1. Soldeermateriaal
(1)Het solderen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal omvat zacht solderen en hard solderen. Het meest gebruikte soldeer bij zacht solderen is tin-loodsoldeer. De bevochtigbaarheid van dit soldeer met staal neemt toe met een hoger tingehalte, daarom moet soldeer met een hoog tingehalte worden gebruikt voor het afdichten van verbindingen. Bij tin-loodsoldeer kan zich een intermetallische verbinding Fesn2 vormen op het grensvlak tussen tin en staal. Om de vorming van deze verbinding te voorkomen, moeten de soldeertemperatuur en de verblijftijd nauwkeurig worden gecontroleerd. De schuifsterkte van koolstofstalen verbindingen gesoldeerd met verschillende gangbare tin-loodsoldeersoorten is weergegeven in Tabel 1. De verbinding gesoldeerd met 50% w (SN) heeft de hoogste sterkte, en de verbinding gesoldeerd met antimoonvrij soldeer is sterker dan die met antimoon.
Tabel 1: schuifsterkte van koolstofstalen verbindingen gesoldeerd met tin-loodsoldeer.
Bij het solderen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal worden hoofdzakelijk zuiver koper, koper-zink en zilver-koper-zink soldeerlegeringen gebruikt. Zuiver koper heeft een hoog smeltpunt en oxideert het basismetaal gemakkelijk tijdens het solderen. Het wordt vooral gebruikt voor gasbeschermd solderen en vacuümsolderen. Het is echter belangrijk om te weten dat de spleet tussen de soldeerverbindingen kleiner moet zijn dan 0,05 mm om te voorkomen dat de spleet niet volledig gevuld kan worden door de goede vloeibaarheid van koper. De verbindingen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal die met zuiver koper zijn gesoldeerd, hebben een hoge sterkte. De schuifsterkte ligt over het algemeen tussen de 150 en 215 MPa, terwijl de treksterkte tussen de 170 en 340 MPa ligt.
Vergeleken met zuiver koper daalt het smeltpunt van koper-zinksoldeer door de toevoeging van zink. Om zinkverdamping tijdens het solderen te voorkomen, kan enerzijds een kleine hoeveelheid silicium aan het koper-zinksoldeer worden toegevoegd; anderzijds moeten snelle verwarmingsmethoden worden gebruikt, zoals vlamsolderen, inductiesolderen en dompelsolderen. De verbindingen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal gesoldeerd met koper-zinksoldeer hebben een goede sterkte en plasticiteit. Zo bereiken de treksterkte en schuifsterkte van koolstofstalen verbindingen gesoldeerd met b-cu62zn-soldeer respectievelijk 420 MPa en 290 MPa. Het smeltpunt van zilverkopersoldeer ligt lager dan dat van koper-zinksoldeer, wat het geschikt maakt voor naaldlassen. Dit soldeer is geschikt voor vlamsolderen, inductiesolderen en ovensolderen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal, maar het zinkgehalte moet tijdens ovensolderen zoveel mogelijk worden verlaagd en de verwarmingssnelheid moet worden verhoogd. Het solderen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal met een zilver-koper-zink vulmetaal levert verbindingen op met een goede sterkte en plasticiteit. De specifieke gegevens staan vermeld in tabel 2.
Tabel 2: sterkte van verbindingen van koolstofarm staal gesoldeerd met zilverkoperzinksoldeer.
(2) Vloeimiddel: voor het solderen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal moet een vloeimiddel of beschermgas worden gebruikt. Het vloeimiddel wordt meestal bepaald door het gekozen vulmetaal en de soldeermethode. Bij gebruik van tin-loodsoldeer kan een vloeibaar mengsel van zinkchloride en ammoniumchloride als vloeimiddel worden gebruikt, of een ander speciaal vloeimiddel. Het residu van dit vloeimiddel is over het algemeen zeer corrosief en de verbinding moet na het solderen grondig worden gereinigd.
Bij het solderen met koper-zink vulmetaal moet fb301 of fb302 flux worden gekozen, dat wil zeggen borax of een mengsel van borax en boorzuur. Bij vlamsolderen kan ook een mengsel van methylboraat en mierenzuur als soldeerflux worden gebruikt, waarbij B2O3-damp de rol speelt bij het verwijderen van de soldeerfilm.
Bij gebruik van zilver-koper-zinksoldeerlegeringen kunnen de soldeervloeistoffen fb102, fb103 en fb104 worden gekozen, oftewel mengsels van borax, boorzuur en enkele fluoriden. Het residu van deze vloeistof is tot op zekere hoogte corrosief en moet na het solderen worden verwijderd.
2. Soldeertechnologie
Het te lassen oppervlak moet mechanisch of chemisch gereinigd worden om ervoor te zorgen dat de oxidefilm en organische stoffen volledig verwijderd zijn. Het gereinigde oppervlak mag niet te ruw zijn en mag geen metaalsplinters of ander vuil bevatten.
Koolstofstaal en laaggelegeerd staal kunnen met verschillende gangbare soldeermethoden worden gesoldeerd. Bij vlamsolderen moet een neutrale of licht reducerende vlam worden gebruikt. Tijdens het proces moet directe verhitting van het vulmetaal en het vloeimiddel door de vlam zoveel mogelijk worden vermeden. Snelle verwarmingsmethoden zoals inductiesolderen en dompelsolderen zijn zeer geschikt voor het solderen van gehard en getemperd staal. Tegelijkertijd moet er voor het harden of solderen op een lagere temperatuur dan voor het temperen worden gekozen om het basismetaal te verzachten. Bij het solderen van laaggelegeerd hoogsterktestaal in een beschermende atmosfeer is niet alleen een gas met een hoge zuiverheid vereist, maar moet ook een gasvloeimiddel worden gebruikt om de bevochtiging en spreiding van het vulmetaal op het oppervlak van het basismetaal te garanderen.
Resten van soldeerflux kunnen chemisch of mechanisch worden verwijderd. Resten van organische soldeerflux kunnen worden weggeveegd of gereinigd met benzine, alcohol, aceton en andere organische oplosmiddelen. 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. Resten van boorzuur en boorzuurflux zijn moeilijk te verwijderen en kunnen alleen worden opgelost met mechanische methoden of langdurige onderdompeling in stromend water.
Geplaatst op: 13 juni 2022