sin aporte de material metálico diferente de aquellos que se trata de unir. Welding is understood as the action of welding, by means of the procedure for joining metallic elements, with the contribution of heat obtained from various sources, and with or without the contribution of metallic material different from those that are to be joined.

Se conocen tipos diferentes de soldadura en función de la fuente de calor, los materiales empleados en el procedimiento, y el método empleado. Se enumeran a título ilustrativo pero no limitativo los siguientes tipos de soldadura: Different types of welding are known depending on the heat source, the materials used in the procedure, and the method used. The following types of welding are listed for illustrative but not limiting purposes:

Soldadura de fragua. Soldadura blanda. Soldadura dura. Soldadura alumino-térmica.
Forge welding. Soft welding. Hard welding. Aluminum-thermal welding.

Soldaduras autógenas y soldaduras con aporte. Soldadura oxiacetilénica. Soldadura eléctrica de punto Soldadura eléctrica de arco manual Soldadura eléctrica de arco sumergido. Soldadura con arco por hidrógeno atómico. Soldaduras especiales. Autogenous welding and welding with contribution. Oxyacetylene welding. Electric spot welding Manual arc welding Electric submerged arc welding. Arc welding by atomic hydrogen. Special welds

Se conoce por soldadura blanda el sistema de unión de metales iguales o diferentes, por medio de una aleación que funde a menor temperatura que ellos, usualmente por debajo de 450° C. En la soldadura de terminales en los auriculares, se utiliza habitualmente la soldadura blanda con material de aportación, básicamente de aleaciones de plomo, por ser un material el plomo, blando y maleable, por lo que su manipulación no requiere elevados conocimientos técnicos, pero sí una cierta habilidad. It is known by soft welding the joining system of the same or different metals, by means of an alloy that melts at a lower temperature than them, usually below 450 ° C. In the welding of terminals in the headphones, welding is usually used soft with contribution material, basically lead alloys, because the material is lead, soft and malleable, so its handling does not require high technical knowledge, but a certain skill.

El material de aportación en una soldadura blanda, es una aleación de plomo estaño, con una orquilla de valores del 65 a 75% de plomo, y del 25 al 35% de estaño aproximadamente, siendo la temperatura de fusión de esta aleación de alrededor de 250°C. The material of contribution in a soft solder, is a tin lead alloy, with a hole of values of 65 to 75% of lead, and approximately 25 to 35% of tin, being the melting temperature of this alloy of about 250 ° C

Los efectos de la soldadura sobre las personas que intervienen en dicho proceso pueden ser perjudiciales por los materiales que intervienen en la soldadura, si dichas personas emplean la mayor parte de su jornada laboral en soldar, se pueden encontrar afectadas por los gases que se desprenden en la soldadura por aportación del calor, motivo por el cual se publico en su día la Directiva 2.002/95/CE.
The effects of welding on the people involved in this process can be detrimental to the materials involved in welding, if these people spend most of their working hours in welding, they may be affected by the gases that are released in welding by heat input, which is why Directive 2,002 / 95 / EC was published in its day.

Consecuencia de la publicación de dicha directiva y su aplicación ha sido que se iniciaran en su día investigaciones tendentes a sustituir el plomo como material de base en las soldaduras blandas, aunque dicho elemento estuviera aleado con otros metales. Consequence of the publication of said directive and its application has been that in its day investigations began to replace lead as a base material in soft solders, although said element was alloyed with other metals.

Finalidad de la Invención. Purpose of the Invention

La sustitución total del plomo en las soldaduras blandas como metal principal en dicho tipo de soldadura, sin que las ventajas de dicha soldadura mediante plomo quedaran afectadas, no solo en cuanto al coste de la energía necesaria para la especifica operación de soldar, sino también el que el empleo de otros metales y aleaciones dieran unos valores correctos, en cuando a la conductividad eléctrica resultante en el punto de unión entre el cable y el terminal. The total replacement of lead in soft solders as the main metal in said type of welding, without the advantages of said lead welding being affected, not only in terms of the cost of the energy required for the specific welding operation, but also the that the use of other metals and alloys gave correct values, as for the resulting electrical conductivity at the junction point between the cable and the terminal.

Adicionalmente además de eliminar el plomo como Additionally in addition to removing lead as

material material: de base de uso frecuente en la soldadura from base from use frequent in the welding

blanda, soft: se ha evitado la utilización de mercurio, be he has avoided the utilization from mercury,

cadmio, y cromo. Cadmium, and chromium.

Description of the Invention

La invención preconizada consiste en unas nuevas aleaciones en las que intervienen los siguientes metales en distintas proporciones con total ausencia de plomo en las mismas: The recommended invention consists of new alloys in which the following metals are involved in different proportions with total absence of lead in them:

Estaño/plata/cobre. Estaño/cobre. Estaño/plata. Estaño/zinc. Zinc/plata/bismuto.
Tin / silver / copper. Tin / copper Tin / Silver Tin / zinc Zinc / silver / bismuth.

Zinc/estaño/bismuto. Bismuto/estaño. Zinc / tin / bismuth. Bismuth / tin.

La limitación de la temperatura de fusión de dichas aleaciones es fundamental, en cuanto al coste energético, tal y como se ha explicado anteriormente, y las pruebas realizadas con las aleaciones enunciadas han demostrado que la temperatura de fusión de las mismas está entre 198 o a 217 °C, que si bien sobrepasan ligeramente el valor de la fusión del plomo y sus aleaciones, 180° C, han demostrado en dichas pruebas una dureza y fiabilidad mayores. The limitation of the melting temperature of these alloys is fundamental, as regards the energy cost, as explained above, and the tests carried out with the alloys listed have shown that the melting temperature of the alloys is between 198 or 217 ° C, which while slightly exceeding the value of the fusion of lead and its alloys, 180 ° C, have shown in these tests greater hardness and reliability.

Los puntos de fusión encontrados para dichas aleaciones son, los siguientes; estaño/plata/cobre 217 ° e, estaño/cobre 227° e, estaño/plata 221 o e, y estaño/zinc 198° C. The melting points found for these alloys are the following; tin / silver / copper 217 ° e, tin / copper 227 ° e, tin / silver 221 or e, and tin / zinc 198 ° C.

Descripción de una realización de la invención. Description of an embodiment of the invention.

En una de las realizaciones preferidas las In one of the preferred embodiments the

combinaciones planteadas son las siguientes: Soldadura de Estaño/Cobre en combinaciones del 15/85 al 85/15: Se ha llegado a la misma con un punto de fusión de 227°, superior a la fusión de PlomoPlomo/Estaño, dando una buena dureza con menos humectación que la combinación Estaño/Plata más abajo descrita. Soldadura de Estaño/Plata en combinaciones del 15/85 al 85/15: Se ha llegado a la misma con un punto de fusión de aprox. 220°, superior al Plomo pero inferior al Estaño/Plomo, logrando también dureza y fijación de soldadura con menos humectación que la combinación con Cobre.
Possible combinations are as follows: Tin / Copper welding in combinations from 15/85 to 85/15: It has been reached with a melting point of 227 °, superior to the lead / Lead / Tin melting, giving a good hardness with less humidification than the Tin / Silver combination described below. Tin / Silver welding in combinations from 15/85 to 85/15: It has been reached with a melting point of approx. 220 °, superior to Lead but inferior to Tin / Lead, also achieving hardness and welding fixation with less moisture than the combination with Copper.

Soldadura de Estaño/Plata/Cobre y sus combinaciones a partir de un mínimo de 15% de Cobre: Lograda a una temperatura de fusión de aprox. 215°. La temperatura de fusión es inferior al Estaño/Plomo y Estaño/Plata pero siempre superior al Plomo. Menos humectación que las dos anteriores combinaciones, buen punto de dureza y probablemente más económico al incluir estaño en la combinación de materiales para soldar. Soldadura con aleaciones de Zinc/Plata/Bismuto y sus combinaciones a partir de un mínimo de 15% de cada elemento: Lograda la soldadura en una temperatura de fusión de aprox. 215°, similar a la combinación Estaño/Plata/Cobre. Humectación y flexibilidad de la soldadura mejores que el Estaño/Plata/Cobre pero probablemente más costosa económicamente. Soldadura con combinación Estaño/Zinc con un mínimo del 15% de un elemento: Se logra soldadura a temperatura de aprox. 199°. Buena resistencia pero oxidación de la soldadura en corto plazo (dependiendo de las condiciones de almacenamiento). Puede ser Tin / Silver / Copper welding and its combinations from a minimum of 15% Copper: Achieved at a melting temperature of approx. 215 °. The melting temperature is lower than Tin / Lead and Tin / Silver but always higher than Lead. Less wetting than the previous two combinations, good hardness and probably more economical by including tin in the combination of welding materials. Welding with Zinc / Silver / Bismuth alloys and their combinations from a minimum of 15% of each element: Achieves welding at a melting temperature of approx. 215 °, similar to the Tin / Silver / Copper combination. Welding moisture and flexibility better than Tin / Silver / Copper but probably more expensive economically. Soldering with Tin / Zinc combination with a minimum of 15% of an element: Welding is achieved at a temperature of approx. 199 °. Good resistance but oxidation of welding in the short term (depending on storage conditions). Can be

buena opción para productos de un solo uso. También coste económico inferior a las anteriores alternativas. Soldadura combinación Zinc/Estaño/Bismuto mínimo 15% de cada uno de los elementos: Se logra soldadura a temperatura de aprox. 190°. Posiblemente costoso económicamente pues la soldadura es complicada de manejar, muy delicada por la formación de la misma. Soldadura combinación Bismuto/Estaño mínimo 15% de un elemento: Se logra soldadura a temperatura baja: aprox. 137°. La aleación resulta en una soldadura muy
Good choice for single use products. Also lower economic cost than the previous alternatives. Zinc / Tin / Bismuth combination welding minimum 15% of each of the elements: Welding is achieved at a temperature of approx. 190 °. Possibly expensive economically as welding is complicated to handle, very delicate due to its formation. Bismuth / Tin combination welding minimum 15% of an element: Low temperature welding is achieved: approx. 137 °. The alloy results in a very weld

dura pero tendente a romper si se manipula. También buena opción para productos de un solo uso. Soldadura de Plomo/Estaño con un 15% de plomo: Punto de fusión en aprox. 184°. Soldadura fácil y rápida. hard but tending to break if handled. Also good option for single use products. Lead / Tin welding with 15% lead: Melting point in approx. 184 °. Easy and fast welding.

También Too: ventajosa económicamente por facilidad de economically advantageous by ease from

manejo driving: de los elementos (Hilo de soldar muy from the elements (Thread from Weld very

manejable). manageable).

En todas las aplicaciones y combinaciones anteriormente descritas cuanto menor sea la temperatura de soldadura, mejor será la humectación y por tanto menor la tendencia a romper o inflar el molde de soldadura. In all the applications and combinations described above, the lower the welding temperature, the better the humidification and therefore the tendency to break or inflate the welding mold.

Se ha comprobado que cuando la energía de atracción de superficie de una pastilla o del plomo es mayor que la energía aplicada en la propia superficie de la soldadura, se produce un efecto de humectación. Si la soldadura se hace de forma rápida y a temperatura muy elevada la humectación podría acumularse, dando lugar a la aparición de gas que, de no poder escapar de la soldadura, podría llegar a deformarla o incluso romperla. It has been found that when the surface attraction energy of a tablet or lead is greater than the energy applied to the weld surface itself, a wetting effect occurs. If the welding is done quickly and at a very high temperature, the humidification could accumulate, resulting in the appearance of gas that, if unable to escape from the weld, could deform or even break it.

La combinación de aleaciones/elementos propuesta permite una soldadura a temperaturas razonablemente bajas, y a una velocidad y coste de aplicación no demasiado lejana a la soldadura tradicional con plomo, la humectación necesaria en estas combinaciones es inferior a la soldadura con plomo evitando el problema de gases antes mencionado, se evitan a su vez la utilización de materiales contaminantes. The combination of alloys / elements proposed allows welding at reasonably low temperatures, and at a speed and cost of application not too distant from traditional lead welding, the necessary wetting in these combinations is lower than lead welding avoiding the gas problem The aforementioned avoids the use of polluting materials.

Descrita suficientemente la presente invención, fácil es comprender que podrán realizarse en la misma
cualesquiera modificaciones de detalle que se estimen convenientes, siempre y cuando no se alteren la esencia de la invención que queda resumida en las siguientes reivindicaciones.
Described sufficiently the present invention, it is easy to understand that they can be realized in the same
any modifications of detail that are considered convenient, as long as the essence of the invention that is summarized in the following claims are not altered.