Inhoud
Solderen biedt een manier om metalen onderdelen stevig met elkaar te verbinden. Vaak wordt het gebruikt voor elektronische componenten, omdat de geleidbaarheid van het materiaal behouden blijft. U kunt echter ook andere metalen werkstukken verbinden door te solderen. Behalve de juiste techniek is het belangrijk hiervoor de juiste materialen en gereedschappen te kiezen. Hier leest u waar u op moet letten als u wilt leren solderen, wat het verschil is tussen hard- en zachtsolderen en hoe u stap voor stap een soldeerverbinding maakt.
Wat is solderen?
Met solderen kunnen onderdelen van metaal permanent met elkaar worden verbonden. Het maakt niet uit of ze van dezelfde of van verschillende metalen zijn gemaakt, zolang de materialen maar soldeerbaar zijn. De verbinding wordt gemaakt met behulp van een derde materiaal, in vakjargon soldeer genoemd. Het soldeer wordt op de raakvlakken aangebracht en gesmolten, zodat het een legering vormt met de andere metalen. Het soldeermateriaal is meestal een metaallegering, die moet worden afgestemd op de andere materialen. Tijdens het uitharden wordt een materiaalverbinding gevormd die alleen kan worden losgemaakt door middel van desolderen, oftewel het soldeer vernietigen.
Soldeerverbindingen zijn geschikt voor zeer fijne werkstukken, maar ook voor grotere oppervlakken. De soldeerverbinding beïnvloedt de stroom- en warmtegeleidende eigenschappen niet. In tegenstelling tot bij lassen blijft de werktemperatuur onder de 1.000 graden Celsius en kan de gesoldeerde verbinding indien nodig worden verwijderd, in tegenstelling tot een lasnaad. Vanwege deze voordelen wordt solderen in de meest uiteenlopende gebieden toegepast.
- Elektronica en elektrotechniek: solderen wordt veelal gebruikt om elektrische componenten en geleiders op een printplaat met elkaar te verbinden. U kunt de metalen draden van een kabel ook rechtstreeks met elkaar verbinden.
- Installatietechniek: metalen buizen worden aan elkaar gesoldeerd als het materiaal zelf niet geschikt is om te lassen, of wanneer het materiaal te dun is. U kunt bijvoorbeeld dakgoten of koperen buizen met elkaar verbinden door te solderen.
- Voertuig- en carrosseriebouw: het voordeel van solderen is dat het materiaal dat wordt verbonden, niet vervormt door de relatief lage temperatuur. Hierdoor verdient deze methode de voorkeur voor precieze en dragende verbindingen.
Soldeerverbindingen zijn niet zo sterk als lasverbindingen. In de praktijk zijn er echter gevallen waarin de verbinding niet zo belastbaar hoeft te zijn, of waarbij de materialen niet bestand zijn tegen de hoge temperaturen van lassen. In deze gevallen verdient solderen de voorkeur, vooral omdat het minder moeite kost dan lassen.
Welke materialen kunnen worden gesoldeerd?
Op enkele uitzonderingen na is solderen beperkt tot metalen en metaallegeringen. Glas en keramiek kunnen ook worden gesoldeerd, maar het proces is anders en vereist speciale apparatuur. Er zijn zelfs enkele metalen die niet of slechts onder bepaalde omstandigheden kunnen worden gesoldeerd.
Het meest geschikt voor solderen zijn ijzer en staal, edelmetalen, nikkel en legeringen daarvan, evenals koper en koperlegeringen zoals brons of messing. Moeilijker om te solderen zijn aluminium, tin, zink of roestvrij staal. Bij de laatstgenoemde metalen moet u erop letten dat u speciaal soldeer en flux (vloeimiddel) kiest en bijzonder voorzichtig te werk gaat. Van alle lichtmetalen kan alleen aluminium, inclusief legeringen ervan, worden gesoldeerd.
Verschillende methodes: hard- en zachtsolderen
Hoe hoger de temperatuur tijdens het solderen, hoe sterker en veerkrachtiger de soldeerverbinding achteraf is. Op basis hiervan wordt een onderscheid gemaakt tussen twee soorten solderen:
- Bij zachtsolderen ligt de temperatuur tussen 180 en 250 graden Celsius. Het wordt voornamelijk gebruikt voor puntverbindingen met soldeerbouten of soldeerpistolen voor elektrotechnische toepassingen. Solderen op een printplaat vereist geen hoge temperatuur, aangezien de componenten gewoonlijk niet onder mechanische spanning staan. Ook als er speciale eisen worden gesteld op het gebied van corrosiebescherming, bijvoorbeeld bij drinkwaterleidingen, geniet zachtsolderen de voorkeur.
- Bij hardsolderen, ook wel braseren genoemd, wordt een temperatuur tussen 450 en 900 graden Celsius bereikt. Hiervoor heeft u speciale soldeerbranders en zogenaamd hardsoldeer nodig, waarmee robuuste verbindingen met een groot oppervlak kunnen worden gemaakt. Dit wordt vooral toegepast in de industrie en productie. Vanwege de hoge temperaturen moeten ook speciale brandveiligheidsvoorschriften in acht worden genomen.
Zacht- en hardsolderen verschillen dus niet alleen qua werktemperatuur en sterkte, maar u heeft ook andere uitrusting nodig om goed te kunnen solderen.
Soldeer en vloeimiddel kiezen
Soldeer voor zachtsolderen is een legering die voornamelijk uit tin bestaat, naast bijvoorbeeld lood, koper of zilver. Hardsoldeerlegeringen bestaan daarentegen voornamelijk uit messing of zilver. Welke stoffen in welke verhouding voorkomen, wordt bepaald door het smeltgedrag. Het is uiteraard belangrijk dat u altijd soldeer kiest waarvan het smeltpunt onder dat van het te verbinden materiaal ligt.
Lange tijd werd soldeer met een hoog loodgehalte gebruikt omdat het zeer gemakkelijk te verwerken is. Sinds het gebruik van zware metalen vanwege de gezondheidsrisico’s en het milieu aan meer regels gebonden is, wordt het in de professionele sfeer niet meer aanbevolen. Gebruik liever loodvrij soldeer.
Soldeer wordt meestal gebruikt in de vorm van soldeerdraad of als soldeerpasta, maar af en toe ook in de vorm van een staaf. Het bevat meestal een vloeimiddel (flux) van colofonium. Flux maakt het verdelen van het soldeermateriaal makkelijker en voorkomt dat de soldeerverbinding naderhand gaat oxideren. Als u soldeer gebruikt waar nog geen vloeimiddel in zit, moet u extra soldeervloeistof (voor zachtsolderen) of hardsoldeerpasta gebruiken om een gelijkmatig vloeigedrag te krijgen.
Het juiste gereedschap
U hebt verschillende opties bij het kiezen van een soldeerapparaat. De doorslaggevende factoren zijn welke methode u kiest, het formaat van de beoogde soldeerverbinding en hoe vaak u het apparaat wilt gebruiken.
- Soldeerbouten en soldeerpistolen zijn geschikt voor zachtsolderen. Ze bestaan uit een soldeerstift (ofwel soldeerpunt) en een geïsoleerd handvat. De stroomvoorziening geschiedt door middel van een kabel of een ingebouwde oplaadbare batterij. Als u vaak moet werken op plaatsen zonder stroomvoorziening, zijn er ook versies met een gastank. Beide apparaten zijn verkrijgbaar in uitvoeringen met een vermogen van 15 tot 100 watt. In tegenstelling tot een soldeerbout bereikt een soldeerpistool de werktemperatuur al na enkele seconden en is daarom handig voor snel en kortstondig gebruik (bijv. reparaties), terwijl een soldeerbout betere resultaten geeft bij langdurig gebruik.
- Soldeerstations zijn ook ontworpen voor zachtsolderen, maar bieden veel meer flexibiliteit bij het werken. Ze bevatten een soldeerbout met verwisselbare soldeerstiften en een elektronische temperatuurregeling. De gewenste temperatuur wordt vooraf ingesteld en tijdens het werkproces automatisch gecontroleerd en zo nodig bijgesteld. Zo zijn de omstandigheden tijdens het solderen optimaal.
- Voor hardsolderen worden gewoonlijk soldeerlampen of soldeerbranders gebruikt. Het zijn krachtige gasbranders die werktemperaturen tot 1.800 graden Celsius bereiken. Bij correct gebruik zijn ze ook geschikt voor het zachtsolderen van grotere oppervlakken. Dit wordt echter alleen aanbevolen als u enige werkervaring hebt, en ook dan is grote voorzichtigheid geboden.
Correct leren solderen: stap voor stap
- Grondig reinigen vóór het solderen
Alle onderdelen en de soldeerstift moeten vrij zijn van olie, vet en oxidatieresten. Gebruik metaalwol of een vochtige spons voor de soldeerstift en maak alles grondig schoon. - Beschermingsmiddelen
Hoge temperaturen, vonken en dampen verhogen het risico op ongevallen en letsel bij het solderen. Bescherm uw werkplek met een brandwerende mat tegen rondvliegende vonken. Bescherm uw ogen met een veiligheidsbril. Gebruik een ademhalingstoestel om uzelf te beschermen tegen gevaarlijke dampen. Als u de flux handmatig toevoegt, moet u ook beschermende handschoenen dragen. - Het soldeerapparaat voorverwarmen
Zet de soldeerbout aan en plaats deze op een veilig oppervlak totdat hij op werktemperatuur is gekomen. Bij soldeerpistolen is deze stap niet nodig, omdat deze binnen enkele seconden al op temperatuur komen. - Zet de onderdelen vast
Zet de onderdelen vast, zodat ze niet kunnen verschuiven totdat ze zijn afgekoeld. Kabels kunnen in elkaar worden gedraaid, printplaatcomponenten kunnen op de printplaat worden vastgeklikt en buizen kunnen met schroefklemmen worden vastgezet.
De afstand tussen beide helften moet tussen 0,2 en 0,4 millimeter liggen om een capillair effect te creëren en het soldeer volledig te laten doordringen. - Verwarm de soldeerplek
Verwarm nu de soldeerplek door de soldeerbout gedurende ongeveer twee seconden rechtstreeks op de soldeerplek te houden.
Als u een soldeerbrander gebruikt, bijvoorbeeld om een koperen buis te solderen, moet u deze onder de buis houden. Omdat de warme lucht opstijgt, maakt dit het gemakkelijker om de buis gelijkmatig te verwarmen. - Breng het soldeer aan
Doe nu soldeer op de soldeerplek en verwarm deze opnieuw met de soldeerbout, ongeveer twee seconden. Het moet onmiddellijk smelten en gelijkmatig uitlopen.
Na vier tot uiterlijk zes seconden moet u de soldeerstift van de soldeerplek verwijderen. Anders bestaat het risico dat onderdelen worden beschadigd en de geleidende eigenschappen verloren gaan. - Laat de soldeerverbinding drogen
Nu moet u alleen nog wachten tot het soldeer volledig is afgekoeld en uitgehard. Dit kan enkele uren duren, afhankelijk van de bedrijfstemperatuur. Vermijd gedurende deze tijd dat de onderdelen aan trillingen worden blootgesteld.
Waaraan herkent u, of u op de juiste manier soldeert?
Als u niet veel ervaring hebt met solderen, is het soms moeilijk te beoordelen of een soldeerverbinding goed gelukt is. Het moet:
- een gelijkmatig oppervlak hebben.
- metaalachtig glanzen (dof met loodvrij soldeer).
- de contactoppervlakken van de onderdelen volledig bedekken.
In de elektrotechniek worden soldeerfouten uiterlijk dan ontdekt, wanneer de elektriciteit niet (voldoende) wordt geleid. In dit geval spreken we van een koude soldeerverbinding. Dit euvel komt voor wanneer het soldeer te vroeg op de soldeerverbinding wordt aangebracht of wanneer er al wordt gesoldeerd voordat de soldeerbout de gewenste temperatuur heeft bereikt. Maar ook het gebruik van te veel soldeer of het bewegen van de componenten vóór het uitharden kan leiden tot foutieve soldeerverbindingen.
Het is niet zo’n goed idee om de soldeerverbinding opnieuw te bewerken met de soldeerbout. De beste oplossing is desolderen. Het oude soldeer wordt verhit en verwijderd met behulp van desoldeerapparatuur, desoldeervlecht of een desoldeerpomp. De soldeerverbinding wordt vervolgens volledig opnieuw gemaakt. Deze procedure wordt niet alleen gebruikt voor soldeerfouten, maar ook voor het vervangen van defecte onderdelen.
Veelgestelde vragen over het leren van solderen
• Bij zachtsolderen ligt de temperatuur tussen 180 en 250 graden Celsius. Het wordt voornamelijk gebruikt voor puntverbindingen met soldeerbouten of soldeerpistolen voor elektrotechnische toepassingen, vaak op printplaten.
• Bij hardsolderen wordt een temperatuur van 450 tot 900 graden Celsius bereikt. Dit vereist speciale soldeerbranders en zogenaamd hardsoldeer, waarmee robuuste verbindingen met een groot oppervlak kunnen worden gemaakt. Vanwege de hoge temperaturen moeten ook speciale brandveiligheidsvoorschriften in acht worden genomen.
De beste materialen om te solderen zijn ijzer en staal, edelmetalen, nikkel en legeringen daarvan, evenals koper en koperlegeringen zoals brons of messing.
Het is veel moeilijker om aluminium, tin, zink of roestvrij staal te solderen. Hier moet u erop letten dat u speciaal soldeer en vloeimiddel kiest en bijzonder voorzichtig te werk gaat om een stabiele en geleidende verbinding tot stand te brengen. Overigens kan van alle lichtmetalen alleen aluminium worden gesoldeerd.
Een gelukte soldeerverbinding moet
• een gelijkmatig oppervlak hebben
• metaalachtig glanzen (dof bij loodvrij soldeer)
• de contactoppervlakken van de onderdelen volledig bedekken.
Bij desolderen wordt het oude of defecte soldeer verhit en verwijderd met behulp van desoldeerapparatuur, desoldeerdraad of een desoldeerpomp. Vervolgens wordt de plek volledig opnieuw gesoldeerd. Desolderen wordt niet alleen gebruikt bij soldeerfouten, maar ook voor het vervangen van defecte onderdelen.
Bron afbeelding:
© gettyimages.de – wattanaphob
