Basismechanica

2012-2013 | Tim Fack

SOLDEREN

Plaatbewerking VTI LIER

Solderen

Inhoud

1. Inleiding pagina 2 2. Capillaire werking pagina 3

3. Soldeertoestellen pagina 4

4. Zachtsolderen pagina 5

5. Hardsolderen pagina 7

6. Werkvolgorde bij het solderen pagina 9

7. Soldeernaadvormen pagina 10

8. Bijlagen pagina 11

Tim Fack © Solderen Pagina 1 van 13

Plaatbewerking VTI LIER

Solderen

1. Inleiding Begripsverklaring Solderen is het verbinden van metalen met behulp van een toevoegmateriaal, het soldeer. De mate-rialen die je wil solderen mogen verschillend zijn (vb. koper en messing). Het soldeermateriaal maakt een verbinding tussen de materialen door het principe van de capillaire werking. Het smeltpunt van de soldeer ligt lager dan het smeltpunt van de te verbinden onderdelen. De werk-stukken worden dus niet gesmolten zoals bij het lassen. Toepassingsgebied

De soldeerverbinding wordt nog zeer vaak toegepast bij:

• Elektriciteit en elektronica (printplaten, elektromotoren, draadeinden,….)

• Installatietechniek (waterleidingen, centrale verwarming, airco, …)

• Apparatenbouw (fietsframes, autoradiatoren,….)

• Voedingsindustrie (conservenblikken,….)

Indeling van solderen De verschillende soorten solderingen worden ingedeeld volgens de werktemperatuur. De werktem-peratuur is de minimale temperatuur die de te verbinden onderdelen moeten hebben om het sol-deer te doen smelten. Als deze temperatuur niet bereikt wordt, vloeit het soldeer niet en hecht het dus ook niet aan het werkstuk. De soldeermethodes kunnen we volgens de werktemperatuur in drie grote groepen indelen.

• Zachtsolderen (werktemperatuur beneden 450°C) • Hardsolderen (werktemperatuur tussen 450°C en 850°C) • Hoogtemperatuursolderen (werktemperatuur boven de 850°C)

Tim Fack © Solderen Pagina 2 van 13

Plaatbewerking VTI LIER

2. Capillaire werking “Capillariteit (of capillaire werking) is een verschijnsel uit de natuurkunde waarbij, bijvoorbeeld, wa-ter in een zeer fijn buisje hoger stijgt dan het omringende vloeistofniveau” We moeten met andere woorden dus een zeer nauwe opening hebben tussen de te solderen onder-delen. Het soldeer ‘trekt ‘ dan als het ware in deze opening om zo een perfect dichte verbinding te creëren. De opening mag ook niet te groot zijn, anders verliezen we de capillaire werking en de sterkte van het soldeersel.

Denk aan het principe van een vloeistof thermometer….

Tim Fack © Solderen Pagina 3 van 13

Plaatbewerking VTI LIER

3. Soldeertoestellen

Soldeerbouten

Elektrische soldeerbouten Deze toestellen hebben een metalen punt die bij elektrische toestellen ongeveer 400°C kan worden. Dit zijn dus toestellen om te zachtsolderen.

Gassoldeerbouten Gassoldeerbouten hebben een ingebouwd gasreservoir dat vaak met aanstekergas gevuld kan wor-den. Met een gaskraan kan de punttemperatuur binnen bepaalde grenzen worden ingesteld. Het voordeel is dat ze draadloos zijn. Een nadeel is dat ze niet nauwkeurig kunnen worden afgesteld. Gassoldeerbouten met butaan- of propaangas kunnen temperaturen bereiken tot 1200°C

Solderen met vlam

Soldeerlamp Deze kan worden gebruikt voor het zachtsolderen. De gaspatronen kan men makkelijk omwisselen.

Autogeen lasinstallatie Met de autogeen lasinstallatie kunnen we hardsolderen. Om ons werkstuk niet te smelten stel je beter een carburerende vlam in. (acetyleenoverschot) Meer weten over vlamtoestellen….. http://www.sievert.se/

Tim Fack © Solderen Pagina 4 van 13

Plaatbewerking VTI LIER

4. Zachtsolderen Bij het zachtsolderen maken we gebruik van een soldeerbout of van een gasbrander. Als toevoegma-teriaal gebruiken we soldeertin. Deze toepassing wordt veel gebruikt om elektronische componenten te solderen aan een printplaat. Gas en waterleidingen kan men ook zachtsolderen. Belangrijke kenmerken van zachtsoldeer

• Werktemperatuur is lager dan 450°C • De te verbinden onderdelen moeten niet van hetzelfde metaal zijn • De opening tussen de te verbinden onderdelen wordt gevuld door capillaire werking. • Een zachtgesoldeerde verbinding kan niet tegen hoge drukken. • Zachtsoldeer is niet sterk • Na het solderen mag de verbinding niet warmer worden dan 100°C

Figuur 1: Soldeerbout

Soldeertin en vloeimiddel

Soldeertin is een verzamelnaam voor diverse soorten legeringen met als hoofdbestanddeel tin. Om warmwaterleidingen te solderen moet je steeds een (tin-zilversoldeer 95%-5 %) gebruiken. Dit sol-deer heeft een grotere werkingstemperatuur van 220°C.

Een vloeimiddel wordt gebruikt om het soldeer beter te laten uitvloeien en om de verbinding te beschermen tegen corrosie.

Soms is een soldeertin al voorzien van een vloeimiddel. Dit wordt dan soldeertin met harskern genoemd. Je moet dan geen vloeimiddel meer gebruiken.

Figuur 2: Soldeertin Figuur 3: Vloeimiddel

Tim Fack © Solderen Pagina 5 van 13

Plaatbewerking VTI LIER

Keuze van het soldeertin bij zachtsolderen Zachtsoldeerlegeringen Gebruik Soldeertin massief (Tin/Legering) 30/70 Vertinnen van plaatwerk 40/60 Algemeen soldeerwerk 50/50 Pijp en fittingen 60/40 Elektrotechniek en elektronica RESIST 2 Tin Zilver 96,5/3.5 Warm water en gas RESIST 3 Tin Koper 97/3 Warmbestendig Soldeertin met harskern Geen vloeimiddel nodig. (hars is het vloeimiddel) Voor kleine, niet overlappende en puntverbindin-gen van schoon koper, messing en vertinde materialen. Samenstelling is hetzelfde als de massieve soldeertin

Keuze van het vloeimiddel bij zachtsolderen

Zachtsoldeervloeistoffen Gebruik S-39 Algemeen gebruik (koper, zink, lood, ijzer en legeringen) S-39 Cu en S-65 Voor koperen waterleidingen (niet giftig) S-39 RVS Voor roestvaststaal, oud-zink en titaanzink S-39 Zn Voor zink en titaanzink FLUXINOX Roestvaststaal chloridevrij Zachtsoldeerpasta’s Gebruik PURINE Algemeen gebruik (koper, zink, lood, ijzer en legeringen) S-39 Cu PASTA Voor koperen waterleidingen (niet giftig)

Meer weten en technische fiches ….. http://www.griffon.nl/nl-nl/producten/860-soldeerproducten/

Tim Fack © Solderen Pagina 6 van 13

Plaatbewerking VTI LIER

5. Hardsolderen Bij het hardsolderen, ook wel braseren genoemd, gebruik je temperaturen boven de 450°C. Deze temperatuur kan bereikt worden met een butaangas/zuurstof brander of een acety-leen/zuurstofbrander. Als toevoegmateriaal wordt meestal een messing-, zilver-, of aluminium legering gebruikt. Bij messingsoldeer wordt als vloeimiddel een omhulsel van flux (een witachtig poeder) gebruikt. Belangrijke kenmerken van hardsolderen

• Werkingstemperatuur is hoger dan 450°C • De te verbinden onderdelen moeten niet van hetzelfde metaal zijn. • De opening tussen de te verbinden onderdelen wordt gevuld door capillaire werking. • Een hardgesoldeerde verbinding kan tegen hogere drukken • Een hardgesoldeerde verbinding is sterker dan een zachtgesoldeerde verbinding. • Na de verbinding kunnen hogere temperaturen bereikt worden dan bij zachtsoldeer. • Als vloeimiddel wordt een flux gebruikt.

Toepassingsgebied van hardsoldeer Hardsoldeer wordt veel toegepast bij:

• Stalen fietsframes • Sierraden • Leidingen en flenzen • Uitlaten • Verschillende basismaterialen die we niet kunnen lassen

Tim Fack © Solderen Pagina 7 van 13

Plaatbewerking VTI LIER

Keuze van het hardsoldeersel Hardsoldeerlegeringen Gebruik Zilverhardsoldeer 30% tot 40% zilver met cadmium Algemeen gebruik (niet bij levensmiddelen) Zilverhardsoldeer met 55% zilver zonder cadmium On- en laaggelegeerd staal, roestvast staal Zilversoldeer voor koperlegeringen On- en laaggelegeerd staal, kopernikkel en nikkel Messing hardsoldeer Sterker en warmtebestendiger dan zilver Keuze van het vloeimiddel (flux) Meestal zijn de toevoegdraden van het hardsoldeersel voorzien van een fluxpoeder. Is dit niet het geval dan kan je kiezen uit de volgende hardsoldeerpoeders. Hardsoldeerpoeders Gebruik FLUX-6 Hardsolderingen met smeltpunt tussen 600-800°C (zilver) BORACIT Hardsolderingen met smeltpunt tussen 750-1150°C (messing)

Wist je dat ….. Omdat er zilver in het toevoegmateriaal zit, het zeer duur is ± €350/kg !!

Tim Fack © Solderen Pagina 8 van 13

Plaatbewerking VTI LIER

6. Werkvolgorde bij het solderen Om te solderen kunnen we best werken volgens een stappenplan. Dit is bij het zacht- en hardsolde-ren identiek.

� Het werkstuk zuiver maken. (Vet, verf, oxidehuid,..)

� Het juiste vloeimiddel aanbrengen

� Het werkstuk fixeren (met opening voor de capillaire werking)

� De te solderen plaats gelijkmatig opwarmen

� Als het vloeimiddel is gesmolten dan kunnen we de soldeer beginnen aanbrengen.

� Het werkstuk laten afkoelen NIET MEE BEWEGEN

� De resten v.h. vloeimiddel verwijderen. (Dit veroorzaakt corrosie)

Liever een filmpje …….. http://www.youtube.com/watch?v=QcB-6Dm86J0 (zachtsolderen) http://www.youtube.com/watch?v=1qnrQMGHifE (hardsolderen)

Tim Fack © Solderen Pagina 9 van 13

Plaatbewerking VTI LIER

7. Soldeernaadvormen Bij het solderen kan je de volgende verbindingen toepassen: Stompe verbindingen De stompe verbinding moet zo veel mogelijk worden vermeden, omdat hieraan in het algemeen geen kwaliteitseisen kunnen worden gesteld.

Overlapverbinding Deze verbinding geniet de voorkeur. Het voordeel van de capillaire werking is hier optimaal de solde-ring wordt dus veel sterker dan bij een stompe verbinding.

Tim Fack © Solderen Pagina 10 van 13

Plaatbewerking VTI LIER

8. Bijlagen Nota : sommige bronnen geven andere vermeldingen. Contacteer voor gebruik de leverancier van de gebruikte producten. Toepassingsgebied hardsoldeer toevoegmateriaal (Fabrikant BOC)

Samenstelling en eigenschappen hardsoldeer. (laatse 2 zijn messingsoldeer)

Tim Fack © Solderen Pagina 11 van 13

Plaatbewerking VTI LIER

Voorkeur gebruik zachtsolderen

Max temperatuur en werkdruk solderen

Tim Fack © Solderen Pagina 12 van 13

Plaatbewerking VTI LIER

Bronvermelding

1. Vereniging Fme, Zacht en hardsolderen, 2008 http://www.induteq.nl/metaal-werktuigbouw/bestanden/VM126%20Zacht-%20en%20hardsolderen.pdf

2. Griffon. Fabrikant van vloeimiddel en flux. www.griffon.nl

3. F.Cremers e.a., Verbindingstechnieken, Wolters Plantyn 2007

4. Sievert producent van soldeertoestellen www.sievert.se

Tim Fack © Solderen Pagina 13 van 13