Anti-Oxidant Pellets

Adecuado para

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  Acondicionamiento del baño de soldadura

  El acondicionamiento del baño de soldadura se utiliza para baños de soldadura por ola o baños de soldadura por inmersión/preestañado de soldadura que funcionan en condiciones atmosféricas (sin sistemas cerrados de nitrógeno). El acondicionamiento del baño de soldadura utiliza gránulos antioxidantes para evitar la oxidación durante el funcionamiento del baño de soldadura y un aceite desoxidante para reducir la cantidad de escoria que se ha generado. El resultado será un baño de soldadura más limpio, con una mejor transferencia de calor y, por tanto, una soldadura más rápida. El acondicionamiento del baño de soldadura también reducirá el riesgo de que los óxidos acaben en la placa de circuito impreso, donde podrían crear problemas como micropuentes. Además, el consumo de soldadura se reducirá drásticamente. Para baños de soldadura de hasta 300°C, se añade 1 gránulo por kg de soldadura en el baño de soldadura . Cuando se añade soldadura fresca al baño, también se añade 1 gránulo por kg de soldadura añadida. Para baños de soldadura de 300°C-500°C, la dosificación es de 2 pellets por kg de soldadura en el baño de soldadura/soldadura fresca añadida. Para el aceite de desoxidación se realizan los siguientes pasos: Por razones de seguridad, utilice mascarilla bucal, guantes y ropa de protección. Junte la escoria en un lado de la máquina. Vierta una cucharada de IF910 sobre la escoria. Mezcle con dos espátulas de acero inoxidable hasta que se forme un polvo negro. Retire el polvo negro. Repita la operación cuando sea necesario.
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  Soldadura por ola

  La soldadura por ola es un proceso de soldadura en masa utilizado en la fabricación de productos electrónicos para conectar componentes electrónicos a una placa de circuito impreso. El proceso se utiliza normalmente para componentes con orificios pasantes, pero también puede emplearse para soldar algunos componentes SMD (Suface Mount Device) que se pegan con un adhesivo SMT (Surface Mount Technology) a la cara inferior de la placa de circuito impreso antes de pasar por el proceso de soldadura en ola. El proceso de soldadura por ola consta de tres pasos principales : Fundido, precalentamiento y soldadura. Una cinta transportadora traslada las placas de circuito impreso a través de la máquina. Las placas de circuito impreso pueden montarse en un bastidor para evitar tener que ajustar la anchura del transportador para cada placa de circuito impreso diferente. El fundido se realiza normalmente mediante un fundidor de pulverización, pero también es posible el fundido por espuma y el fundido por chorro. El flux líquido se aplica desde la parte inferior de la placa de circuito impreso en la superficie y en los orificios de la canaleta. La finalidad del flux es desoxidar las superficies soldables de la placa de circuito impreso y los componentes y permitir que la aleación de soldadura líquida establezca una conexión intermetálica con dichas superficies dando lugar a una unión soldada. El precalentamiento tiene tres funciones principales. Es necesario evaporar el disolvente del flux, ya que pierde su función una vez aplicado y puede provocar defectos en la soldadura, como la formación de puentes y bolas de soldadura, cuando entra en contacto con la ola de soldadura en estado líquido. En general, los flux a base de agua necesitan más precalentamiento para evaporarse que los flux a base de alcohol. La segunda función del precalentamiento es limitar el choque térmico cuando la placa de circuito impreso entra en contacto con la soldadura líquida de la ola de soldadura. Esto puede ser importante para algunos componentes SMD y materiales de PCB. La tercera función del precalentamiento es favorecer la humectación de la soldadura a través de los orificios. Debido a la diferencia de temperatura entre la placa de circuito impreso y la soldadura líquida, ésta se enfriará al subir por el orificio pasante. Las placas y los componentes térmicamente pesados pueden extraer tanto calor de la soldadura líquida que ésta se enfría hasta el punto de solidificación, donde se congela antes de llegar a la parte superior. Este es un problema típico cuando se utilizan aleaciones de Sn(Ag)Cu. Un buen precalentamiento limita la diferencia de temperatura entre la placa de circuito impreso y la soldadura líquida y, por tanto, reduce el enfriamiento de la soldadura líquida al subir por el orificio pasante. Esto da más posibilidades de que la soldadura líquida llegue a la parte superior del agujero pasante. En un tercer paso, la placa de circuito impreso se pasa por una ola de soldadura. Se calienta un baño lleno de una aleación de soldadura hasta alcanzar la temperatura de soldadura. Esta temperatura de soldadura depende de la aleación de soldadura utilizada. La aleación líquida se bombea a través de canales hasta un formador de olas. Existen varios tipos de formadores de olas. Una configuración tradicional es una ola de virutas combinada con una ola principal laminar. La onda de chip inyecta la soldadura en la dirección del movimiento de la placa de circuito impreso y permite soldar la cara posterior de los componentes SMD que están protegidos del contacto de la onda en la onda laminar por el cuerpo del propio componente es. La ola laminar principal fluye hacia delante, pero la placa trasera ajustable está colocada de tal forma que la placa empujará la ola hacia atrás. Esto evitará que la placa de circuito impreso sea arrastrada por los productos de reacción de la soldadura. Un formador de olas que está ganando popularidad es el de olas Wörthmann, que combina la función de la ola de chip y la ola principal en una sola ola. Esta ola es más sensible al ajuste correcto y al puenteado. Debido a que las aleaciones de soldadura sin plomo necesitan altas temperaturas de trabajo y tienden a oxidarse bastante, muchos procesos de soldadura por ola se realizan en atmósfera de nitrógeno. Una nueva tendencia del mercado y el considerado por algunos como el futuro de la soldadura es el uso de una aleación de bajo punto de fusión, ej. LMPA-Q. LMPA-Q necesita menos temperatura y reduce la oxidación. También tiene algunas ventajas relacionadas con los costes, como la reducción del consumo eléctrico, la reducción del desgaste de los soportes y la no necesidad de nitrógeno. También reduce el impacto térmico sobre los componentes electrónicos y los materiales de las placas de circuito impreso.
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  Pre-estañado

  El pre-estañado es una técnica de soldadura utilizada para alambres y cables y también para los conductores de algunos componentes electrónicos y mecánicos. El pre-estañado aplica una capa de soldadura en la superficie que proporcionará una buena soldabilidad para los siguientes procesos de soldadura. La soldabilidad de esta capa se mantiene muy bien durante el almacenamiento. El pre-estañado se suele realizar sumergiendo la superficie a soldar en soldadura líquida, que suele ser una aleación de Sn(Ag)Cu sin plomo. Algunos sistemas utilizan una pequeña ola de soldadura líquida o una boquilla que lanza un chorro de soldadura líquida para realizar la pre-estañado. El proceso de pre-estañado puede hacerse manualmente, pero en la mayoría de los casos se realiza en un proceso automatizado. Antes de soldar, el cable o hilo se sumerge en un flux de soldadura. Para evitar residuos de flux tras la soldadura, la profundidad de inmersión en el flux suele ser menor o igual que la profundidad de inmersión en la soldadura. Dependiendo de la soldabilidad de las superficies a pre-estañar, pueden utilizarse distintos flux. Para superficies difíciles de soldar, como Ni, Zn, latón, Cu muy oxidado, ... suelen utilizarse flux solubles en agua. Proporcionan una excelente soldabilidad, pero pueden y deben limpiarse después con un proceso de lavado con agua, ya que los residuos de estos flux podrían crear problemas (como por ejemplo la corrosión). Para superficies con soldabilidad normal IF 2005C o PacIFic 2009M pueden utilizarse. La temperatura de la aleación de soldadura suele ser más alta que en la soldadura por ola y selectiva, ya que así se acelera el proceso, y el riesgo de dañar los componentes es muy limitado. También es posible que el proceso de inmersión necesite eliminar/quemar el revestimiento del hilo de Cu a estañar, lo que también requiere temperaturas más altas. En general, las temperaturas de soldadura oscilan entre 300 y 450°C. Estas temperaturas oxidarán bastante la superficie del baño de soldadura. El uso de gránulos antioxidantes puede compensar esta oxidación. Algunos baños de soldadura eliminan mecánicamente la capa superior del baño de soldadura con un rascador justo antes de sumergir el componente en la soldadura. Los tiempos de inmersión dependen mucho de la masa térmica del componente a soldar y suelen ser de 0,5s a 3s.
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  Retrabajo y reparación

  El retrabajo y la reparación en una unidad electrónica pueden realizarse en unidades electrónicas defectuosas que vuelven del campo, pero también pueden ser necesarios en un entorno de producción electrónica para corregir defectos en los procesos de montaje y soldadura. Las acciones típicas de retrabajo y reparación implican la eliminación de puentes de soldadura, la adición de soldadura a componentes mal rellenos de agujeros pasantes o la adición de la soldadura que falta, la sustitución de componentes erróneos, la sustitución de componentes colocados en la dirección equivocada, la sustitución de componentes que presentan defectos relacionados con las altas temperaturas de soldadura en los procesos, la adición de componentes que se dejaron fuera del proceso debido, por ejemplo, a su disponibilidad o a su sensibilidad a la temperatura. La identificación de estos defectos puede realizarse mediante inspección visual, mediante AOI (inspección óptica automatizada), mediante ICT (pruebas en circuito, pruebas eléctricas) o mediante CAT (pruebas asistidas por ordenador, pruebas funcionales). Muchas operaciones de reparación pueden realizarse con una estación de soldadura manual que dispone de un (des)soldador con ajuste de temperatura. La soldadura se añade mediante un hilo de soldadura que está disponible en varias aleaciones y diámetros y que contiene un flux en su interior. En algunos casos se utiliza un flux líquido de reparación y/o un flux en gel para facilitar el proceso de soldadura manual. Para componentes de mayor tamaño, como BGA (Ball Grid Array), LGA (Land Grid Array) QFN (Quad Flat No Leads), QFP (Quad Flat Package), PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier),... puede utilizarse una unidad de reparación que simula un perfil de reflujo. Estas unidades de reparación están disponibles en diferentes tamaños y con distintas opciones. En la mayoría de los casos contienen un precalentamiento por la parte inferior que suele ser IR (Infrarrojos). Este precalentamiento puede controlarse mediante un termopar que se coloca en la placa de circuito impreso. Algunas unidades disponen de una unidad pick and place que facilita la correcta colocación del componente en la placa de circuito impreso. La unidad de calentamiento suele ser de aire caliente o de infrarrojos, o una combinación de ambos. Con la ayuda de termopares en la PCB, el calentador se controla para crear el perfil de soldadura deseado. En algunos casos, el reto consiste en llevar el componente a las temperaturas de soldadura sin refundir los componentes adyacentes. Esto puede resultar difícil cuando el componente a reparar es grande y tiene componentes pequeños cerca. Para los BGA con bolas de una aleación de soldadura, se puede utilizar un flux en gel o un flux líquido con mayor contenido en sólidos. En este caso, la soldadura para la unión soldada la proporcionan las bolas. Pero también es posible el uso de una pasta de soldadura. La pasta de soldadura puede imprimirse en los conductores del componente o en la placa de circuito impreso. Esto requiere una plantilla diferente para cada componente. Los BGA también pueden sumergirse en una pasta de soldadura de inmersión especial que primero se imprime en una capa con una plantilla con una gran apertura y un grosor determinado. Para los QFN, LGA QFN, QFP, PLCC,... es necesario añadir soldadura para hacer una unión soldada. En algunos casos, los QFP pueden soldarse a mano, pero la técnica requiere experiencia, por lo que es preferible utilizar una unidad de retrabajo. Los QFP y PLCC tienen cables y pueden utilizarse con una pasta de soldadura por inmersión. Los QFN, LGA's QFN que no tienen cables sino contactos planos no pueden utilizarse con una pasta de soldar por inmersión porque sus cuerpos entrarían en contacto con la pasta de soldar. En este caso, la pasta de soldadura debe imprimirse en los contactos o en la placa de circuito impreso. En general, es más fácil imprimir la pasta de soldadura en el componente que en la placa de circuito impreso, sobre todo cuando se utiliza una plantilla denominada 3D que tiene una cavidad donde se fija la posición del componente. La sustitución de componentes con orificios pasantes puede realizarse con una estación de (des)soldadura manual. Suele hacerse colocando una punta desoldadora hueca sobre la parte inferior del cable del componente que puede succionar la soldadura del orificio. La punta desoldadora tendrá que calentar toda la soldadura del orificio pasante hasta que esté totalmente líquida. En el caso de placas térmicamente pesadas, esto puede resultar muy difícil. En este caso, también se puede calentar la parte superior de la junta de soldadura con un soldador. Otra posibilidad es precalentar la placa antes de la operación de desoldadura. La soldadura del componente con orificio pasante suele realizarse con un hilo de soldadura que contiene más flux o, alternativamente, se añade flux de repaso adicional en el orificio pasante y/o en el cable del componente. En el caso de conectores de orificio pasante más grandes, puede utilizarse un baño de soldadura por inmersión para extraer el conector. Si la accesibilidad en la placa de circuito impreso es limitada, puede utilizarse una boquilla de tamaño adaptado al conector. Se recomienda el uso de flux en esta operación.

Principales ventajas

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  Disponible en aleaciones sin plomo

  Las aleaciones sin plomo son aleaciones de soldadura sin Pb que se utilizan para conectar componentes electrónicos a placas de circuito impreso (PCB) en la fabricación de productos electrónicos. En 2006 la legislación restringió el uso del plomo (Pb) por el riesgo de que los productos electrónicos al final de su vida útil depositados en vertederos contaminaran las aguas subterráneas y el Pb se introdujera en el ecosistema. Cuando el cuerpo humano absorbe el Pb, es muy difícil eliminarlo y se sabe que causa todo tipo de problemas de salud (a largo plazo). En 2006, la legislación restringió el uso del plomo (Pb). Por ello, la industria se vio obligada a buscar alternativas sin Pb. Al final, la industria se estandarizó con aleaciones de soldadura basadas en Sn(Ag)Cu. Estas aleaciones ofrecían una utilizabilidad aceptable en los procesos de soldadura existentes, en combinación con una fiabilidad mecánica suficiente de las uniones soldadas y buenas propiedades térmicas y eléctricas. El principal inconveniente de las aleaciones de Sn(Ag)Cu son sus puntos de fusión (o rangos de fusión) bastante elevados, que dan lugar a temperaturas de funcionamiento bastante altas. Esto induce tensiones termomecánicas en la unidad electrónica en los procesos de soldadura que pueden provocar daños o predaños en algunos materiales y componentes de las placas de circuito impreso sensibles a la temperatura. Las temperaturas de soldadura típicas en la soldadura por ola son de 250-280°C, en la soldadura selectiva de 260-330°C y el picoT° medido en el reflujo de 235-250°C. La aleación más popular es la Sn96,5Ag3Cu0,5 con una temperatura de fusión en torno a los 217°C, a menudo denominada SAC305. Otras versiones son SnAg4Cu0,5, SnAg3,8Cu0,7, SnAg3,9Cu0,6,...Las diferencias en el punto de fusión entre estas aleaciones y las diferencias en términos de propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas son para la mayoría de aplicaciones electrónicas y procesos de soldadura no significativas. Por razones de coste, la que tiene menor contenido en Ag es la preferida y ésa es la SAC 305. También por razones de coste, existe una tendencia hacia las aleaciones SnAgCu de bajo contenido en Ag como, por ejemplo, Sn99Ag0,3Cu0,7, Sn98,5Ag0,8Cu0,7,... a menudo denominadas aleaciones de bajo contenido en SAC. Estas aleaciones tienen un intervalo de fusión entre 217°-227°C. Esto, en la mayoría de los casos, requerirá temperaturas de trabajo más elevadas en los procesos de soldadura de hasta 10°C, lo que para algunos componentes sensibles a la temperatura puede ser significativo. Las propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas de las aleaciones con bajo contenido en SAC difieren un poco más de las aleaciones SAC estándar. En general, tienen una menor resistencia a los ciclos térmicos (fatiga), pero para la mayoría de las aplicaciones electrónicas esto no es significativo. Sin embargo, la temperatura de trabajo 10°C más alta requerida suele ser un problema en la soldadura por reflujo porque la mayoría de las unidades electrónicas tendrán uno o más componentes sensibles a la temperatura. Además, en general las uniones soldadas SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) son más débiles que las uniones soldadas a través de orificios y las aleaciones SAC en general tienen una resistencia al ciclo térmico bastante pobre, específicamente en uniones soldadas delgadas. Teniendo en cuenta todos estos parámetros, en la mayoría de los casos se optará por las aleaciones SAC estándar y no por las de bajo SAC para la soldadura por reflujo. Para la soldadura por ola la historia es un poco diferente. El baño de soldadura por ola con una aleación de soldadura sin plomo genera bastantes óxidos debido a su elevada temperatura de trabajo. Por eso muchos fabricantes optan por máquinas cerradas de nitrógeno. Sin embargo, esto requiere una inversión en infraestructura que no todos los fabricantes están dispuestos o pueden hacer. Los óxidos generados, en general, se vuelven a vender al fabricante de la aleación de soldadura donde se reciclan. El coste total para el fabricante de electrónica en este asunto es bastante elevado, sobre todo con las aleaciones de soldadura de alta Ag como la SAC305. Por eso se tiende a utilizar aleaciones con bajo contenido en SAC e incluso SnCu (sin Ag). También en este caso el punto de fusión más alto requerirá un aumento de la temperatura de funcionamiento para conseguir un relleno aceptable de los orificios pasantes. Como en la mayoría de los casos el calor se aplica desde la parte inferior y a los conductores de los componentes, los componentes sensibles a la temperatura situados en la parte superior de la placa en general no sufren demasiado por ello. En cuanto a la fiabilidad mecánica de la aleación baja en SAC y SnCu, es un problema menor porque las uniones soldadas a través de los orificios son, en general, mucho más resistentes que las uniones SMD. Cuando los componentes SMD (pegados) se sueldan por ola en la parte inferior de la placa de circuito impreso, esto puede ser diferente. También cuando hay que soldar aplicaciones térmicamente pesadas, los puntos de fusión más altos pueden dar problemas con un buen relleno de los orificios pasantes y se conocen casos en los que la temperatura de trabajo tuvo que elevarse tanto que el material de la placa de circuito impreso y algunos componentes de la cara superior resultaron dañados. En esos casos, una aleación de soldadura de bajo punto de fusión es una buena solución. Las aleaciones de bajo punto de fusión a base de SnBi nunca se consideraron una alternativa viable en el cambio de aleaciones con Pb a aleaciones sin Pb debido a su incompatibilidad con el Pb y en la fase de transición, en la que todavía muchos componentes y materiales de PCB contenían Pb, era imposible utilizarlas. Sin embargo, desde hace un par de años la industria está empezando a reconsiderar las aleaciones de bajo punto de fusión porque tienen muchas ventajas y el riesgo de contaminación por Pb se ha vuelto extremadamente bajo. Una aleación de bajo punto de fusión para soldadura como, por ejemplo, la LMPA-Q, requiere temperaturas de funcionamiento mucho más bajas que las aleaciones estándar para soldadura sin plomo. En la soldadura por reflujo requiere una T° pico de 190°C-210°C, en la soldadura por ola la temperatura del baño suele ser de 220°C-230°C y en la soldadura selectiva, la temperatura de trabajo suele ser de 240°C-250°C. Esto reduce sustancialmente el riesgo de dañar los componentes sensibles a la temperatura y los materiales de las placas de circuito impreso e incluso facilita el uso de componentes y materiales más baratos que son sensibles a la temperatura. En la soldadura por reflujo, la aleación de bajo punto de fusión también proporciona un menor vaciado en los BTC (Bottom Terminated Components). En general, las aleaciones de bajo punto de fusión tienen menos de un 10% de vaciado, mientras que las aleaciones SAC sin plomo suelen tener entre un 20 y un 30% de vaciado. En la soldadura por ola, la aleación de bajo punto de fusión permite velocidades de producción más rápidas de hasta el 70% y en la soldadura selectiva, donde la soldadura de conectores puede realizarse hasta 50 mm/s, el tiempo total del proceso puede reducirse a la mitad, aumentando la capacidad de la máquina en un 100%. Además, la aleación de bajo punto de fusión no tiene problemas con el buen relleno de agujeros pasantes en componentes térmicamente pesados. El uso de nitrógeno para la soldadura por ola y por reflujo es posible pero no necesario. Las propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas de la aleación de bajo punto de fusión LMPA-Q son suficientes para la mayoría de las aplicaciones electrónicas. Dadas todas estas ventajas, muchos ven en las aleaciones de bajo punto de fusión el futuro de la fabricación electrónica.
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  Disponible en aleaciones con base de plomo

  Las aleaciones a base de plomo son las aleaciones tradicionales a base de SnPb(Ag) que se utilizaban para conectar los componentes electrónicos a las placas de circuito impreso (PCB) en la fabricación de productos electrónicos antes de 2006. En 2006, la legislación restringió el uso del plomo (Pb) por el riesgo de que los componentes electrónicos al final de su vida útil depositados en vertederos contaminaran las aguas subterráneas y el Pb se introdujera en el ecosistema. Cuando el cuerpo humano absorbe el Pb, es muy difícil eliminarlo y se sabe que causa todo tipo de problemas de salud (a largo plazo). Por este motivo, la fabricación de productos electrónicos introdujo las aleaciones de soldadura sin plomo. Como la fiabilidad a largo plazo de las aleaciones sin plomo aún no estaba establecida en ese momento (2006), se permitió que algunas ramas críticas de la industria electrónica como, por ejemplo, la automoción, el ferrocarril, la medicina, el ejército,... siguieran utilizando temporalmente las aleaciones SnPb(Ag). Pero también en estas ramas se está eliminando gradualmente el uso de aleaciones con base de plomo. Las aleaciones más típicas para la soldadura por ola eran el Sn60Pb40 y el Sn63Pb37, con un punto de fusión en torno a los 183°C. Esto facilitaba temperaturas de funcionamiento en torno a los 250°C. El comportamiento de oxidación de las aleaciones se consideró aceptable y no fue necesario el uso de una atmósfera cerrada de nitrógeno como para las aleaciones sin plomo. Para la soldadura por reflujo, la aleación más típica fue la Sn62Pb36Ag2 con un punto de fusión en torno a los 179°C. La adición de Ag aporta una fiabilidad mecánica adicional a las uniones de soldadura SMD (dispositivo de montaje superficial) que suelen ser menos resistentes que las uniones de soldadura pasante. La aleación facilitó (midió) temperaturas máximas de entre 200-230°C. El uso de nitrógeno en el reflujo existía, pero ciertamente no estaba tan extendido como con las aleaciones sin plomo.
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  Para ambos procesos con SnPb como sin plomo

  En 2006 la legislación restringió el uso de plomo (Pb) en la fabricación de productos electrónicos. Sin embargo, se formularon muchas exenciones, principalmente debido a la falta de experiencia a largo plazo sobre la fiabilidad de las aleaciones sin plomo. Esto dio lugar a que muchos centros de fabricación de productos electrónicos utilizaran tanto aleaciones sin plomo como aleaciones con Pb en sus procesos de soldadura. Para la soldadura por ola y selectiva, muchos fabricantes de electrónica deseaban utilizar la misma química de flux con ambos tipos de aleaciones de soldadura. Esto se debía a que estaban familiarizados con la química en términos de fiabilidad. Además, introducir nuevos materiales en una fabricación puede requerir mucho papeleo, capacidad de almacenamiento extra, etc... Aunque las aleaciones sin plomo requieren temperaturas de funcionamiento más altas que las aleaciones que contienen Pb, aumentando la cantidad de flux aplicado en muchos casos se puede utilizar la misma química de flux para ambas aleaciones. Sin embargo, en algunos casos, normalmente cuando se sueldan unidades electrónicas con una masa térmica elevada, no es posible utilizar el mismo flux para ambas aleaciones de soldadura. En estos casos, suele ser necesario un flux con mayor contenido en sólidos. Existen muchos alambres y pastas de soldadura con el mismo flux tanto para aleaciones sin plomo como para aleaciones SnPb.
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  Reduce el consumo de soldadura

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  Reducción del coste de producción

Propiedades físicas y químicas

Nota

Los gránulos antioxidantes no se recomiendan en atmósferas inertes cerradas, ni para aleaciones de soldadura dopadas con Ni.

Documentos

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  TD Anti Oxidant Pellets (PDF)

  Disponible en 3 idiomas:

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  • Deutsch

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