Quando encontramos um aumento anormal na escória de soldagem por onda, muitas vezes suspeitamos primeiro de uma volatilização incompleta do Fluxo ou de um bocal de onda entupido. No entanto, para identificar verdadeiramente a causa raiz, devemos comparar simultaneamente a resposta de acoplamento das flutuações da composição da barra de estanho com a velocidade do transportador, a temperatura de pré-aquecimento e a altura da onda. Por exemplo, um cliente que utilizou barras de estanho com pureza de 99,99% a uma velocidade de transporte de 1,2 m/min e altura de onda de 8 mm produziu uma média de 180 g de escória por dia. Depois de mudar para barras de estanho contendo 99,3% de antimônio, a quantidade de escória aumentou para 320 g, e a escória parecia solta e porosa. Isto indica que os elementos de impureza não apenas aceleram a oxidação, mas também alteram a densidade e o comportamento de descascamento do filme de óxido.
As diferenças na pureza da barra de estanho afetam diretamente a taxa de regeneração e a adesão do filme de óxido. A 255°C no estado fundido, a espessura do filme de óxido de barras de estanho de 99,99% permanece estável em 8–12 nm. Em contraste In, devido ao efeito catalítico das impurezas de cobre e ferro, o filme de óxido de barras de estanho contendo 99,3% de chumbo atinge mais de 25 nm de espessura em 4 horas na mesma temperatura, acompanhado por uma grande quantidade de inclusões duras de FeSn₂. Estas inclusões tornam a película de óxido mais propensa a quebrar-se em escória escamosa sob perturbação das ondas, em vez de ser continuamente arrastada pelo raspador. Se a intensidade da proteção com nitrogênio for reduzida de 500 L/min para 300 L/min, a quantidade de escória das barras de estanho 99,99% aumenta apenas 12%, enquanto a das barras de estanho 99,3% aumenta 67%. Isto prova que as barras de estanho de baixa pureza são muito mais sensíveis ao controle da atmosfera do que os modelos de alta pureza.
O impacto das mudanças na velocidade do transportador em diferentes barras de estanho exibe um ponto de inflexão não linear. Quando a velocidade do transportador é aumentada de 0,8 m/min para 1,0 m/min, a quantidade de escória das barras de estanho 99,99% aumenta ligeiramente em 9%, enquanto a das barras de estanho 99,3% aumenta 31%. Isso ocorre porque o filme de óxido ainda pode se auto-reparar parcialmente na faixa de baixa velocidade; uma vez excedida a tensão crítica de cisalhamento, as regiões enriquecidas com impurezas se desprendem primeiro. Quando a altura da onda é ajustada de 6 mm para 10 mm, a quantidade de escória das barras de estanho de alta pureza aumenta apenas 15% devido à sua boa fluidez de fusão e tensão superficial uniforme. Contudo, para barras de estanho contendo antimônio, a quantidade de escória aumenta em 44% devido à segregação intensificada, e a proporção de esferas de estanho na escória aumenta de 11% para 29%. Isto indica que o aumento da altura amplifica o efeito de instabilidade da interface causado pela não uniformidade composicional.
A correspondência entre as configurações de temperatura de pré-aquecimento e as barras de estanho é extremamente forte. Com 99,99% de barras de estanho pré-aquecidas a 120°C, o fluxo é totalmente ativado com solvente residual mínimo, resultando em impacto fraco de vapor de água na zona das ondas e escória fina que é fácil de raspar. No entanto, para barras de 99,3% de estanho à mesma temperatura, devido à pirólise retardada de impurezas e complexos de colofónia, o ponto de activação óptimo só é alcançado a 135°C. Se o processo for forçado a funcionar com parâmetros para barras de estanho de alta pureza, o fluxo não decomposto entrará na onda e causará ebulição explosiva, rasgando diretamente o filme de óxido e arrastando partículas de metal para formar escória grumosa. Depois que uma fábrica aumentou uniformemente a temperatura de pré-aquecimento de 120°C para 135°C, a quantidade diária de escória de barras de estanho 99,3% diminuiu 22%, mas a de barras de estanho 99,99% aumentou 18% devido à carbonização prematura do fluxo. Isto mostra que uma temperatura de pré-aquecimento mais elevada nem sempre é melhor; ela deve ser travada para corresponder às características de resposta térmica das barras de estanho.
A adaptabilidade do material e do ângulo do raspador às diferentes morfologias da escória varia significativamente. Os raspadores de aço carbono apresentam desempenho estável ao manusear a escória fina e densa produzida pelas barras de estanho 99,99%, mas são propensos a lascar as bordas quando confrontados com a escória dura e em blocos gerada pelas barras de estanho 99,3%. Depois de mudar para raspadores temperados SKD11, a vida útil foi estendida em 3,2 vezes. Quando o ângulo de inclinação do raspador é aumentado de 5° para 8°, a taxa de remoção de escória das barras de estanho de alta pureza melhora em 14%. No entanto, para barras de estanho contendo antimônio, devido à alta fragilidade da escória, o aumento do ângulo de inclinação leva a uma raspagem descontínua e a um aumento de 9% no resíduo de escória. Isto indica que os parâmetros de descascamento mecânico devem ser ajustados dinamicamente de acordo com as características físicas da escória, em vez de aplicar uma abordagem única para todos.
Considerando o custo geral de troca de linha e a pressão de manutenção, produtos de lotes pequenos e de alta confiabilidade devem usar barras de estanho de 99,99% com proteção total de nitrogênio (≥500 L/min), velocidade do transportador ≤1,1 m/min, altura de onda 7–8 mm e pré-aquecimento a 120°C. Nestas condições, a quantidade de escória pode ser controlada dentro de 150 g por turno. Para placas de consumo de lotes médios a grandes, onde o custo é uma preocupação, barras de estanho contendo 99,3% de antimônio podem ser selecionadas, mas o material raspador deve ser atualizado simultaneamente, a temperatura de pré-aquecimento aumentada para 135°C e o fluxo de nitrogênio mantido em não menos que 400 L/min. Caso contrário, o risco de geração descontrolada de escória é extremamente alto. A mistura dos dois tipos de barras de estanho sob condições isentas de nitrogênio é estritamente proibida, pois a contaminação cruzada de escória residual degradará rapidamente a qualidade do filme de óxido das barras de estanho de alta pureza. Certa vez, uma fábrica registrou uma duplicação da quantidade de escória para barras de estanho de 99,99% em duas semanas devido a esse problema.
