We krijgen veel vragen over het verschil tussen solderen en solderen. Het zijn zeer gelijkaardige verbindingstechnieken, die beide het smelten van een toevoegmetaal impliceren om twee of meer componenten samen te voegen zonder het basismateriaal van de componenten te smelten. De American Welding Society (AWS) definieert hardsolderen als een dergelijk proces waarbij een toevoegmetaal wordt gebruikt dat een liquidus heeft van meer dan 450°C (842°F). Bij solderen daarentegen worden vulmetalen gebruikt met een liquiditeit van 450°C of lager.
De kwestie wordt verder verward door het gebruik van termen als “zilversoldeer”. Dit is een verkeerde benaming, omdat legeringen op zilverbasis alle ruim boven 450°C smelten en dus duidelijk hardsoldeer vulmetalen zijn. De juiste term voor alle legeringen gebruikt voor hardsolderen, inclusief legeringen op zilverbasis, is “hardsoldeer vulmetaal”. AWS heeft een aanduidingssysteem ontwikkeld voor hardsoldeer vulmetalen dat gebruik maakt van het (de) primaire element(en) en een nummer voor unieke samenstellingen van hardsoldeer vulmetalen. Alle benamingen beginnen met een “B” voor “brazing”. De legeringen op zilverbasis worden dus aangeduid als BAg-x, waarbij x een getal is dat overeenkomt met een bepaalde samenstelling van de legering. BAg-1 heeft een nominale samenstelling van 45%Ag, 15%Cu, 16%Zn, 24%Cd. BAg-34 bevat nominaal 38%Ag, 32%Cu, 28%Zn, 2%Sn. Andere families van hardsoldeermetalen omvatten vulmetalen op basis van aluminium-silicium (BAlSi-x), vulmetalen op basis van magnesium (BMg-x), koper, koper-zink en koper-fosfor (respectievelijk BCu-x, RBCuZn-x, en BCuP-x), vulmetalen op basis van nikkel en kobalt (respectievelijk BNi-x en BCo-x) en vulmetalen op basis van goud (BAu-x). Titaan, palladium, platina en andere metalen kunnen ook als hardsoldeer worden gebruikt. Hardsolderen wordt gebruikt in talrijke automobieltoepassingen, straalmotoren, kookgerei en gebruiksvoorwerpen, en HVAC-systemen, om er enkele te noemen.
Solderen heeft niet alleen een lagere verwerkingstemperatuur, maar resulteert gewoonlijk ook in een verbinding met een lagere sterkte dan een gesoldeerde verbinding. Voor veel toepassingen is dit geschikt en zelfs wenselijk. De afschuifsterkte van gesoldeerde verbindingen overtreft die van gesoldeerde verbindingen typisch met een factor vijf. Een hoge warmte-inbreng kan gevoelige elektronica of kleine componenten beschadigen.
Figuur: Lasersolderen van siliciumcarbide (SiC)
Warmte voor solderen of hardsolderen kan op verschillende manieren worden aangebracht: door vlammen, door weerstandsverhitting, door inductieve verhitting, door het gebruik van een laser, door verbranding en daaropvolgende stralingsverwarming, enz. Zowel solderen als hardsolderen kan worden uitgevoerd in de open lucht (gewoonlijk met een vloeimiddel om de oppervlakteoxiden te verminderen en het bevochtigen en vloeien van het soldeer of hardsoldeermetaal mogelijk te maken) of in beschermende atmosferen (b.v. inerte, vacuüm- of actieve atmosfeer). Beide technieken kunnen worden gebruikt om vele metalen en metaallegeringen, keramiek, en samengestelde materialen, aan gelijksoortige en ongelijksoortige materialen te verbinden.
Zo moet u het solderen of hardsolderen?
Het antwoord daarop hangt van vele factoren af, waaronder de gebruiksbelasting en de temperatuur, om er twee te noemen. Veel substraten worden beschadigd door de hoge temperaturen die nodig zijn bij hardsolderen. Bevochtigbaarheid van het substraat door ofwel het soldeer of hardsoldeer vulmetaal is een andere belangrijke overweging bij het selecteren van het juiste proces. De mogelijkheid om vloeimiddelresten te verwijderen kan een belangrijke factor zijn, zoals in bepaalde HVAC- en andere vloeistoftransportsystemen; gesloten lussystemen die na het verbinden niet gemakkelijk kunnen worden gereinigd, moeten vaak worden gesoldeerd of gesoldeerd in vacuüm of onder een beschermende atmosfeer, of er moet een zelfvloeiend toevoegmetaal worden gebruikt, zoals de koper-fosforlegeringen (BCuP-x) in koper-gebaseerde assemblages. Bepaalde “no-clean fluxes” laten na het verbinden een minimaal residu achter, maar verharde residuen kunnen schurende slijtagesituaties veroorzaken in bewegende onderdelen met nauwe speling, of kunnen hydrolyseren en corrosieve omstandigheden creëren.