Modelbouw Atelier Apeldoorn

HARDSOLDEREN

(klik voor leverbare producten op deze link: occasions/producten/hardsolderen )

In de (stoom)modelbouw maakt men onderscheid tussen twee soldeertechnieken:

A: zachtsolderen met soldeer op basis van tinsoldeer.
Zachtsolderen doet men met een elektrische soldeerbout of met een kleine gasvlam.
Deze techniek is zeer geschikt voor het aan elkaar verbinden van delen van behuizingen, versierdelen, voedingswaterreservoirs en -leidingen.
Kortom: toepassingen waarbij geen hoge temperaturen of drukken optreden.

B: hardsolderen op basis van zilversoldeer.
Bij het met elkaar verbinden van delen waarbij hoge temperaturen en hoge belastingen (werkdrukken) op treden, kan men, vooral in de stoommodelbouw, niet zonder de techniek van het hardsolderen.

Hardsolderen kan met messing-, koper- en zilversoldeer . Voor ons doel, speciaal in de stoommodelbouw, komt alleen zilversoldeer in aanmerking. De te verbinden delen kunnen uit messing, koper, zilver, tombak of staalplaat bestaan.
Bij kleine onderdelen, maar ook bij ketels, moet men soldeer met 55% zilver gebruiken.
In verband met de Europese REACH wetgeving is m.i.v. medio  December 2011 zilversoldeer met cadmium verboden!

Voor de leverbare zilversoldeersoorten kunt u deze link: Producten/Occasion/Hardsolderen raadplegen 

Deze soldeermaterialen zijn in aanschaf niet echt goedkoop. Zilver is een edelmetaal en wordt tegen dagprijzen verkocht.
Daarom opgepast bij zogenaamde koopjes op beurzen. Of het zilvergehalte is te laag of het materiaal komt uit twijfelachtige bronnen.
Soldeersoorten met 55% zilvergehalte lopen zeer zuinig en dun uit.
En nog een belangrijke tip, goed soldeer voor onze doeleinden is nooit met vloeimiddel ommanteld.
Het meest geschikt voor onze hobby is soldeer van l mm diameter en in de regel 500mm lang.
Nog iets is heel belangrijks bij het solderen: het vloeimiddel. (In Nederland o.a. leverbaar onder de naam Fluxkrem-6)
Het vloeimiddel heeft tot taak op de plaats van het solderen de zuurstof te weren om oxydatie te verhinderen.
De werkzame stof in het vloeimiddel reinigt bovendien de oppervlakten nog iets.

Doet u eens de volgende test:
Een stukje messing schuurt u met schuurlinnen blank, (metallisch blank).
Dan verhitten met een vlam tot ongeveer 650° C (donkerrood gloeiend = soldeertemperatuur) en dan weer laten afkoelen.
Wat ziet U? Het metaal is na het afkoelen verkleurd en heeft een oxydatielaagje gekregen.
Juist dit gevolg wordt door het vloeimiddel verhinderd.

Spiritusbrander met 2 pitten (Diam. 10 mm) voor kleine Spoor 1 loc. Alle delen zijn hardgesoldeerd en goed doorgevloeid.


Het belangrijkste is de voorbereiding van de te solderen onderdelen.

Deze moeten door vijlen, schuren of slijpen schoon en vetvrij gemaakt worden.
Stralen of gritten moet worden afgeraden omdat bij zachte materialen zoals messing en koper het straalmateriaal in het oppervlak wordt opgenomen, hetgeen de kwaliteit van de soldeerverbinding negatief kan beinvloeden.
Ook een goede voorbereiding is het aan-etsen met, met water verdund zwavelzuur (ca. 10% zwavelzuur) door de te solderen onderdelen hierin korte tijd onder te dompelen en daarna goed met water af te spoelen en te drogen.
(NB: als alternatief voor zwavelzuur kan men ook het minder agressieve schoonmaakazijn gebruiken, zoals onderaan dit artikel beschreven)

Daarna moeten de delen samengevoegd worden of in soldeerstand worden gelegd of gezet.
Vervolgens moet men op de, nog koude, te solderen plaatsen het vloeimiddel in pastavorm aanbrengen.
Met een blauwe zachte vlam worden de te verbinden delen vervolgens verhit.
Een lasvlam is altijd een slechtere methode omdat die vlam uit acetyleen en zuivere zuurstof bestaat en juist zuurstof moet van de soldeerplaats weg gehouden worden. Daarom een grote zachte vlam om een mislukking te vermijden of te minimaliseren.
Dit geldt in het bijzonder voor stoomketels omdat die geheel moeten worden verhit. Voorkom oververhitting om te vermijden dat de soldeervlakken poreus en lelijk worden.


Nog iets over de werkplek en apparatuur voor het solderen:
Haal bij een bouwmarkt of kachelleverancier chamottestenen. Deze zijn verkrijgbaar met het formaat van metselstenen.
Gebruik deze stenen als ondergrond en zijafscherming (stapel van de stenen een soort "oventje") voor de te solderen delen, ze houden de warmte goed vast en zorgen tevens voor afscherming van de omgeving tegen de hitte.
Omdat er meestal koper of messing onderdelen gesoldeerdNozzlehouder voor gasbrander en 4mm stoomleiding met wartel en soldeerring. De koperen leidingen zijn met zilver in resp. de nozzlehouder en de ring gesoldeerd moeten worden is de capaciteit van de benodigde brander(s) een belangrijk punt.
Messing en vooral koper zijn zeer goede warmtegeleiders. Het werkstuk 'plaatselijk' opwarmen tot soldeertemperatuur zal dan ook niet lukken. Vandaar dat de brander(s) voldoende groot moeten zijn.
Kleine onderdelen zoals leidingwerk, pompjes en andere appendages kunnen meestal met een hobbybrander, zoals in de bouwmarkten verkrijgbaar, zonder problemen, voldoende opgewarmd worden.
Zodra echter grotere werstukken zoals ketels hardgesoldeerd moeten worden zijn één of zelfs twee grotere branders nodig, omdat het hele werkstuk opgewarmd moet worden. Meestal zorgt dan dan de eerste brander voor de basiswarmte en de tweede kan voor het verwarmen van de soldeerplaats worden gebruikt.
hardsolderen van een gasbrander nozzle houder

Terug naar het solderen.
De te solderen onderdelen zijn met vloeimiddel bestreken.
Op de soldeerplaats worden de onderdelen met een blauwe vlam verhit.
,Bij die verhitting verdampt het water en wordt het vloeimiddel wit en korstig.
Vervolgens 'versmeert' het en wordt daarna glashelder en ontstaan 'pareltjes.
Als die 'pareltjes' onrustig worden en beginnen te dansen dan is de soldeertemperatuur bereikt.
Nu de vlam een beetje afwenden (maar niet te ver: de temperatuur moet gehandhaafd blijven) om te vermijden dat het soldeer van de staaf wordt afgesmolten.
Met de soldeerstaaf de soldeerplaatsen aantippen en het soldeer zo weinig mogelijk, maar zoveel als nodig is laten afsmelten.
Het soldeer mag nooit op de soldeerplaats door de vlam worden afgesmolten aangezien dit gegarandeerd de soldeerverbinding verpest en zorgt voor onnodig soldeerverbruik.
Het afsmelten van het soldeer door de verhitte soldeerplaats zorgt voor een goede legering en daardoor een stevige verbinding.
Om werkelijk goede soldeerverbindingen te krijgen, is natuurlijk enige oefening vereist.
De sterkte van een goed gelegeerde zilversoldeerverbinding is hoger dan de sterkte van het soldeer zelf.
Soldeernaden met weinig soldeer zijn het sterkst. Kleine soldeernaden (tussen 0,03 - 0,20 mm) bevorderen door de capillaire werking het goed vloeien en indringen van het soldeer in de soldeernaad.

De belangrijkste factoren voor het totstandkomen van een goede hardsoldeerverbinding zijn:

  1. De soldeerplaats moet beslist metallisch schoon, dus vrij van verontreinigingen en oxidelagen zijn.
  2. De vorming van een nieuwe oxidelaag tijdens het solderen moet verhinderd worden. Dit wordt bereikt door het juiste vloeimiddel.
  3. Het werkstuk moet op de soldeerplaats de juiste soldeertemperatuur bereikt hebben.
  4. De soldeernaad moet de optimale spleetbreedte hebben.

Diagram met een overzicht van de fasen bij het hardsolderen

Reinigen na het hardsolderen:
En zojuist hardgesoldeerd werkstuk ziet er niet meer uit: vloeimiddelkorsten, verkleuringen etc.
Het is nu noodzakelijk het werkstuk te reinigen.
Dit kan door schuren, vijlen, stralen e.d.
Voorkeur als eerste reinigingsstap heeft echter heet water of een 10% zwavelzuurbad als hierboven reeds genoemd.
Bij toepassing van een zuurbad is goed naspoelen met water zeer belangrijk, zodat alle zuurresten goed verwijderd worden.

Alternatief voor zwavelzuur:
Als alternatief voor zwavelzuur kan ook schoonmaakazijn gebruikt worden.
Het is wat minder actief, doch wanneer het gesoldeerde onderdeel wat langer ondergedompeld blijft, heeft schoonmaakazijn ook een goed reinigend effect.

Uw veiligheid:
Zilversoldeer en vloeimiddel bevatten stoffen die, tijdens het soldeerproces, gassen ontwikkelen.
Deze zijn prikkelend voor de luchtwegen en ogen en kunnen de gezondheid schaden.
Zorg dus voor een goed geventileerde soldeerruimte.
Het beste is een veiligheidsbril en handschoenen te dragen.
Zorg ervoor, voordat u met een soldeersessie begint, dat alle benodigde gereedschappen bij de hand zijn.
Als u een zuurbad gebruikt denk om: veiligheidsbril, rubber handschoenen en beschermen van uw kleding tegen zuurspatten.
Als u een zuur moet verdunnen:
Altijd het zuur in kleine hoeveelheden aan het water toevoegen.
Nooit water bij het zuur voegen!
Behandel een uitgewerkt zuurbad als chemisch afval.

Powered by the Spirit CMS