Hardsolderen is een van de meest toegepaste verbindingstechnieken in de industriële productie, omdat het metaalsoorten op betrouwbare wijze kan verbinden met relatief beperkte thermische belasting. Binnen deze technologie kunnen echter twee hoofdcategorieën worden onderscheiden: zacht solderen en hard solderen.

Inzicht in de verschillen tussen deze twee technieken is essentieel om de meest geschikte methode te kiezen, afhankelijk van de gebruikte materialen, de gebruiksomstandigheden en de prestaties die van de verbinding worden verwacht.

In dit artikel analyseren we de belangrijkste kenmerken van beide technieken, waarbij we aandacht besteden aan procestemperaturen, gebruikte materialen, typische toepassingen en operationele beperkingen.

Wat is zacht solderen?

Zacht solderen is een verbindingsproces waarbij vulmetalen worden gebruikt met een relatief lage smelttemperatuur, doorgaans onder de 450 °C.

Tijdens het proces smelt het toevoegmetaal en stroomt het door capillaire werking in de lasnaad, terwijl de basismaterialen in vaste toestand blijven.

De legeringen die bij zacht solderen worden gebruikt, zijn doorgaans legeringen op tinbasis, vaak in combinatie met elementen zoals zilver, koper of bismut om bepaalde eigenschappen te verbeteren.

Belangrijkste kenmerken

Zacht solderen heeft een aantal kenmerkende eigenschappen:

• relatief lage procestemperatuur
• beperkte vervorming van onderdelen
• een eenvoudig en gemakkelijk te beheersen proces
• goede elektrische geleidbaarheid van de verbinding

Om deze redenen wordt het veel gebruikt in toepassingen waar geen hoge mechanische of thermische weerstand vereist is.

Typische toepassingen

Zacht solderen wordt vaak toegepast bij:

• elektronica en elektrische componenten
• printplaten
• kleine metalen assemblages
• sanitaire installaties en leidingen voor lage temperaturen

Bij deze toepassingen staan precisie en de bescherming van warmtegevoelige onderdelen vaak voorop.

Beperkingen van zacht solderen

Ondanks zijn eenvoud kent zacht solderen enkele beperkingen:

• relatief lage mechanische sterkte
• beperkte hittebestendigheid
• lagere weerstand tegen trillingen en mechanische belastingen

Voor veeleisendere toepassingen wordt doorgaans de voorkeur gegeven aan hardsolderen.

Wat is hardsolderen?

Bij hardsolderen worden soldeerlegeringen gebruikt met een smelttemperatuur van meer dan 450 °C, waardoor verbindingen kunnen worden gemaakt met een aanzienlijk hogere mechanische en thermische weerstand.

De belangrijkste legeringsfamilies die worden gebruikt, zijn onder meer:

• koper-fosforlegeringen
• koper-fosfor-zilverlegeringen
• soldeerlegeringen op basis van zilver

Deze legeringen bieden een uitstekende verbindingssterkte, goede bevochtigingskenmerken en een betrouwbare metallurgische hechting.

Belangrijkste kenmerken

In vergelijking met zacht solderen biedt hard solderen de volgende voordelen:

• grotere mechanische sterkte van de verbinding
• verbeterde weerstand tegen hoge temperaturen
• grotere betrouwbaarheid op lange termijn
• geschiktheid voor constructieve of veeleisende toepassingen

Om deze redenen wordt hardsolderen op grote schaal toegepast in tal van industriële sectoren.

Industriële toepassingen

Hard solderen wordt vaak toegepast bij:

• HVAC- en koelsystemen
• warmtewisselaars
• elektrische contactonderdelen
• auto-onderdelen
• mechanisch gereedschap en onderdelen

Bij deze toepassingen is de kwaliteit van de verbindingen van essentieel belang om de dichtheid, duurzaamheid en betrouwbaarheid op lange termijn te waarborgen.

De rol van vloeimiddelen bij het hardsolderen

Tijdens het hardsoldeerproces kan oxidatie van de metalen oppervlakken ervoor zorgen dat het gesmolten toevoegmetaal de basismaterialen niet goed bevochtigt. Om deze reden is het gebruik van vloeimiddelen bij het hardsolderen essentieel.

Fluxen vervullen verschillende belangrijke functies:

• het verwijderen van oxiden van metalen oppervlakken
• het materiaal tijdens het verwarmen tegen oxidatie beschermen
• verbetering van de bevochtiging en de vloei van het lasmetaal

Het gekozen vloeimiddel moet geschikt zijn voor de hardsoldeerlegering, de basismaterialen en de bedrijfstemperatuur van het proces.

Vergelijking tussen zacht- en hardsolderen

De belangrijkste verschillen tussen beide processen kunnen als volgt worden samengevat:

Hoe kies je het juiste proces?

De keuze tussen zacht solderen en hard solderen hangt voornamelijk af van:

• te verbinden basismaterialen
• gebruiksvoorwaarden van het scharnier
• verwachte mechanische belastingen
• bedrijfstemperatuur
• eisen op het gebied van duurzaamheid en betrouwbaarheid

In industriële toepassingen waar hogere prestaties vereist zijn, is hardsolderen met geschikte soldeerlegeringen doorgaans de meest betrouwbare oplossing.

Conclusie

Zacht- en hardsolderen zijn twee elkaar aanvullende verbindingstechnieken, die elk hun eigen specifieke kenmerken en toepassingsgebieden hebben.

Terwijl zacht solderen ideaal is voor lichte toepassingen en warmtegevoelige onderdelen, maakt hard solderen het mogelijk om sterkere en duurzamere verbindingen te maken die geschikt zijn voor zwaardere bedrijfsomstandigheden.

De juiste keuze van hardlooplegeringen, vloeimiddelen voor het hardsolderen en de procesparameters is essentieel om de kwaliteit en betrouwbaarheid van de verbinding op lange termijn te waarborgen.