Ferro de soldar elétrico

Um ferro de soldar elétrico é uma ferramenta aquecida pela corrente elétrica, quase sempre uma ponta de cobre aquecida por um fio resistivo, que serve para fundir a solda, uma liga de estanho, sobre uma junta, para que fios e componentes fiquem presos e conduzam a corrente. Já no século XII se usavam ferros aquecidos ao fogo para unir os chumbos dos vitrais; em 1880, Charles Ball pediu a patente de um ferro aquecido por uma corrente elétrica.

O que é

Soldar, em eletrónica, é unir peças de metal com um metal de adição, a solda, que funde a uma temperatura muito mais baixa do que as próprias peças; os especialistas chamam-lhe brasagem fraca. As peças são aquecidas mas continuam sólidas; a solda fundida corre entre elas, molha as suas superfícies e solidifica numa junta que segura e conduz a eletricidade. Em eletrónica, fixa os terminais dos componentes ao cobre de uma placa e une fios.

A solda tradicional da eletrónica era de estanho e chumbo: a liga de 63 partes de estanho para 37 de chumbo funde a 183 °C. As soldas sem chumbo, de estanho com um pouco de prata e de cobre, fundem entre cerca de 217 e 220 °C. A solda para eletrónica vende-se em fio fino com uma alma de fundente, quase sempre colofónia, uma resina de pinheiro. O ferro de soldar elétrico fornece o calor: uma ponta de cobre, aquecida por trás por um enrolamento de fio resistivo, cuja extremidade se encosta à junta.

Como funciona

O elemento de aquecimento é um fio resistivo enrolado à volta da parte de trás da ponta e isolado dela por mica ou cerâmica. Quando a corrente passa, o fio transforma a energia elétrica em calor, como qualquer resistência. A ponta é de cobre porque este metal conduz muito bem o calor: mantém-se quente enquanto cede calor à junta. A sua extremidade está coberta por uma camada fina de solda, a estanhagem. Uma ponta limpa e estanhada transmite o calor à junta através de uma pequena gota de solda fundida, coisa que uma ponta seca ou suja não consegue.

A ponta aquece em conjunto a ilha e o terminal; a solda, levada à junta, funde ali.

Ao ar, os metais cobrem-se de uma película de óxido à qual a solda fundida não adere. O fundente funde primeiro, dissolve essa película e protege a junta enquanto está quente. A solda pode então molhar o metal limpo: espalha-se pela superfície em vez de formar uma bola e liga-se a ela ao arrefecer. Uma boa junta exige, portanto, que as próprias peças estejam suficientemente quentes para fundir a solda. A solda fundida na ponta e levada a uma junta fria fica pousada à superfície sem se ligar: é uma solda fria.

Um ferro demasiado quente queima o fundente antes de este atuar e liberta mais fumo. Por isso, muitos ferros têm um termóstato que mantém a ponta a uma temperatura escolhida, suficiente para a solda usada e não mais.

Como fazer

Eis como fazer uma junta soldada com um ferro de soldar elétrico comprado, com uma marca de segurança reconhecida e o seu próprio suporte. Use fio de solda com alma de colofónia, sem chumbo se possível, e pratique em dois fios ou numa placa velha. Trabalhe numa mesa coberta com um tapete resistente ao calor, numa divisão bem arejada, com uma pequena ventoinha ou um extrator que afaste o fumo da cara.

Deixe o ferro aquecer no suporte. Limpe a ponta numa esponja húmida ou em palha de latão e toque-lhe com a ponta do fio de solda: deve ficar brilhante e prateada. Limpe as peças a unir. Torça os dois fios em conjunto, ou passe o terminal de um componente pelo seu furo na placa. Coloque a ponta de modo a tocar nas duas peças ao mesmo tempo, a ilha de cobre e o terminal, durante um instante. Leve o fio de solda à junta, do lado oposto à ponta, e não à ponta. Quando tiver corrido solda suficiente à volta, retire primeiro o fio de solda e depois o ferro. Não mexa nas peças até a solda solidificar.

Uma junta sã: a solda molhou a ilha e o terminal e solidificou num cone liso de flancos côncavos.

Uma boa junta é lisa e forma um pequeno cone de flancos côncavos, com a solda espalhada sobre a ilha e sobre o terminal. A solda sem chumbo parece mais baça do que a de estanho e chumbo. Uma bola de solda pousada na ilha, ou uma superfície cinzenta e granulosa, indica que a junta estava demasiado fria ou se mexeu ao solidificar: aqueça-a de novo com um pouco de solda nova. Corte o excesso do terminal.

A ponta está quente o suficiente para queimar a pele de imediato e incendiar papel e tecido: ponha sempre o ferro no suporte, nunca em cima da mesa, afaste o cabo da ponta e desligue-o da tomada quando parar. O fumo do fundente de colofónia é uma causa frequente de asma profissional: mantenha a cabeça fora do fumo que sobe e aspire-o. A solda de estanho e chumbo contém chumbo: lave as mãos depois de soldar e não coma nem beba na bancada. Use óculos de proteção, porque as pontas de terminais cortadas e o fundente quente podem saltar. Nunca solde num circuito ligado, e nunca abra nem repare aparelhos ligados à rede elétrica.

História e evolução

Um ferro de soldar tal como Teófilo o descreve, com uma vareta de solda de estanho.

Soldar é muito mais antigo do que a eletricidade. No início do século XII, um monge que escrevia sob o nome de Teófilo descreveu como os vidreiros montavam os vitrais. Os pedaços de vidro eram presos por perfis de chumbo, e as juntas faziam-se com um «ferro de soldar» comprido e delgado, de cabeça grossa e redonda terminada numa ponta pequena, limado, estanhado e aquecido no fogo. A solda eram varetas de estanho fundidas com uma quinta parte de chumbo, e a cera servia de fundente. Os latoeiros trabalharam muito tempo da mesma maneira. A oficina da família Dominy, em Long Island, cujas ferramentas o Winterthur Museum guarda, tinha ferros de cobre e de ferro feitos entre 1800 e 1812. Usavam-se dois ferros alternadamente, um a aquecer no fogo enquanto o outro trabalhava, com resina ou bórax como fundente.

O aquecimento elétrico acabou com o fogo. A 13 de dezembro de 1880, Charles E. Ball, de Filadélfia, pediu a patente de um ferro de soldar cuja ponta fazia parte de um circuito elétrico. Duas varetas de cobre, isoladas uma da outra no cabo, levavam a corrente de uma pilha ou de um dínamo a uma ponta de platina, que a corrente aquecia o suficiente para fundir a solda forte dos joalheiros, trabalho feito até então com maçarico. A 5 de novembro de 1889, Willard Miner, de Plainfield, em Nova Jérsia, pediu a patente de um ferro aquecido por um enrolamento à parte: uma cabeça maciça de cobre com um enrolamento de fio de alpaca à volta de uma parte estreitada, sem lhe tocar, dentro de um invólucro isolante. Em 1893, Samuel Jenkins, de Boston, patenteou para a American Electric Heating Company um ferro com núcleo de cobre e um fio de aquecimento à volta, para tensões até 220 volts. Estes ferros espalharam-se com a eletricidade nas oficinas, e a rádio, depois toda a eletrónica, fizeram do pequeno ferro e da solda com alma de colofónia uma ferramenta de base.

As preocupações com a saúde mudaram depois os materiais. A União Europeia proibiu o chumbo na maior parte dos equipamentos elétricos e eletrónicos novos a partir de 1 de julho de 2006, e as soldas sem chumbo, que fundem a temperaturas mais altas, tornaram-se a regra para os aparelhos vendidos no seu território.