Wat is solderen?

Solderen is een techniek om metalen onderdelen met elkaar te verbinden door middel van een metaallegering met een lager smeltpunt dan de te verbinden delen. De verbinding voor het solderen wordt tot stand gebracht door de verbindende metaallegering te smelten en tussen de delen te laten vloeien. Het verschil tussen solderen en lassen is dat solderen wordt uitgevoerd bij een relatief lage temperatuur, waarbij het materiaal van het werkstuk (nog) niet smelt. Bij lassen is de temperatuur zo hoog dat naast de lasdraad of laselektrode het metaal van het werkstuk zélf ook vloeibaar wordt in tegenstelling tot solderen.

Voor het solderen in de elektrotechniek wordt er in het algemeen gebruik gemaakt van een soldeerstation met een werktemperatuur van ongeveer 350°C

Wat heb je nodig?

• Soldeerbout, soldeerpistool of soldeerstation
• Soldeerdraad (soldeertin)
• Spons of staalwol
• De te solderen onderdelen

Optioneel is onderstaande ook handig

• Desoldeerdraad of desoldeerpomp
• Rookafzuiging
• Veiligheidsbril
• Handschoenen

Soldeerbout, soldeerpistool of soldeerstation

Er bestaan verschillende hulpmiddelen om te solderen. Een soldeerbout is misschien het meest gekend. Het is ook de goedkoopste oplossing. Nadeel is dat deze soldeerbouten meestal geen temperatuursregeling hebben. Dus voor gevoelige elektronica zijn ze vaak niet aan te raden. Echter voor het solderen van de CO2 sensor kunnen ze best gebruikt worden. We gaan voornamelijk konnektoren solderen die iets minder gevoelig zijn. Zorg wel best voor een soldeerbout met een fijne punt (2 mm is goede richtwaarde).

Sommige soldeerbouten hebben een soldeerpunt onder een hoek. Een rechte soldeerpunt is vaak handiger voor dit soort werk.

Een soldeerstation heeft een temperatuurregeling en geniet de voorkeur. Ze zijn echter iets duurder. Dus als je eenmalig gaat solderen dan is een soldeerbout aangeraden (om kosten te beperken). Heb je zin om veel meer te solderen? Een soldeerstation is dan een goede investering.

Naast bovenstaande bestaan er ook soldeerpistolen. Deze zijn eerder voor het zwaardere werk en niet aangeraden voor dit soort werk.

We raden een soldeerbout of soldeerstation aan van minimum 30 W. 60 W is aangeraden.

Een temperatuur van 260 ℃ is vaak voldoende om te solderen. 350 ℃ wordt aanzien als de maximale temperatuur. Hoe hoger de temperatuur, hoe belastender voor jouw soldeertip (kortere levensduur).
Met een soldeerstation kan je de temperatuur eenvoudig regelen op de juiste waarde. Bij een soldeerbout heb je deze optie meestal niet. De meeste soldeerbouten zullen gemakkelijk 350 ℃ of meer halen. Voor het solderen van de CO2 sensor is dit echter niet een groot probleem.

Er bestaan ook USB soldeerbouten. Lijkt handig en goedkoop. Hou er echter rekening mee dat deze meestal niet krachtig genoeg zijn voor dit soort soldeerwerk. Gebruik ook geen batterij gevoede soldeerbouten.

Zorg steeds voor een soldeerhouder! Een soldeerbout kan zeer warm worden en mag je nooit rechtstreeks op tafel leggen. Normaal zit zo’n houder bij jouw soldeerbout. Een soldeerstation komt meestal ook met een houder.

Soldeerdraad (soldeertin)

Gebruik steeds soldeertin zonder lood (Pb)! Soldeertin zonder lood zal typisch hogere temperaturen vragen. Het geeft ook een matter soldeer resultaat. De soldeerverbinding zal dus niet “blinken” wat normaal is (bij lood-houdende soldeerdraad duid een matte soldeerverbinding juist op een slechte soldeerverbinding).

Gebruik kwalitatief soldeertin. Soldeertin van lage kwaliteit kan onzuiverheden bevatten die op jouw soldeertip achterblijven en het solderen moeilijker maken. Soldeertin van goede kwaliteit zal ook steeds goed smelten op de opgegeven temperatuur.

Gebruik niet te dunne soldeerdraad. Te dikke soldeerdraad resulteert gemakkelijk in te veel tin op de soldeerverbinding. Bij dunnere soldeerdraad zal je eerder te weinig soldeertin op de soldeerverbinding hebben. Het is echter eenvoudiger om extra soldeertin toe te voegen dan ze weg te nemen.
We raden soldeerdraad van 0,7 mm aan.

Spons of staalwol

Een soldeertip moet voor, tijdens en na het solderen proper gemaakt worden. Een propere soldeertip zorgt voor eenvoudiger en beter solderen. Het verlengt ook de levensduur van jouw tip.

Het eenvoudigste kan dit met een vochtige spons (kan gerust een standaard keuken sponsje zijn). Ga met jouw soldeertip over deze vochtige spons om jouw tip proper te maken. Zorg er wel voor dat de spons vochtig blijft (maak indien nodig opnieuw vochtig).
De spons moet niet door nat zijn. Gewoon vochtig is voldoende.

Laat uiteraard de soldeertip nooit op de spons liggen voor langere tijd!

Het voordeel van een eenvoudige spons is dat deze goedkoop is. Het nadeel is dat een vochtige spons de temperatuur van jouw soldeertip naar omlaag haalt. Afhankelijk van het vermogen van jouw soldeerbout (of station) kan het even duren voor de tip terug op temperatuur is.
Ook is het continu afkoelen en opwarmen van de soldeertip minder goed voor een lange levensduur.

Een betere manier om jouw soldeertip proper te maken is door gebruik te maken van een messing of roestvrij stuk staalwol (soms ook soldeerspons genoemd). Steek jouw soldeertip een paar keer in het staalwol om het soldeertin te verwijderen en de tip proper te maken.
De temperatuur zal ook minder zakken wat dan weer goed is voor een langere levensduur van de soldeertip.

Nadat de tip proper gemaakt is moet je altijd soldeertin op de soldeertip doen. Dit beschermt de tip tegen oxideren. Dit is ook zeer belangrijk wanneer je stopt met solderen. Voor je stopt met solderen moet je altijd jouw tip proper maken en vervolgens soldeertin toevoegen. Zet dan de soldeerbout/station af en laat afkoelen (met het soldeertin op de tip). Dit soldeertin zal jouw soldeertip beschermen tegen oxideren.
Wanneer je de volgende keer terug gaat solderen, dan laat je jouw soldeertip eerst op temperatuur komen. Maak vervolgens de soldeertip proper en voeg daarna terug wat soldeertin toe op de tip. Je bent nu klaar om te starten met solderen.

Indien jouw soldeertip zeer zwart zit (door de oxidatie) dan is het mogelijk dat solderen zeer moeilijk gaat. De oxide zorgt er voor dat de tip niet meer warm genoeg wordt waardoor de soldeerdraad niet meer of zeer moeilijk smelt. Gebruik nooit een vijl om de oxide laag te verwijderen! Je beschadigt jouw tip nog meer. Gebruik eventueel een zacht schuurpapier of staalwol om de oxide laag te verwijderen (laat uiteraard eerste de soldeertip afkoelen!). Indien nodig moet je de soldeertip vervangen.

In onderstaande foto zie je een geoxideerde soldeertip (links) en een goed vertinde soldeertip (rechts). Het rechtste is wat je wilt. Het tin op de soldeertip zorgt voor een barrière tussen de lucht en het metaal van de tip waardoor de tip niet kan oxideren.

Desoldeerdraad of desoldeerpomp

Desoldeerdraad kan gebruikt worden om een te veel aan soldeertin weg te nemen. De desoldeerdraad zal het tin als het ware opzuigen.

Het gebruik is eenvoudig:

• Zet de soldeertemperatuur op 350 ℃ (indien instelbaar).
• Plaats het uiteinde van de desoldeerdraad bovenop de soldeerverbinding met het te veel aan tin.
• Druk jouw soldeertip bovenop de desoldeerdraad, op de locatie van het te veel aan tin.
• Wanneer het soldeertin vloeibaar wordt zal het opgezogen worden in de desoldeerdraad.
• Verwijder de soldeertip en desoldeerdraad in één vlotte beweging.
• Het te veel aan tin is nu weg.
• Knip eventueel de desoldeerdraad korter (verwijder het gedeelte met de opgezogen tin).
• Kijk de soldeerverbinding na. Indien nodig kan je opnieuw soldeertin toevoegen (indien er te veel tin is opgezogen in de desoldeerdraad).

Een desoldeerpomp kan ook gebruikt worden.

Het gebruik is ook hier eenvoudig.

• Duw de zuiger met de veer naar beneden.
• Verwarm met de soldeertip het tin dat je wilt weghalen.
• Hou de desoldeerpomp boven het vloeibaar geworden tin.
• Druk op het knopje van de desoldeerpomp. De zuiger schiet omhoog en zuigt het soldeertin op.
• Indien nodig de soldeerpomp proper maken.

Rookafzuiging

De vrijgekomen dampen tijdens het solderen adem je best zo min mogelijk in. Zorg eventueel voor een rookafzuiging. Dit kan eenvoudig met een ventilator en koolstof filter.

Uiteraard kan je dergelijke oplossing gemakkelijk zelf maken dmv een ventilator, koolstof filter en wat 3D printing ?

Veiligheidsbril en handschoenen

Tijdens solderen is het mogelijk dat soldeertin wegspringt. Optioneel kan je een veiligheidsbril dragen en werkhandschoenen om eventuele brandwonden te voorkomen.

Hoe solderen?

Soldeer altijd in een goed verluchte ruimte! Soldeer eventueel in de buurt van een open raam of gebruik een krachtige soldeerdamp afzuiging.

Zorg er steeds voor dat je op een plaats werkt met zo min mogelijk materiaal in de buurt. Dit om eventueel brandgevaar te voorkomen. Soldeer ook nooit in de buurt van dieren of kleine kinderen.

Hou er rekening mee dat een soldeertip meer dan 300 ℃ warm (of eerder heet) kan worden! Raak nooit het metalen gedeelte van de soldeerbout aan! Dit zal ernstige brandwonden geven.

Zorg er steeds voor dat er een volwassen in de buurt is!

Zorg er voor dat niemand over de draad van de soldeerbout of station kan vallen.

Was je handen na het solderen.

Niet enkel de soldeertip is warm (of heet) maar ook de gesoldeerde onderdelen kunnen warm zijn. Laat de onderdelen voldoende afkoelen voor je ze vastneemt met je handen.

Goed solderen is een belangrijke basis voor iedere elektronicus. Maar als bij zo veel zaken, “oefening baart kunts”. Wees dus niet gefrusteerd als het niet van de eerste keer lukt.

Bij solderen is het juiste gereedschap belangrijk (zie bovenstaande) maar ook de timing. En hoe meer je oefent, hoe beter jouw timing zal worden. Het is zoals fietsen. In het begin moet je over alles nadenken. Maar nu gaat fietsen als vanzelf.

Stel de temperatuur van jouw soldeerbout in op 350 ℃. Meer is normaal niet nodig (tenzij je een beschadigde of geoxideerde tip hebt). De temperatuur instellen kan typisch enkel met een soldeerstation. Heb je een gewone soldeerbout? Geen probleem.

Eens de soldeeertip warm is moet je zorgen dat jouw soldeertip proper is. Kuis jouw tip dus af met een vochtig sponsje of beter nog met staalwol. Neem hiervoor het sponse of staalwol niet in jouw hand vast! Laat het liggen op tafel en wrijf met de tip over het sponsje of staalwol.

Plaats nu de soldeerpunt op het punt waar de te solderen verbindingen elkaar raken en beweeg de soldeertip niet meer. Wacht nu ongeveer 2 seconden zodat de twee contactpunten de juiste temperatuur hebben. Druk nu de punt van de soldeerdraad tegen het contact punt van soldeerpunt en te solderen contacten.

Zodra het tin begint te smelten en te vloeien haal je het tin weg. Hou de soldeertip nog ongeveer 2 seconden op het vlak en haal dan ook weg.

Laat het tin stollen en controlleer de verbinding visueel. Indien nodig de handeling herhalen en meer tin toevoegen. Indien te veel tin, weghalen met desoldeerdraad of een desoldeerpomp.

Dankzij de harskern van de soldeerdraad stroomt het vloeibare tin snel over de te solderen onderdelen en kruipt meteen langs de aansluitdraden van het onderdeel een stukje omhoog.

Beperk de soldeertijd tot een 5 tal seconden. Bij te lang verhitten bestaat er de kans dat onderdelen gaan smelten of oververhit geraken waardoor ze kunnen beschadigd worden.

Een perfect soldeerverbinding ziet er uit als in bovenstaande afbeelding. Onderstaand zien we twee voorbeelden van een slechte soldeerverbinding.

Video

Opmerking

De mogelijkheid is voorzien om de temperatuur/vochtigheid sensor plat op de printplaat te monteren. Door de opwarming van het display bordje (TTGO bordje) zal deze montage van de sensor echter een hogere temperatuur waarde (en lagere vochtigheid waarde) opleveren dan de werkelijke omgeving. De sensor meet de warme lucht onder het display bordje.
Indien een correct meting gewenst is, is het aangeraden om de temperatuur/vochtigheid sensor rechtop te monteren.

Soldeerhandleiding ControlCo2