1. Soldeermateriaal
(1)Het solderen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal omvat zachtsolderen en hardsolderen. Het meest gebruikte soldeer bij zachtsolderen is tinloodsoldeer. De bevochtigbaarheid van dit soldeer op staal neemt toe met het tingehalte, dus soldeer met een hoog tingehalte moet worden gebruikt voor het afdichten van verbindingen. Een intermetallische Fesn2-verbindingslaag kan zich vormen op het grensvlak tussen tin en staal in tinloodsoldeer. Om de vorming van een verbinding in deze laag te voorkomen, moeten de soldeertemperatuur en de houdtijd goed worden gecontroleerd. De schuifsterkte van verbindingen van koolstofstaal die zijn gesoldeerd met verschillende typische tinloodsoldeersoorten wordt weergegeven in tabel 1. Van deze soorten is de verbindingssterkte gesoldeerd met 50% w (SN) het hoogst, en de verbindingssterkte gelast met antimoonvrij soldeer is hoger dan die met antimoon.
Tabel 1 Schuifsterkte van koolstofstalen verbindingen gesoldeerd met tin-loodsoldeer
Bij het solderen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal worden voornamelijk soldeermaterialen van zuiver koper, koperzink en zilverkoperzink gebruikt. Zuiver koper heeft een hoog smeltpunt en oxideert gemakkelijk het basismetaal tijdens het solderen. Het wordt voornamelijk gebruikt voor gasbeschermd solderen en vacuümsolderen. De speling tussen gesoldeerde verbindingen moet echter kleiner zijn dan 0,05 mm om te voorkomen dat de speling niet kan worden opgevuld vanwege de goede vloeibaarheid van koper. Verbindingen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal die met zuiver koper zijn gesoldeerd, hebben een hoge sterkte. Over het algemeen ligt de schuifsterkte tussen 150 en 215 MPa, terwijl de treksterkte tussen 170 en 340 MPa ligt.
Vergeleken met puur koper daalt het smeltpunt van koperzinksoldeer door de toevoeging van zink. Om zinkverdamping tijdens het solderen te voorkomen, kan enerzijds een kleine hoeveelheid silicium aan het koperzinksoldeer worden toegevoegd; anderzijds moeten snelle verwarmingsmethoden worden gebruikt, zoals vlam-, inductie- en dompelsolderen. De verbindingen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal gesoldeerd met koperzinksoldeer hebben een goede sterkte en plasticiteit. Zo bereiken de treksterkte en schuifsterkte van koolstofstalen verbindingen gesoldeerd met b-cu62zn soldeer 420 MPa en 290 MPa. Het smeltpunt van zilverkopersoldeer is lager dan dat van koperzinksoldeer, wat geschikt is voor naaldlassen. Dit toevoegmateriaal is geschikt voor vlam-, inductie- en ovensolderen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal, maar het Zn-gehalte moet tijdens het ovensolderen zoveel mogelijk worden verlaagd en de verwarmingssnelheid moet worden verhoogd. Het solderen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal met zilver-koper-zink als vulmetaal kan verbindingen met een goede sterkte en plasticiteit opleveren. De specifieke gegevens staan vermeld in tabel 2.
Tabel 2 Sterkte van verbindingen van staal met een laag koolstofgehalte, gesoldeerd met zilver-koper-zinksoldeer
(2) Vloeimiddel: vloeimiddel of beschermgas moet worden gebruikt voor het solderen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal. Het vloeimiddel wordt meestal bepaald door het gekozen toevoegmateriaal en de soldeermethode. Bij gebruik van tin-loodsoldeer kan een mengsel van zinkchloride en ammoniumchloride als vloeimiddel of een ander speciaal vloeimiddel worden gebruikt. Het residu van dit vloeimiddel is over het algemeen zeer corrosief en de verbinding moet na het solderen zorgvuldig worden gereinigd.
Bij het solderen met koperzink als vulmetaal moet fb301 of fb302 soldeermiddel worden gekozen, dat wil zeggen borax of een mengsel van borax en boorzuur. Bij vlamsolderen kan ook een mengsel van methylboraat en mierenzuur als soldeermiddel worden gebruikt, waarbij B2O3-damp de rol van filmverwijdering vervult.
Wanneer zilverkoperzink soldeermateriaal wordt gebruikt, kunnen soldeervloeimiddelen fb102, fb103 en fb104 worden gebruikt, dat wil zeggen een mengsel van borax, boorzuur en enkele fluoriden. De resten van deze vloeimiddelen zijn tot op zekere hoogte corrosief en moeten na het solderen worden verwijderd.
2. Soldeertechnologie
Het te lassen oppervlak moet mechanisch of chemisch worden gereinigd om ervoor te zorgen dat de oxidehuid en het organische materiaal volledig worden verwijderd. Het gereinigde oppervlak mag niet te ruw zijn en mag geen metaalsplinters of ander vuil bevatten.
Koolstofstaal en laaggelegeerd staal kunnen worden gesoldeerd met verschillende gangbare soldeermethoden. Bij vlamsolderen dient een neutrale of licht reducerende vlam te worden gebruikt. Tijdens het gebruik moet directe verhitting van het toevoegmateriaal en de flux door middel van een vlam zoveel mogelijk worden vermeden. Snelle verwarmingsmethoden zoals inductiesolderen en dompelsolderen zijn zeer geschikt voor het solderen van gehard en getemperd staal. Tegelijkertijd dient afschrikken of solderen bij een lagere temperatuur dan ontlaten te worden gekozen om verzachting van het basismetaal te voorkomen. Bij het solderen van laaggelegeerd hoogsterktestaal in een beschermende atmosfeer is niet alleen een hoge zuiverheid van het gas vereist, maar moet ook gasflux worden gebruikt om de bevochtiging en verspreiding van het toevoegmateriaal op het oppervlak van het basismetaal te garanderen.
De resterende flux kan chemisch of mechanisch worden verwijderd. De resten van de organische soldeerflux kunnen worden weggeveegd of gereinigd met benzine, alcohol, aceton en andere organische oplosmiddelen. De resten van sterk corrosieve flux, zoals zinkchloride en ammoniumchloride, moeten eerst worden geneutraliseerd in een waterige NaOH-oplossing en vervolgens worden gereinigd met warm en koud water. Boorzuur en resten van boorzuurflux zijn moeilijk te verwijderen en kunnen alleen worden opgelost met mechanische methoden of door langdurige onderdompeling in stijgend water.
Plaatsingstijd: 13 juni 2022