Uitleg: solderen begrijpelijk uitgelegd
In onze Conrad Academy vindt u een duidelijke video waarin Sven beginners uitlegt hoe je op de juiste manier soldeert en desoldeert. Daarin gaat het niet alleen maar om het solderen van diverse soorten printplaten.
Voor elektronicaprofessionals die dagelijks met een soldeerapparaat werken is het routine. Maar als u de soldeerbout maar af en toe gebruikt, is het resultaat vaak onbevredigend. Met een handleiding erbij hoeft op de juiste manier solderen niet moeilijk te zijn, want ook zonder ervaring kunt u gemakkelijk leren solderen. Aan de hand van uitgebreide interessante informatie laten we u zien hoe het in zijn werk gaat.
Al duizenden jaren houdt de mens zich bezig met het bewerken van metalen. En al net zo lang bestaat de wens om deze metalen permanent met elkaar te kunnen verbinden. Zo werden 5000 jaar voor het begin van onze jaartelling al metalen als koper, zilver en goud gecombineerd om er sieraden of cultusobjecten van te maken. Als soldeermetaal werd destijds een legering van koper en goud of koper en zilver gebruikt.
Door de ontdekking van tin als soldeermetaal maakte de soldeertechniek een grote ontwikkeling door. Al in het oude Rome werden zo’n 4000 jaar geleden loden pijpen aan elkaar gesoldeerd tot waterleidingen.
Op ambachtelijke wijze werden kachels en badkuipen gemaakt van bronzen platen die vervolgens aan elkaar werden gesoldeerd. Maar ook wapen- en edelsmeden maakten van deze techniek gebruik om metalen met elkaar te verbinden.
In de loop van de tijd werd de soldeertechniek steeds gangbaarder en geavanceerder. Naast de toepassing door ambachtslieden werd solderen ook in de elektrotechniek steeds belangrijker. Elke servicemonteur die zich bezighoudt met onderhoud en reparatie van elektronische apparatuur heeft een soldeerbout in zijn of haar gereedschapskoffer. En zonder geautomatiseerde soldeerprocessen zou de massaproductie van elektronische printplaten tegenwoordig ondenkbaar zijn.
De nieuwste fase in de evolutie van de soldeertechnologie, waarvan de oorsprong eeuwenoud is.
Solderen en lassen zijn materiaalbindende verbindingen die op drie manieren van elkaar verschillen:
1. Bedrijfstemperatuur
Bij hardsolderen wordt het soldeertin al vloeibaar bij temperaturen lager dan 1000 °C, maar bij autogeenlassen bereikt de zuurstof-acetyleenvlam een temperatuur van bijna 3000 °C.
2. Soort verbinding
Bij lassen worden de te verbinden materialen vloeibaar in het naadgebied. De toevoegde lasdraad dient voor het opvullen van gaten en kan de eigenschappen van het gesmolten materiaal beïnvloeden. Bij solderen worden de materialen slechts zodanig verhit dat er een oppervlakkige verbinding met het met soldeertin ontstaat. Van het versmelten van de werkstukken, zoals bij lassen, is geen sprake.
3. Sterkte van de verbinding
In principe geldt: hoe hoger de temperatuur bij het verbinden, des te groter de duurzaamheid, ofwel de sterkte, van de verbinding. Hierdoor levert een lasverbinding een hogere sterkte van de te verbinden metalen op dan een soldeerverbinding. En een harde soldeerverbinding is weer sterker dan een zachte soldeerverbinding.
Samenvatting
Bovendien zijn niet alle materialen of verbindingspunten bestand tegen de hoge temperaturen tijdens het lassen. In dat geval is solderen nodig. Vanwege de geringe materiaaldikte worden dakgoten gesoldeerd in plaats van gelast. En het solderen van koperen buizen is een van de basisvaardigheden van een installatiespecialist.
Beide soorten verbindingen zijn soldeerprocessen. Toch zijn er aanzienlijke verschillen in de toepassingsgebieden en procedures:
Zacht solderen
Bij zachtsolderen vindt de verhitting selectief plaats.
Zachtsolderen wordt voornamelijk toegepast in de elektrotechniek, bijvoorbeeld om onderdelen elektrisch geleidend met een printplaat te verbinden. Servicewerkzaamheden in deze branche worden dan ook voornamelijk uitgevoerd met behulp van zachtsolderen. Deze techniek biedt veel voordelen:
- De soldeertemperatuur ligt tussen 180 en 250 °C, waardoor de te verbinden onderdelen thermisch niet overlast worden.
- De soldeerverbinding biedt voldoende mechanische sterkte, zodat zelfs grotere onderdelen stevig kunnen worden vastgehouden.
- De soldeerbout verhit het materiaal slechts selectief, wat betekent dat het soldeerproces snel kan worden uitgevoerd. Afgezien van soldeerdampafzuiging zijn er geen speciale beschermingsmaatregelen nodig.
Solderen
Tijdens het hardsolderen wordt een groot oppervlak verhit.
Bij hardsolderen liggen de temperaturen beduidend hoger en er wordt ook niet plaatselijk gewerkt. Als een soldeerverbinding wordt uitgevoerd bij meer dan 450 °C spreken we van hardsolderen. Ook hierbij zijn een paar aandachtspunten van belang:
- Sommige hardsoldeerlegeringen hebben een smeltpunt van bijna 1000 °C. Deze temperaturen kunnen niet worden bereikt met soldeerbouten. Daarom worden geschikte soldeerbranders gebruikt.
- Het temperatuureffect is niet plaatselijk, maar over een groot gebied. Hierdoor vloeit het soldeer goed.
- Net als bij lassen moeten bij hardsolderen de relevante brandbeveiligingsvoorschriften in acht worden genomen.
- Vanwege de hoge temperaturen zijn vuurvaste kleding, een schort en een verduisterde veiligheidsbril vereist.
In principe kunnen veel metalen en legeringen aan elkaar worden gesoldeerd. Met universele soldeermetalen en vloeimiddelen kunt u de volgende materialen probleemloos aan elkaar solderen:
- Koper (Cu) en koperlegeringen zoals messing (Me) of brons (Br)
- Nikkel en nikkellegeringen
- Ferromaterialen Staal
- Edele metalen
Voor andere metalen, zoals aluminium (Al), tin, zink, lood of roestvast staal zijn speciale soldeermetalen of vloeimiddelen nodig. In het onderdeel ‘Aluminium solderen: zo gaat dat in zijn werk!’ gaan we dieper in op het onderwerp en laten we zien waar u bij het solderen van aluminium moet letten. Zachtsolderen van roestvast staal gebeurt in principe op dezelfde manier.
Als het in het dagelijkse spraakgebruik gaat over ‘solderen’ wordt meestal zachtsolderen bedoeld. In tegenstelling tot hardsolderen, dat hoofdzakelijk door professionals wordt uitgevoerd, zijn de benodigdheden voor zachtsolderen in nagenoeg elk huishouden te vinden.
1. Soldeerapparaat
Soldeerbout
Om de warmte te genereren die nodig is om te kunnen solderen, hebt u een soldeerbout nodig. In de meeste gevallen maken doe-het-zelvers en hobbyisten gebruik van een handsoldeerbout zonder temperatuurregeling. Deze prijs-kwaliteitverhouding van deze soldeerbouten is heel goed, waardoor de kosten niet te zwaar wegen op het hobbybudget. Bovendien zijn ze verkrijgbaar in de meest uiteenlopende soorten en formaten, zodat de verschillende soldeertaken optimaal kunnen worden uitgevoerd.
Soldeerpistool
Servicemonteurs hebben graag een soldeerpistool in hun gereedschapskoffer. Je weet immers van tevoren nooit zeker of er voor de reparatie van een apparaat daadwerkelijk moet worden gesoldeerd. Als blijkt dat de storing wordt veroorzaakt door een slechte soldeerverbinding, een onderbroken geleider of een losse draadverbinding moet het soldeergereedschap snel kunnen worden ingezet. En juist dan laat het soldeerpistool zich van zijn sterke kant zien. Dankzij sterke verwarmingselementen bereikt een soldeerpistool in slechts enkele seconden de juiste soldeertemperatuur.
Soldeerstation
Als u ambitieus bent en al beschikt over gedegen basiskennis zult u, net als professionals, de voordelen van een soldeerstation met temperatuurregeling zeker waarderen. Het bereikt namelijk de voor het soldeertin optimale temperatuur. En dankzij de sterke warmteafvoer door de grote soldeeroppervlakken kan de vereiste soldeertemperatuur weer snel worden bereikt. Dit houdt in dat het soldeerproces in korte tijd kan worden uitgevoerd, zonder een te hoge thermische belasting van de gevoelige onderdelen.
Een ander voordeel van soldeerstations is dat er voor de bijbehorende soldeerbouten diverse soldeerpunten met verschillende vormen verkrijgbaar zijn.
2. Soldeertin
Soldeertin of soldeer is een mengsel (legering) van verschillende metalen. Omdat tin (Sn) het hoofdbestanddeel is van het soldeermetaal is de naam ‘soldeertin’ ingeburgerd. Andere materialen die in verschillende hoeveelheden aan het soldeertin worden toegevoegd zijn bijvoorbeeld lood (Pb), koper (Cu), zilver (Ag), goud (Au) of bismut (Bi). De eigenschappen van het soldeertin veranderen afhankelijk van de toevoeging en de mengverhouding. Zo kan het optimaal worden aangepast aan de verschillende eisen die bij het solderen van toepassing zijn.
De belangrijkste taak van soldeertin is het opvullen van de ruimte tussen de werkstukken die aan elkaar moeten worden gesoldeerd. Daarnaast moet het zorgen voor zowel een mechanische als een elektrisch geleidende verbinding. Daarom heeft soldeertin doorgaans een lager smeltpunt dan de metalen die ermee worden verbonden.
- printplaat
- soldeeroog
- onderdeel (weerstand)
- geleiderbaan met beschermlak
- aansluitdraad onderdeel
- soldeertin
Soldeertin wordt verdeeld in twee categorieën:
Loodhoudend soldeertin
Tientallen jaren was loodhoudend soldeertin het perfecte materiaal voor zachtsolderen. Soldeertin met de aanduiding Sn60Pb40 bestaat uit 60% tin en 40% lood en werd in het verleden op grote schaal toegepast. Bij een temperatuur van 183 °C gaat het van zijn vaste toestand over in een soort ‘brei’, tot het bij 191 °C vloeibaar wordt. Soldeertin heeft uitstekende vloei-eigenschappen en zorgt voor glanzende metalen soldeerverbindingen. Toch ontstaan er ook heel snel koude soldeerverbindingen als de onderdelen tijdens de afkoelfase worden geschud of bewogen.
Als alternatief is soldeertin SN63Pb37 eutectisch. Dat houdt in dat dit soldeertin bij 183 °C abrupt van zijn vaste toestand overgaat in zijn vloeibare toestand. Zakt de temperatuur onder dit niveau, dan verandert het net zo snel weer van vloeibaar naar vast.
Conform EU-richtlijn 2011/65/EU (RoHS = Restriction of Hazardous Substances) gelden voor het gebruik van bepaalde gevaarlijke stoffen beperkingen. Daaronder valt ook het giftige zware metaal lood. Om die reden bevat het soldeertin dat wordt gebruikt bij de productie van elektrische en elektronische apparatuur sinds enkele jaren geen lood meer.
Loodvrij soldeertin
Het grootste verschil met loodhoudend soldeertin is de verhoogde smelttemperatuur, die bij 218 – 230 °C ligt. Loodvrij soldeertin bestaan voor het grootste deel uit tin (Sn), waaraan zilver (Ag), goud (Au) of koper (Cu) worden toegevoegd.
Helaas zijn het vloeigedrag en de oppervlaktekwaliteit bij loodvrij soldeertin aanzienlijk slechter dan bij loodhoudend tin. De beste resultaten behaalt u als het soldeertin behalve tin nog 3% zilver en 0,5% koper (Sn3.0Ag0.5Cu) bevat.
Dit soldeertin is weliswaar duurder dan het conventionele loodvrije soldeertin met 1% koper (Sn99Cu1), maar toch kunnen doe-het-zelvers beter kiezen voor de versie met zilver. Door het lagere verbruik zullen de kosten uiteindelijk meevallen.
3. Vloeimiddel
Het soldeertin moet de werkstukken tijdens het solderen optimaal kunnen bevochtigen. Daarvoor wordt een vloeimiddel gebruikt. Door een chemische reactie worden de bestaande oxiden op de werkstukoppervlakken verwijderd en wordt de vorming van nieuwe oxiden tijdens het soldeerproces voorkomen.
Bovendien verlaagt het de oppervlaktespanning van het vloeibare soldeertin, zodat het soldeertin strak tegen de werkstukken kan worden aangebracht. Voor het gemak wordt het vloeimiddel samen met het soldeertin aan de soldeerverbinding toegevoegd. Voor dit doel wordt het soldeertin buisvormig opgebouwd en wordt het vloeimiddel erin aangebracht (zie vergrote doorsnede).
Bij het gebruik van een soldeerstaaf moet het vloeimiddel eerst handmatig op de plaatdelen worden aangebracht op de plaats van de soldeerverbinding. Hiervoor zijn in de handel verschillende producten verkrijgbaar onder de namen soldeerwater, soldeervet of soldeerhoning.
De typeaanduiding F-SW-23 omschrijft voor welke materialen het vloeimiddel geschikt is en in welke mate de resten corrosief zijn volgens DIN 8511.
F = aanduiding voor vloeimiddel (flux)
S = soldeerbaar materiaal (S staat voor zwaar metaal, L staat voor licht metaal).
H = soldeerproces (H staat voor hardsolderen, W staat voor zachtsolderen).
11 – 13 (sterk corrosief - vloeimiddelresten moeten worden verwijderd).
21 – 28 (zwak corrosief - vloeimiddelresten moeten worden verwijderd).
31 – 34 (niet corrosief - vloeimiddelresten hoeven niet te worden verwijderd).
4. Soldeerhulpmiddelen
Bij het solderen zijn soms meer dan twee handen nodig. Met één hand hebt u immers de soldeerbout vast en met de andere hand houdt u het soldeertin erbij.
Maar u moet ook nog een printplaat, onderdelen of draden in de juiste positie houden zodat het soldeerproces gemakkelijk verloopt. Daarvoor is er de zogenoemde ‘derde hand’ in de vorm van een klein statief met krokodilklemmen.
En u kunt ook nog een loep gebruiken om het ‘werkveld’ uit te vergroten, zodat zelfs het meest verfijnde soldeerwerk snel kan worden uitgevoerd.
Maar er zijn nog veel meer praktische hulpmiddelen, zoals printplaatbestek, soldeerpuntreinigers en soldeerdraadafrollers, die het solderen nóg gemakkelijker maken.
5. Soldeerdampafzuiging
Gezondheidsrisico’s als gevolg van dampen die tijdens het solderen vrijkomen moeten tot een minimum worden beperkt. Om die reden moeten ook doe-het-zelvers die maar af en toe solderen een geschikte soldeerdampafzuiging gebruiken. Zelfs als er uitsluitend met loodvrij soldeertin wordt gewerkt, want ook vloeimiddeldampen kunnen de gezondheid en het welzijn beïnvloeden.
De colofoniumhoudende aerosolen die tijdens het solderen ontstaan, worden op de werkplek meteen afgezogen en opgenomen door een actief koolstoffilter.
Direct contact met de huid, de ogen en de luchtwegen wordt zo op effectieve wijze voorkomen.
Deze vraag kunnen we helaas niet beantwoorden met een concreet aantal watts. Het minimale vermogen van een soldeerbout hangt namelijk af aan wat er gesoldeerd wordt. Om precies te zijn is de warmteafvoer van de soldeerverbinding het doorslaggevende criterium. Als twee dunne draden aan elkaar worden gesoldeerd, zal de warmteafvoer vanwege het beperkte materiaal minimaal zijn. In dat geval hoeft de soldeerpunt niet snel opnieuw te worden opgewarmd.
Bij afschermplaten of massasoldeerverbindingen is dat een ander verhaal. Als een goed warmtegeleidend materiaal de temperatuur van de soldeerpunt sterk verlaagt, moet die snel opnieuw worden verwarmd zodat de vereiste soldeertemperatuur in korte tijd weer wordt bereikt. En dat kan alleen met een krachtige soldeerbout. Voor krachtige soldeerbouten is overigens wel een bredere, beitelvormige soldeerpunt nodig, zodat de warmte snel op de soldeerverbinding kan worden overgebracht.
Zo kunt u het soldeerproces in korte tijd uitvoeren zonder de werkstukken of de onderdelen thermisch te overbelasten.
Dit maakt het mogelijk om het soldeerproces in korte tijd uit te voeren zonder de werkstukken of componenten thermisch te overbelasten.
Voordat u begint met solderen moet u weten wat er gebeurt als u op de juiste manier soldeert. Het soldeerproces bestaat namelijk uit drie fasen. Pas als deze drie fasen op de juiste manier verlopen is het totale proces geslaagd.
Stap 1: Bevochtigen
De soldeerverbinding wordt door de soldeerpunt verhit en vervolgens voegt u soldeertin toe. Let er daarbij op dat de soldeerverbinding volledig bedekt ofwel bevochtigd wordt door het gesmolten soldeertin.
Stap 2: Vloeien
In deze fase moet het vloeibare soldeertin in de ruimtes tussen de soldeerverbindingen vloeien en zo zorgen voor een grootschalige verbinding van de werkstukken. In deze fase haalt u de soldeerpunt van de soldeerverbinding.
Stap 3: Binden
Bij het binden moet de soldeerverbinding afkoelen en uitharden. In deze fase mag het werkstuk in geen geval worden bewogen. Dat leidt namelijk tot de zogenoemde ‘koude soldeerverbindingen’.
Onze tip: optimaal soldeerproces
Het volledige soldeerproces mag volgens de driestappeninstructie en afhankelijk van de afmetingen van de soldeerverbinding 2 tot 5 seconden duren. Als het soldeertin na 5 seconden nog steeds niet in de vloeifase is, moet het u stoppen met het soldeerproces en een krachtigere soldeerbout gebruiken.
Goed solderen moet je leren. Maar onder deskundige begeleiding en met wat oefening is dat geen probleem.
1. Voorbereiding
- De te solderen delen moeten schoon zijn en mogen geen oxideafzettingen vertonen. Indien nodig kunnen die met alcohol, een glasgum of staalwol worden verwijderd.
- Om het werkblad te beschermen tegen soldeerspetters gebruikt u een rubberen onderlegger. Naast speciale vlamwerende matten kunt u hiervoor ook gewoon een rubberen automat gebruiken.
- Leg al het gereedschap dat u nodig hebt van tevoren klaar, dus ook hulpmiddelen als een zijkniptang of een derde hand.
- Schakel het soldeerapparaat in en controleer de soldeerpunt. Indien nodig reinigt u de punt met een salmiaksteen of een soldeerpuntreiniger van metaalwol. De vochtige sponzen die vroeger vaak werden gebruikt, zijn inmiddels niet meer aan te raden. De temperatuurschok tijdens het schrapen kan fijne scheurtjes in de soldeerpunt veroorzaken.
- U kunt een schone soldeerpunt vertinnen met wat soldeertin.
2. Het solderen van kabels en draden
Als u voor een elektrische verbinding kabels aan elkaar soldeert of draden met elkaar wilt verbinden, kunt u het beste als volgt te werk gaan:
- Verwijder met behulp van een striptang de mantel van de kabel.
- Draai de dunne draadjes in de kabel met duim of wijsvinger ineen tot een stabiele geleider.
- Verwarm het uiteinde van de draad met de soldeerbout en voeg het soldeertin toe. Het vloeibare soldeertin wordt vervolgens door de capillaire werking in het in elkaar gedraaide kabeluiteinde gezogen (afbeelding A).
- Voordat u twee vertinde kabeleinden aan elkaar kunt solderen, schuift u over één uiteinde een stuk krimpkous, waarmee de soldeerverbinding later wordt geïsoleerd.
- Met behulp van de derde hand kunt u de te verbinden kabeleinden naast elkaar plaatsen en goed beethouden.
- Verwarm met de soldeerpunt de beide draadeinden en voeg nog wat soldeertin toe.
- Als het soldeerproces geslaagd is, worden beide draadeinden omgeven door een gemeenschappelijke soldeermantel (afbeelding B).
- Tot slot wordt de soldeerverbinding met de krimpkous geïsoleerd (afbeelding C).
Vertin de draadeinden eerst
Soldeer de draadeinden aan elkaar
Krimpkous bevestigen
3. Onderdelen op printplaten solderen
Gebruik een buigmal om de aansluitdraden van weerstanden, spoelen of condensatoren in de juiste rastermaat te buigen.
- Steek de aansluitdraden door de printplaat en buig ze licht om, zodat de onderdelen goed in de juiste positie worden gehouden.
- Verwarm met de soldeerpunt het soldeeroog en de aansluitdraad. Daarbij moet de soldeerpunt ruim contact hebben met de soldeerverbinding. Als de soldeerpunt vertind is, fungeert het soldeertin als warmtebrug.
- Voeg aan de verwarmde soldeerverbinding wat soldeertin toe.
- Het vloeibare soldeertin moet het soldeeroog volledig bedekken en de aansluitdraad omgeven.
- Let erop dat het werkstuk bij het afkoelen niet wordt bewogen, anders ontstaan er broze soldeerverbindingen.
Als het soldeerproces geslaagd is, heeft de soldeerverbinding een glanzend metalen oppervlak en zijn de contactvlakken volledig omgeven door het soldeertin. Bij de toepassing van loodvrij soldeertin kunnen de oppervlakken van de soldeerverbinding ook dof in plaats van glanzend zijn.
Keuze van de verkeerde soldeerbout
Het soldeer is niet in de vloeifase gekomen
Als u een soldeerbout met een te laag vermogen kiest, gaat het soldeertin niet over naar de vloeifase. De soldeerverbinding heeft dan een gebrekkige of zelfs helemaal geen contactering. Het soldeerproces duurt te lang, waardoor temperatuurgevoelige onderdelen gemakkelijk oververhit kunnen raken.
Te snel terugtrekken van de soldeerpunt
De bindingsfase is te vroeg begonnen
Als de soldeerpunt van de soldeerverbinding wordt afgehaald, kan de vloeifase niet of slechts gedeeltelijk plaatsvinden. Als de bindfase te vroeg begint, leidt dat tot onvoldoende of zelfs gebrekkige contactering.
Verkeerde werkwijze tijdens het soldeerproces
Het soldeersel maakt geen verbinding
Vooral beginners hebben de neiging het soldeertin op de soldeerpunt te aan te brengen en dan te proberen de vloeibare soldeertinbel op de een of andere manier over te brengen naar de soldeerverbinding. Omdat de soldeerverbinding dan koud is, maakt het soldeertin geen verbinding met het soldeeroog of met het onderdeel. Deze werkwijze leidt niet tot een aanvaardbaar resultaat.
Overvloedig gebruik van soldeertin
Het soldeer stroomt door het doorvoergatplating
Het overvloedige gebruik van soldeertin leidt doorgaans tot ongewenste soldeerbreuken. Zorg er daarom altijd voor dat er geen kortsluiting ontstaat door soldeerbreuken als gevolg van dicht bij elkaar liggende soldeerverbindingen.
Bij doorgecontacteerde soldeerverbindingen (zie tekening) kan overigens soldeertin op de onderzijde van de printplaat druppelen en eveneens kortsluiting veroorzaken.
De onderdelen tijdens de afkoelfase bewegen
Het soldeersel barst en maakt geen contact
Als de onderdelen tijdens de afkoelfase worden bewogen, breekt het soldeertin af op de plaats waar het nog zacht is. Het resultaat: scheuren in de soldeerverbinding en een gebrekkige of zelfs helemaal geen contactering.
Oververhitting van de soldeerverbinding
Het soldeeroog komt los van de printplaat
Als de temperatuur van de soldeerbout te hoog is of als u de soldeerpunt te lang tegen de soldeerverbinding houdt, kan er temperatuurschade ontstaan.
Bij kabels kan de isolatie smelten en bij printplaten kunnen geleiderbanen en soldeerogen loslaten. In het ergste geval ontstaan daardoor onzichtbare haarscheurtjes, die weer leiden tot onderbroken geleiderbanen. Ook kan aan onderdelen schade ontstaan door oververhitting.
Een gebrekkige soldeerverbinding ‘wegstrijken’ door nogmaals te verhitten verdient geen aanbeveling. Het is beter om het soldeertin te verwijderen en de verbinding opnieuw te solderen. Het soldeertin moet uiterlijk worden verwijderd als een onderdeel van een printplaat moet worden losgehaald. Dat kan op verschillende manieren:
Desoldeerzuiger
Een desoldeerzuiger bestaat uit een pomp met aan het uiteinde een buisje van hittebestendig materiaal. De pomp is voorgespannen met een veer en kan met een druk op de knop kortstondig zorgen voor onderdruk.
Met de soldeerbout maakt u het soldeertin op de soldeerverbinding vloeibaar. Het helpt vaak om tijdens het verwarmen van de soldeerverbinding nog wat nieuw soldeertin toe te voegen. Het vloeimiddel dat op deze manier weer wordt toegevoegd, zorgt er dan weer voor dat het soldeertin voldoende vloeibaar wordt en dat zorgt voor een perfecte soldeerverbinding.
Zodra het soldeertin in de vloeifase is, plaatst u de punt van de desoldeerzuiger op de soldeerverbinding en activeert u de pomp. De soldeerverbinding wordt daardoor ontdaan van het vloeibare soldeertin. Indien nodig kunt u dit herhalen.
De pomp genereert kortstondig vacuüm met één druk op de knop
Desoldeerdraad
Desoldeerzuigband is ideaal voor het voorzichtig verwijderen van soldeer
Een desoldeerdraad bestaat uit dunne gevlochten koperdraden die doordrenkt zijn met vloeimiddel. Leg de desoldeerdraad op de koude soldeerverbinding en druk hem aan met de soldeerbout. De hitte van de soldeerpunt dringt door in de desoldeerdraad en daardoor smelt het soldeertin in de soldeerverbinding. Door de capillaire werking wordt het vloeibare soldeertin in de draad getrokken.
Mochten er tinresten achterblijven op de soldeerverbinding, dan knipt u het ‘gebruikte’ deel van de draad af en herhaalt u het proces.
Omdat deze desoldeermethode veel behoedzamer is dan de desoldeerzuiger zijn desoldeerdraden ideaal voor kleine soldeerverbindingen met dunne geleiderbanen.
Desoldeerapparaten
In servicewerkplaatsen en elektrotechnische laboratoria waar veel gesoldeerd en ook gedesoldeerd wordt, hebben desoldeerapparaten, ofwel desoldeerstations, zich ruimschoots bewezen. Vaak worden soldeer- en desoldeerstations als gecombineerde apparatuur aangeboden.
Desoldeerapparaten hebben een holle en verwarmde desoldeerpunt die de soldeerverbinding volledig omsluit. Een vacuümpomp zorgt voor de onderdruk die nodig is voor het afzuigen van het hete soldeertin. Nadat de desoldeerpunt het soldeertin in de soldeerverbinding heeft laten smelten, wordt het automatisch afgezogen.
Afhankelijk van de toepassing (bedrade onderdelen of SMD-componenten) zijn desoldeerapparaten verkrijgbaar in verschillende uitvoeringen.
Professioneel toevoerstation met soldeer- en desoldeerbout
SMD is de afkorting van Surface Mounted Device, letterlijk ‘oppervlak-gemonteerd onderdeel’. SMD-onderdelen hebben geen aansluitdraden en worden dus rechtstreeks op de printplaat (gedrukte schakeling) geplaatst en gesoldeerd.
Bij industriële productie bespaart SMD-technologie tijd en kosten. Bovendien zijn de apparaten kleiner, omdat de montagedichtheid aanzienlijk kan worden verhoogd.
SMD-herstelsolderen, waarbij gevoelige soldeerverbindingen worden nabewerkt of SMD-onderdelen worden vervangen, vereist een grote mate van vakmanschap. Terwijl nogmaals solderen in sommige gevallen met een kleine soldeerbout nog steeds goed werkt, is desolderen aanzienlijk lastiger. Daarom wordt voor SMD-solderen speciaal gereedschap gebruikt:
Desoldeerpincet (tweezer)
Soldeerbout en pincet gecombineerd in één apparaat.
Tweepolige SMD-onderdelen kunt u met een desoldeerpincet heel gemakkelijk desolderen. Zoals de naam al aangeeft zijn bij een desoldeerpincet een soldeerbout en een pincet gecombineerd in een slim apparaatje.
Zodra u het onderdeel met een desoldeerpincet beetpakt, wordt de soldeerverbinding aan beide kanten verhit. Binnen zeer korte tijd wordt het soldeertin vloeibaar en kunt u het onderdeel met het pincet van de printplaat verwijderen.
Om oververhitting te voorkomen legt u het onderdeel vervolgens zo snel mogelijk op een hittebestendige ondergrond.
Heteluchtsoldeerapparaten
Wanneer elektronische onderdelen bij SMD-technologie meerdere aansluitingen hebben, worden voor verwijderen en installeren heteluchtsoldeerapparaten gebruikt. Bij deze systemen wordt de warmte die nodig is om te solderen gegenereerd in de vorm van hete lucht.
Behalve de universeel inzetbare puntmondstukken zijn er ook nog uitwisselbare vormmondstukken die speciaal zijn afgestemd op de uitvoering van de IC’s. Zo kunt u in één keer alle aansluitingen van een processor loskoppelen en kan het onderdeel van de printplaat worden verwijderd.
Voordat u het nieuwe onderdeel plaatst, moeten de soldeeroppervlakken met een desoldeerdraad en alcohol zorgvuldig van soldeermiddelresten worden ontdaan. Vervolgens brengt u soldeerpasta aan op de soldeercontactpunten. Soldeerpasta is in principe soldeertin in poedervorm dat met vloeimiddel tot een kleverige pasta is verwerkt.
Er zijn verschillende spuitmonden voor verschillende onderdelen.
Zodra de aansluitingen van het nieuwe onderdeel precies zijn uitgelijnd, kan het onderdeel met behulp van de heteluchtmondstuk op de printplaat worden gesoldeerd.
De chip moet gelijkmatig worden verwarmd, totdat hij gaat ‘drijven’.
Het professioneel solderen van SMD-onderdelen is een echte uitdaging.
Door de uiterst kleine vormgeving kunnen zowel de minuscule onderdelen als de gevoelige geleiderbanen tijdens het solderen immers heel snel beschadigd raken.
Om die reden kunt u het materiaalbesparende solderen en desolderen van SMD-onderdelen het beste uitproberen op oude printplaten die u niet meer gebruikt.
Met een heteluchtsoldeerapparaat moet u voorzichtig leren omgaan: de printplaat mag immers niet beschadigd raken door oververhitting.
Aluminium laat zich niet zo gemakkelijk solderen als bijvoorbeeld koper. Dat komt door de oxidelaag die zich binnen enkele minuten op het aluminium vormt. Deze laag ontstaat zodra het aluminium in aanraking komt met de zuurstof uit de omgevingslucht.
In tegenstelling tot ferrometalen, waar de oxidelaag, oftewel roest, het metaal langzaam maar zeker afbreekt, vormt aluminiumoxide juist een soort afdichting die het materiaal beschermt. Bij het anodiseren wordt doelbewust een oxidelaag aangebracht op het aluminium om het werkstuk te beschermen en te veredelen.
Lassen, hardsolderen of zachtsolderen?
Lassen en solderen maken uiterst duurzame verbindingen mogelijk, maar zijn technisch zeer complex. Bovendien vergen ze veel oefening. Daarom worden aluminium onderdelen voornamelijk met zachtsolderen met elkaar verbonden. Als u aluminium wilt solderen, moet u wel rekening houden met een paar zaken en het juiste gereedschap gebruiken.
Benodigde materialen voor het solderen van aluminium
Soldeerbrander
Omdat aluminium een zeer goede warmtegeleider is, moet u een gasbrander gebruiken om de soldeerverbinding te verwarmen tot de benodigde temperatuur van ca. 380 °C.
Aluminium-soldeertin
Voor het zachtsolderen van aluminium hebt u een speciaal aluminium-soldeertin nodig. Daarbij wordt onderscheid gemaakt tussen wrijvingssoldeertin (bv. AL370 of AL380) en capillair soldeertin (bv. AL390). Terwijl een wrijvingssoldeertin handmatig in de soldeerverbinding moet worden verwerkt, vloeit het capillaire soldeertin vanzelf in spleten en scheuren.
Vloeimiddel
Normaal gesproken wordt bij solderen een vloeimiddel gebruikt. Doel van het vloeimiddel is het chemisch verwijderen van de oxidelaag en het tegengaan van oxidatie van het aluminium tijdens het soldeerproces. Daarnaast verbetert het de vloei-eigenschappen van het soldeertin.
Als u met wrijvingssoldeertin werkt, kan het vloeimiddel meteen na het schoonmaken met een kwastje op de soldeerverbinding worden aangebracht. Het vloeimiddel dekt de soldeerverbinding af en voorkomt aanraking van het aluminium met de zuurstof in de lucht. Capillair soldeertin is voorzien van vloeimiddel in vaste vorm.
Het soldeerproces
Het smeltpunt van de oxidelaag op het aluminium is 1600 - 2100 °C, terwijl aluminium zelf al smelt bij 580 - 680 °C. Omdat de oxidelaag het soldeerproces hindert, moet u die voordat u begint met solderen verwijderen. Dat kunt u doen met een roestvrijstalen borstel of door te schuren. Vervolgens dicht u de soldeerverbinding af met vloeimiddel of u begint meteen met solderen. Met een gasbrander brengt u de soldeerverbinding op de benodigde temperatuur. Omdat aluminium door verhitting geen aanslag vertoont of van kleur verandert, vraagt het enige ervaring om te weten wanneer het soldeertin kan worden aangebracht. Indien nodig kunt u hierbij een IR-thermometer gebruiken.
Als u wrijvingssoldeertin gebruikt, wrijft u het vloeibare soldeertin met een schroevendraaier of een plamuurmesje in de soldeerverbinding. Capillair soldeertin vloeit vanzelf in de soldeerverbinding. Let er daarbij altijd op dat de soldeerverbinding de juiste temperatuur heeft.
In de twee video’s ziet u hoe de verschillende soorten soldeertin worden gebruikt.
Na afloop van het soldeerproces moet het werkstuk afkoelen en vervolgens kunt u de vloeimiddelresten verwijderen. Omdat vloeimiddel in water oplosbaar is, hebt u daar alleen maar stromend water en een borstel voor nodig. Indien nodig kunt u de soldeerverbinding nog bijslijpen en polijsten.
Onze tip: verwarm de onderdelen indien nodig voor
Voor werkstukken van massief aluminium is het aan te raden om de onderdelen voor te verwarmen in de oven. Dan is de warmteafvoer bij de soldeerverbinding niet meer zo heel groot en wordt de soldeertemperatuur sneller bereikt.
Als ondergrond bij het solderen kunt u het beste een vuurvaste steen of tegel gebruiken. Een metalen plaat zou in dat geval de warmte te snel afvoeren.
Voer de eerste soldeerproeven uit met aluminium restmateriaal. Zo kunt u praktische ervaring opdoen. Originele onderdelen kunt u het beste pas solderen als u het nodige gevoel hebt ontwikkeld voor het solderen van aluminium.
Solderen in het onderwijs is bijzonder praktijkgericht. Techniek vormt een onderdeel van het lesprogramma voor praktijk- en technieklessen op middelbare scholen en beroepsopleidingen. Behalve bij de bètavakken is solderen heel geschikt voor bijvoorbeeld elektronicawerkgroepen en projectdagen. De nadruk ligt duidelijk op tips en advies voor het onderwijs, maar ook voor leraren en klassen