Harden (Brazing): complete gids over proces, typen en materialen

Harden is een verbindingsproces dat verschilt van lassen omdat het basismateriaal niet smelt. Het gebruikt hogere temperaturen dan solderen en vereist nauw passende delen. Vulstof vloeit door capillaire werking in de nauwe speling.

Typen harden

Indeling naar verwarmingsmethode:

• Branderharden (Torch brazing)
• Ovenharden (Furnace brazing)
• Inductieharden
• Dopharden (Dip brazing)
• Weerstandharden
• Infraroodharden
• Dekharden (Blanket brazing)
• Elektronenstraal- en laserharden
• Hardlassen (Braze welding)

Werkprincipe

Voor kwalitatieve verbinding: delen nauw passend, basismetalen schoon en oxydvrij. Speling 0,03–0,08 mm voor optimale capillaire werking en sterkte. Reiniging essentieel: chemisch of mechanisch (schroefend). Ruw oppervlak bevordert benetting.

Temperatuur moet boven smeltpunt vulstof liggen. Hogere temperatuur → betere legering/benetting. Soms hogere temperatuur nodig voor: andere vulstof, metallurgische effecten, verontreinigingsverwijdering. Ideale temperatuur: laagst mogelijke brazeit, minimalisatie hitte-effecten, minimalisatie vulstof/basismetaal-interactie, maximalisatie levensduur spannen.

Tijd beïnvloedt omvang van effecten. Productieproces minimaliseert tijd/kosten, maar in niet-productieomstandigheden zijn sterkte/uitstraling belangrijker.

In inerte/reducerende atmosfeer (vacuumoven): flux (borax) voorkomt oxidevorming en reinigt oppervlakken.

Harden flux

Vormen: pasta, vloeistof, poeder, voorgemengde hardpasta's (flux + vulstofpoeder). Meest courant: dunne draad/staven met fluxbekleding of fluxkern. Flux vloeit in letsel bij verwarmen, smelt vulstof. Overmaat flux na cyclus verwijderen (corrosierisico, belemmert inspectie/afwerking). Fluxkeuze gebaseerd op effect op basismetaal. Chemische compatibiliteit met basismetaal en vulstof vereist. Minder actieve flux voor langere cycli.

Harden vulstoffen

Legeringen van 3+ metalen voor gewenste eigenschappen. Keuze afhankelijk van: dienstomstandigheden, benetting basismetaal, smeltpunt lager dan basismetaal. Vormen: lint, staaf, poeder, crème, draad, voorgevormd. Handmatig harden: staaf/draad (gemakkelijk aan te brengen).

Gangbare vulstoffen:

• Aluminium-silicium
• Koper
• Koper-zilver
• Koper-zink (messing)
• Koper-tin (brons)
• Goud-zilver
• Nikkellegeringen
• Zilver
• Amorfe hardfoil (Ni, Si, Cu, B, P, etc.)

Voor- en nadelen

Voordelen

• Basismetaal smelt niet
• Schoon letsel
• Strikte tolerantiecontrole
• Ongelijke metalen en niet-metalen harden
• Minder thermische vervorming dan lassen
• Geen nabewerking nodig (in tegenstelling tot lassen)
• Kan gecoat/geclad worden voor bescherming
• Gemakkelijk aanpasbaar voor massaproductie

Nadelen

• Vulstoffen zijn zacht
• Letselsterkte lager dan lassen
• Letsel zwakker dan basismetaal
• Hoge eis aan basismetaal-schoonmaak
• Letselkleur vaak anders dan basismetaal