El control de defectos de fundición de barras de soldadura exige una atención rigurosa a la dinámica térmica, el comportamiento de la interfaz del molde y la consistencia metalúrgica, porque incluso desviaciones menores en la velocidad de enfriamiento o la segregación de la aleación pueden desencadenar porosidad, cavidades de contracción o rugosidad de la superficie que comprometen la confiabilidad del trefilado y la soldadura por ola. La soldadura fundida debe mantenerse a un sobrecalentamiento estable de 20 a 30 °C por encima del líquido antes de verterla, y la velocidad de fundición debe sincronizarse con la capacidad de extracción de calor para evitar frentes de solidificación desiguales que promuevan la contracción de la línea central o la microporosidad interdendrítica.
La temperatura de precalentamiento del molde debe permanecer entre 150 y 220 °C dependiendo del tipo de aleación, ya que un precalentamiento insuficiente provoca una rápida formación de una capa fría y aumenta el atrapamiento de inclusiones de óxido, mientras que el precalentamiento excesivo acelera la erosión del molde e introduce contaminación de carbono de los recubrimientos de grafito, los cuales degradan la resistencia a la tracción y el comportamiento de humectación durante el reflujo. El acabado de la superficie del molde debe mantenerse por debajo de Ra 0,8 µm usando pulido de grano fino, porque los rayones o picaduras actúan como sitios de nucleación de bolsas de gas y facilitan la adherencia localizada durante la expulsión, lo que resulta en desgarros de la superficie o relleno incompleto en los extremos de las barras.
Las tolerancias de composición de la aleación deben aplicarse dentro de ±0,05% en peso para los elementos Sn, Pb, Ag y Cu, ya que excesos menores de antimonio o bismuto aumentan la susceptibilidad Al desgarro en caliente durante la solidificación final, y el contenido de trazas de oxígeno por encima de 10 PPM promueve la formación de escoria que se incrusta en la superficie de la barra como inclusiones no metálicas visibles con un aumento de 10×. La desgasificación con nitrógeno de alta pureza a 0,2 MPa durante 4 a 6 minutos antes de la fundición reduce la solubilidad del hidrógeno y suprime la generación de poros, especialmente crítico para las aleaciones Sn96.5Ag3.0Cu0.5 y Sn63Pb37 donde el rango de solidificación supera los 15 °C.
Los sistemas de extracción guiados por rodillos deben mantener una tensión constante dentro de ±2,5 N durante la colada continua, porque la fuerza de tracción fluctuante induce ondulaciones longitudinales y bandas de corte internas que se convierten en puntos de iniciación de fractura durante operaciones posteriores de laminado o corte. El caudal de agua de refrigeración a través de la camisa del molde se debe mantener entre 8 y 12 l/min a una temperatura de entrada de 25 ± 2 °C, ya que un flujo más bajo causa acumulación térmica y microsegregación, mientras que un flujo más alto corre el riesgo de agrietarse por choque térmico en la capa exterior antes de que se complete la solidificación total del núcleo.
Cada lote requiere escaneo ultrasónico en tres posiciones axiales por metro para detectar huecos en el subsuelo de más de 0,15 mm de diámetro, y la inspección de la superficie bajo iluminación LED de 500 lux con iluminación oblicua de 45° identifica rayas de oxidación, cierres en frío o marcas de arrastre que indican un desmolde inadecuado o una presión metalostática inconsistente. Las comprobaciones dimensionales utilizando calibradores digitales calibrados deben confirmar la tolerancia de la sección transversal dentro de ±0,12 mm para barras estándar de 6,0 mm de diámetro, porque la falta de redondez que excede los 0,08 mm provoca atascos en los alimentadores automáticos de alambre de soldadura y un volumen de deposición inconsistente durante la soldadura selectiva.
Las barras de soldadura terminadas se someten a pruebas de flexión sobre un mandril de 10 mm sin agrietarse, y las muestras extraídas de los segmentos inicial/medio/final se someten a calorimetría de barrido diferencial para verificar el inicio de la fusión eutéctica dentro de ±0,8°C de la especificación, porque una desviación más allá de este rango indica una composición fuera de proporción o segregación residual que afecta la velocidad de formación de juntas y la cinética de crecimiento intermetálico en el ensamblaje de PCB real. Cualquier barra que no cumpla con los criterios visuales, dimensionales o mecánicos se pone en cuarentena de inmediato y el análisis de la causa raíz se remonta a los datos de los registros del horno, los registros de mantenimiento del molde y los niveles de humedad ambiental registrados durante el turno de fundición.
