Een uitgebreide gids voor zilversolderen: principes, processen, toepassingen en selectie

Wat is zilversolderen?
Zilversolderen is een verbindingsproces waarbij gebruik wordt gemaakt van een non-ferrovulmetaal-doorgaans een legering die zilver, koper, zink en/of cadmium bevat- om twee of meer nauw aansluitende onderdelen te verbinden. De legering wordt verwarmd tot de smelttemperatuur (meestal boven 800 graden F / 427 graden), waardoor deze via capillaire werking in de verbinding kan stromen. Bij de liquidustemperatuur interageert het gesmolten vulmetaal met een dunne laag van het basismetaal; bij afkoeling zorgt de vermenging van korrelstructuren voor een uitzonderlijk sterke, afgedichte verbinding. De resulterende verbinding heeft een "sandwich"-structuur waarin lagen van verschillende materialen metallurgisch met elkaar zijn verbonden.

Zilversoldeer wordt geleverd in verschillende vaste vormen, waaronder ringen, draad, strips, ringen, poeder en pasta. Verwarming kan worden bereikt met behulp van een reeks warmtebronnen, zoals fakkels, inductie, weerstand, infrarood, ovens of ovens. Flux is een essentieel hulpmateriaal bij het solderen van zilver, dat wordt gebruikt om bestaande oxiden van de oppervlakken van onedele metalen te verwijderen en te voorkomen dat ze zich opnieuw vormen.

Zilversolderen en temperatuurkenmerken
Zilversolderen wordt geclassificeerd als een hardsoldeerproces bij lage- temperatuur. De gebruikte vulstaven hebben smeltpunten variërend van 1145 graden F tot 1650 graden F (618 graden tot 899 graden)-temperaturen die aanzienlijk lager zijn dan die vereist voor soldeervullers van koper-legeringen. Omdat de bedrijfstemperatuur lager is, bereikt het basismetaal over het algemeen niet de kritische transformatietemperaturen die brosheid zouden kunnen veroorzaken; dit geeft zilversolderen een duidelijk voordeel bij precisieproductie.

Zilversoldeerproces
Zilversolderen volgt dezelfde fundamentele stappen als andere hardsoldeermethoden: zorgen voor de juiste capillaire werking, het reinigen van onedele metalen oppervlakken, het aanbrengen van vloeimiddel, het gelijkmatig verwarmen en het -reinigen na het hardsolderen.

Er moet bijzondere aandacht worden besteed aan de uniformiteit tijdens het verwarmen. Dikkere delen metaal vereisen meer warmte; als er een aanzienlijk verschil in thermische geleidbaarheid tussen de twee metalen is, moet er meer warmte worden toegepast op de zijde met een hogere geleidbaarheid. Omdat het vulmetaal naar warmere gebieden stroomt, kan ongelijkmatige verwarming resulteren in een ongelijkmatige verdeling van het soldeer, waardoor de verbindingskwaliteit in gevaar komt.

Het solderen van zilver aan koper is een van de meest voorkomende toepassingen. Koper heeft een veel hogere thermische geleidbaarheid dan staal of roestvrij staal; bijgevolg moet tijdens het proces extra warmte aan de koperzijde worden toegevoerd. Anders zal het zilveren vulmetaal volledig naar de kopercomponent vloeien, waardoor de stalen zijde los blijft.

Veiligheidsmaatregelen
Bij het verwarmen en smelten van zilversoldeerlegeringen ontstaan ​​cadmiumoxidedampen, die zeer giftig zijn. Operators moeten persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM's) dragen en zorgen voor voldoende ventilatie. Extra voorzichtigheid is geboden bij het slijpen van oppervlakken die cadmium bevatten om de verspreiding van stof te voorkomen.

Gezamenlijke oppervlakken moeten vrij zijn van oxiden, aanslag, vet, vuil en andere vreemde stoffen. Oppervlakken (andere dan met cadmium-vergulde oppervlakken) kunnen mechanisch worden gereinigd met een staalborstel of schuurdoek, of chemisch via methoden zoals zuurbeitsen. Reinheid is rechtstreeks bepalend voor de soldeerkwaliteit; eventuele resten kunnen de capillaire werking belemmeren, wat leidt tot zwakke bindingen of onvolledige gewrichten.

Belangrijkste voordelen van zilversolderen
Zilver-gesoldeerde verbindingen zijn sterk, luchtdicht en lek-dicht, terwijl ze voldoen aan strenge specificaties voor mechanische eigenschappen, elektrische geleidbaarheid, drukdichtheid, corrosieweerstand en bedrijfstemperatuur. Zilver-gesoldeerde elektrische contacten worden veel gebruikt in de elektrische industrie vanwege hun uitstekende geleidbaarheid en stabiele contactweerstand in hoog-omgevingen.

Zilvercontactsolderen kan worden uitgevoerd met behulp van geautomatiseerde machines, waardoor kosteneffectieve metaalverbinding met hoge productiviteit mogelijk wordt. Dit maakt het de voorkeurskeuze voor metaalverbindingsbewerkingen met grote- volumes. Cadmium-vrije zilversoldeerlegeringen zijn verkrijgbaar in pastavorm, waardoor het materiaaltoevoerproces op geautomatiseerde productielijnen verder wordt vereenvoudigd.

Typische toepassingen

In de gereedschapsindustrie wordt zilversolderen vaak gebruikt om hardmetalen wisselplaten met gereedschapsschachten te verbinden. Omdat de temperaturen bij het hardsolderen van zilver lager zijn dan de temperaturen die vereist zijn voor vulmetalen van koper-legeringen, verliezen de inzetstukken hun hardheid niet door oververhitting-een voordeel dat booglassen niet kan bieden.

Het bevestigen van zilveren contacten aan koperen rails is een gangbare praktijk in elektrische apparatuur. Het lassen van koperen rails aan zilveren contacten kan ervoor zorgen dat het koper door de hoge hitte uithardt en zacht wordt; zilversolderen daarentegen zorgt voor een veilige verbinding bij lagere temperaturen, waardoor de mechanische sterkte van het koper behouden blijft.

Zilveren contactassemblages worden veelvuldig gebruikt in componenten zoals relais en stroomonderbrekers. De slijtvastheid en geleidbaarheid van zilver maken het een ideaal materiaal voor elektrische schakelaars, en zilversolderen biedt de meest betrouwbare methode om deze contacten aan hun basiscomponenten te bevestigen.