Wat is kopersolderen en hoe het te doen?

Al vele jaren zijn solderen en hardsolderen de twee meest gebruikelijke methoden voor het verbinden van koperen buizen en fittingen. Deze beproefde methoden zijn in een aantal opzichten vergelijkbaar, maar er zijn ook verschillende duidelijke verschillen die ze onderscheiden.

Dit document legt de overeenkomsten uit en benadrukt de verschillen tussen de twee verbindingsprocessen om te helpen bepalen welke verbindingsmethode het meest wenselijk is.

Wat is kopersolderen ?

De meest gebruikelijke methode voor het verbinden van koperen buizen is het gebruik van een fitting van het type koper of een koperlegering waarin de buissecties worden ingebracht en bevestigd door middel van vulmetaal, met behulp van een soldeer- of soldeerproces. Dit type verbinding staat bekend als een capillaire of lapverbinding omdat de mof van de fitting het buisuiteinde overlapt en er een ruimte ontstaat tussen de buis en de fitting.

Deze ruimte wordt de capillaire ruimte genoemd. De oppervlakken van de fitting en de buis die elkaar overlappen om de verbinding te vormen, worden de faying-oppervlakken genoemd. Buis en fitting worden vervolgens stevig met elkaar verbonden met behulp van een vulmetaal dat in de capillaire ruimte wordt gesmolten en aan deze oppervlakken hecht.

Het vulmetaal is een metaallegering met een smelttemperatuur die lager is dan die van de buis of fitting. Het smeltpunt van de koper (Cu) legering UNS C12200 is 1.981 °F/1082 °C. Als het vulmetaal onder 840 F smelt, is het proces dat wordt uitgevoerd solderen. Boven die temperatuur is het proces hardsolderen.

Waarom kopersolderen?

Het gebruik van kopersolderen is voor wanneer een grotere verbindingssterkte nodig is of voor systemen die werken bij 350 graden of hoger.

Typische toepassingen zijn:

• Brandbeveiliging
• Airconditioning en koeling
• Brandstofgasdistributie
• Watervoorziening

Zowel zuurstofhoudend als zuurstofvrij koper kan worden gesoldeerd om een ​​verbinding met bevredigende eigenschappen te produceren. De volledige sterkte van een gegloeide koperen soldeerverbinding zal worden ontwikkeld met een overlappende verbinding.

De gebruikte vlam moet licht carboniserend zijn. Alle zilversoldeerlegeringen kunnen met de juiste vloeimiddelen worden gebruikt. Met de koper-fosfor- of koper-fosfor-zilverlegeringen kan een soldeerverbinding worden gemaakt zonder vloeimiddel, hoewel het gebruik van vloeimiddel zal resulteren in een verbinding die er beter uitziet.

Kopersolderen vs. Solderen

Het meeste solderen gebeurt bij temperaturen van 350 tot 600 graden. Kopersolderen wordt gedaan, zoals voor het solderen van verbindingen bij 1100 tot 1500 graden.

Solderen is een metaalverbindingsproces waarbij twee of meer metalen onderdelen met elkaar worden verbonden door het smelten en stromen van materiaal in de verbinding, waarbij het vulmateriaal een lager smeltpunt heeft dan het aangrenzende metaal.

Het verschil tussen hardsolderen en solderen is de temperatuur die nodig is om dat vulmetaal te smelten. Die temperatuur wordt door de American Welding Society (AWS) gedefinieerd als 842ºF/450ºC, maar wordt vaak afgerond op 840ºF. Als het toevoegmetaal onder 840ºF smelt, is het proces dat wordt uitgevoerd solderen.

Soldeerverbindingen worden gebruikt voor koeling, hogedrukluchtleidingen en HVAC waar maximale verbindingssterkte een must is, en soldeerverbindingen worden gebruikt in lagedruktoepassingen zoals drinkwaterleidingen en sommige verwarmingssystemen.

Heb je vloeimiddel nodig om koper te hardsolderen?

Om koper te solderen, heb je vloeimiddel nodig, zodat het soldeer vrij kan lopen en wordt verwarmd door de toorts. De staaf wordt vervolgens zonder te forceren op zijn plaats geduwd, waardoor het warmtebad zou vermengen en een onbetrouwbare verbinding tussen twee stukken koper zou ontstaan.

De eenvoudigste methode voor het hardsolderen van koper is het gebruik van een vloeiborstel op één oppervlak en vervolgens gesmolten metaal dat erop wordt geborsteld - dit omvat ook in water oplosbare pasta.

De twee stukken metaal moeten een geschuurd oppervlak hebben om dit proces efficiënt te laten werken, omdat het anders geen voordelige verbinding tussen hen vormt. Deze techniek is vaak hoe pijpverbindingen worden gemaakt, omdat niemand wil dat giftige dampen in hun huis rondsolderen.

Hoe koper te solderen

Solderen wordt gedaan door het koper te verwarmen en vervolgens een laag constantaan (een soort metaal met een hoge thermische geleidbaarheid en een lage elektrische weerstand) erop te laten lopen. Als je de twee stukken correct uitlijnt, smelten ze samen bij verhitting tot 250°C.

Het vloeimiddel zorgt ervoor dat er geen kleine luchtbelletjes in komen en het allemaal verpesten - deze zullen naar de oppervlakte borrelen terwijl het opwarmt en kunnen worden doorboord met een soldeernaald voordat het verwarmen begint.

Zodra ze zijn verwarmd, breng je wat soldeerpasta aan - deze zal smelten als ze opnieuw worden verwarmd om de verbinding te voltooien! Als constantaan onvoldoende thermische geleidbaarheid biedt, of als u ervoor wilt zorgen dat beide stukken ongeveer dezelfde temperatuur hebben voordat u voor de eerste keer warmte aanbrengt, kunt u ook een met vloeimiddel bedekte soldeerstaaf gebruiken.

Wat gebeurt er precies als het vulmetaal smelt?

Wanneer het vulmetaal smelt, vormt het meestal een feloranje klodder. Zo weet je zeker dat je de juiste temperatuur hebt bereikt om door te gaan met het soldeerproces. U moet het vloeimiddel en de in water oplosbare pasta aanbrengen, daarna moet u de staaf en koperen pijp ongeveer vijf minuten verwarmen voordat u soldeerpasta op de staaf toevoegt.

Als je je afvraagt ​​hoe je dit in de bouw zou kunnen doen, is het meestal hoe sanitaire leidingen worden aangesloten. Bij afvoerleidingen zijn er twee veelgebruikte methoden:koper solderen en koper solderen.

De flux helpt het soldeer vrij te stromen en moet op beide oppervlakken worden aangebracht voor een succesvol soldeerproces. De staaf wordt vervolgens zonder te forceren op zijn plaats geduwd, waardoor het warmtebad zou vermengen en een onbetrouwbare verbinding tussen twee stukken koper zou ontstaan.

Soorten vlammen

Er zijn 3 soorten vlammen. Een die je niet wilt, is een carburerende vlam. Dit is hoe een "carburerende vlam" eruitziet, hij is gemakkelijk te onderscheiden door zijn 3 kleuren en leidt tot overmatige carbonisatie op de pijp, wat niet nodig is en de verbinding in gevaar kan brengen.

Ten tweede is er een oxiderende vlam die je ook niet wilt. Dit type vlam, zoals de naam al zegt, zal uw werkstuk oxideren wat ongewenst is. En tot slot een neutrale vlam. Een neutrale vlam is wat je zoekt, omdat het niet carboniseert of oxideert, het heeft een perfecte mix van zuurstof en acetyleen en is typisch zo helderblauw van kleur.

Hulpmiddelen/materialen voor het project

De gereedschappen en het soort vulmateriaal variëren van een soldeerverbinding tot een soldeerverbinding, dus laten we ze allebei samen doornemen.

Bij het solderen van drinkwaterleidingen gebruikt u dit type soldeer dat 95/5 wordt genoemd. Dit type soldeer kan niet worden gebruikt bij het solderen, dus je hebt vulmateriaal nodig. Er zijn veel soorten vulmaterialen op de markt en u zult de juiste moeten kiezen, afhankelijk van het soort werk dat u doet.

In geval van twijfel, levert Harris products een zeer duidelijke tabel over welk type soldeerstaaf moet worden gebruikt voor verschillende soorten materialen die worden verbonden. Voor deze demonstratie gebruik ik een Stay-silv 15 die 80% koper, 15% zilver en 5% fosfor bevat. U wilt een staaf hebben die fosfor bevat omdat ze zelfvloeiend zijn, waardoor u geen vloeimiddel op de buis hoeft aan te brengen.

Als je ziet dat zilversoldeer bij een veel hogere temperatuur smelt, heb je meer warmte nodig dan je typische soldeerverbinding.

Het solderen van kleinere pijpen is mogelijk met een kleine propaantoorts, maar grotere pijpen zoals 1” en hoger hebben meer warmte nodig, daarom wordt het aanbevolen om een ​​oxy/acetyleensysteem te gebruiken met een geschikte toorts aangezien zilversoldeer smelt bij een hogere temperatuur dan normaal soldeer . Oxyacetyleen brandt veel heter, bij 3500*C of 6330*F in vergelijking met propaan dat brandt rond 1995*C of 3620*F.

En tot slot de fakkel. Bij het solderen wordt zo'n toorts gebruikt aangezien er maar één gas nodig is. Bovendien geven propaantoortsen niet zo veel warmte af als een oxy/acetyleentoorts.

Ik gebruik deze oxy / acetyleen port-a-torch-kit van Harris, een elektrisch bedrijf van Lincoln en geweldig voor lichte soldeertaken zoals deze. Het wordt geleverd in een draagtas en er zijn 2 tanks, 1 voor zuurstof en 1 voor acetyleen, er zijn ook 2 regelaars voor elk gas en de eigenlijke toorts.

U zult ook de toortstips opmerken die bij de kit worden geleverd. Je zou een simpele lucht/acetyleen opstelling als deze kunnen gebruiken, maar het is aanzienlijk langer en geeft je geen schone verbinding zoals een oxy/acetyleen kit doet. Ze zijn echter zuiniger en lichter om mee te nemen in krappe ruimtes, dus gebruik wat het beste voor u is.

Iets anders dat u zou kunnen overwegen, is ervoor te zorgen dat uw zaklamp flashback-afleiders heeft aan de zuurstof- en acetyleenzijde. Bij de meeste nieuwe fakkels zijn ze ingebouwd. Vroeger waren deze apart en moesten ze op de slang zelf worden gemonteerd. Zorg er dus voor dat je kit ermee is uitgerust, want ze zullen voorkomen dat een vlam in je tank gaat, wat je niet echt wilt.

Video koper solderen