Home/Koper Aan Staal Solderen
Koper Aan Staal Solderen
Hardsolderen en zilversolderen in onze werkplaats in Naaldwijk. Maatvast en zonder vervorming, en waar nodig met een druktest op lekkage.
Koper aan staal solderen: twee metalen die niet samen willen smelten
Koper aan staal solderen is bij Westland Metaalbewerking een klus die vaker op de werkbank ligt dan veel mensen denken. Het gaat bijna altijd om een stalen onderdeel dat ergens een koperen leiding, een koperen aansluiting of een koperen strip moet krijgen. Op tekening ziet dat er simpel uit, want twee stukken metaal moeten vast aan elkaar. In de werkplaats ligt dat anders. Koper en staal verschillen zo sterk in samenstelling en smeltpunt dat ze zich niet of nauwelijks laten lassen. Probeert u het toch, dan is het koper al vloeibaar voordat het staal ook maar in de buurt van zijn smeltpunt komt. Daarom kiezen wij voor hardsolderen. Bij koper aan staal solderen smelt geen van beide metalen. Wij verwarmen de delen met een brander op propaan en zuurstof tot het soldeer vloeit, en dat soldeer trekt zich in de nauwe spleet tussen koper en staal. Het hecht aan beide oppervlakken en vormt zo de brug tussen twee metalen die elkaar uit zichzelf niet accepteren. Ons team doet dit soldeerwerk inmiddels ongeveer acht jaar, binnen een bedrijf dat al ruim twintig jaar metaal bewerkt en meer dan duizend projecten heeft afgeleverd. In die tijd hebben wij gezien waar het bij deze combinatie misgaat, en dat is zelden het moment dat de vlam aangaat. Het gaat mis bij de keuze van het soldeer, bij de verdeling van de warmte en bij de vraag waar het onderdeel straks terechtkomt. Op deze pagina nemen wij u mee langs die drie punten, zodat u weet wat er speelt voordat u ons een tekening stuurt.
Waar koper en staal elkaar tegenkomen
In de praktijk zien wij deze combinatie vooral in installaties en leidingwerk, op de plek waar een stalen deel aansluit op een koperen buis. Denk aan een stalen frame of machinedeel in de tuinbouw waar een koperen leiding op moet aansluiten, of aan een stalen blok dat een koperen aansluiting krijgt. Ook in de food of de jachtbouw kan een stalen constructie een koperen onderdeel krijgen. Soms is het stalen deel al eerder gelast. Dat is geen bezwaar, want de soldeertemperatuur blijft onder het punt waarop de oude las weer vloeibaar zou worden. Wel maken wij de omgeving van de nieuwe naad eerst grondig schoon, omdat lasspatten, oxide en olie het soldeer tegenhouden.
Waarom koper aan staal solderen beter werkt dan lassen
Lassen werkt door het metaal zelf vloeibaar te maken, zodat beide delen samensmelten tot één stuk. Dat werkt prima bij staal aan staal, en ook staal aan RVS laat zich goed lassen. Bij koper en staal gaat die vlieger niet op. Koper voert warmte ongeveer acht keer zo goed af als staal, waardoor de warmte van een lasboog aan de koperkant direct wegloopt terwijl de staalkant juist heet wordt. Het smeltbad is dan nauwelijks te beheersen, en door het verschil in samenstelling gaan de twee metalen ook na het smelten geen goede verbinding met elkaar aan. Het resultaat is in het beste geval een onbetrouwbare naad en in het slechtste geval een onderdeel dat u kunt weggooien. Koper aan staal solderen omzeilt dat probleem volledig. Het soldeer is het enige wat vloeibaar wordt, en het hecht zich aan het schone oppervlak van zowel het koper als het staal. De verbinding ontstaat over het hele overlappende vlak en niet langs een smalle rand. Daardoor wordt de belasting verdeeld, en dat maakt een goed gesoldeerde naad sterk genoeg voor leidingwerk onder druk en voor onderdelen die trillen. Wie koper aan staal laat solderen in plaats van lassen, krijgt dus geen noodoplossing maar de verbinding die technisch het best bij deze twee metalen past.
Maatvoering en wanddikte blijven intact
Een tweede voordeel merkt u pas als het onderdeel terug is. Omdat noch het koper noch het staal smelt, houdt het werkstuk zijn vorm en zijn wanddikte. Een koperen buis blijft rond en een stalen flens blijft vlak. Bij lassen krimpt het materiaal na het afkoelen en trekt het werkstuk scheef, iets wat bij een aansluiting die precies moet passen meteen een probleem is. De warmtezone bij hardsolderen is bovendien kleiner en gelijkmatiger, zodat er minder spanning in het staal achterblijft.
Wanneer wij eerlijk twijfelen
Hardsolderen haalt bij zwaar constructiewerk niet de sterkte van een doorgelaste naad in staal. Moet de verbinding tussen koper en staal grote krachten opvangen, dan kijken wij eerst of de constructie anders kan, bijvoorbeeld door het dragende deel in staal te lassen en alleen de overgang naar koper te solderen. Ook bij geharde of veredelde staalsoorten zijn wij voorzichtig. Die danken hun eigenschappen aan een warmtebehandeling, en opnieuw verhitten kan ze plaatselijk zachter maken. Wij vragen daarom altijd of het stalen deel gehard is voordat wij beginnen. Is dat zo, dan verwarmen wij zo kort en gericht als het werk toelaat.
Het juiste soldeer om koper aan staal te solderen
De keuze van het soldeer is bij deze combinatie belangrijker dan bij bijna elke andere. Wij gebruiken voor koper aan staal solderen zilversoldeer met vijfenvijftig procent zilver, samen met een passende flux. Het wordt vloeibaar in een gebied van grofweg zeshonderdvijftig tot achthonderdvijftig graden, wat voor hardsoldeer laag is, en de naad die het oplevert is taai genoeg voor trillingen en een belasting die steeds wisselt. Hoe lager de vloeitemperatuur, hoe minder warmte wij in het werkstuk hoeven te brengen en hoe verder wij wegblijven van het punt waarop het materiaal schade oploopt.
De fout die wij regelmatig tegenkomen
Voor koper aan koper werken wij graag met koperfosforsoldeer. Het fosfor ruimt tijdens het verwarmen zelf het oxide op, zodat er geen flux nodig is. Precies daarom gaat het bij koper en staal zo vaak mis. Wie net een koperen leiding met koperfosfor heeft gesoldeerd, pakt bij de volgende naad makkelijk dezelfde staaf, ook als er staal in het spel is. Op staal reageert het fosfor echter met het ijzer en vormt het fosfiden, harde en brosse verbindingen die zich als een laagje langs de naad afzetten. Bij oplevering ziet zo’n naad er keurig uit. Bij de eerste flinke trilling of schok scheurt hij precies langs die laag, vaak lang nadat het werk is afgeleverd. Op staal komt bij ons dus nooit koperfosforsoldeer, ook niet als er aan de andere kant koper zit.
Flux als voorwaarde
Staal oxideert onmiddellijk zodra het warm wordt, en op een geoxideerd oppervlak hecht geen enkel soldeer. Flux breekt dat oxide af en voorkomt dat er nieuw ontstaat, tot het soldeer zijn weg in de spleet heeft gevonden. Wij brengen de flux aan op beide vlakken die verbonden moeten worden, dus zowel op het koper als op het staal. Na het solderen verwijderen wij de fluxresten volledig, omdat ze corrosief zijn en het metaal anders op termijn aantasten.
Stuur een tekening of foto en u hoort snel wat er kan en wat het kost.
Warmte verdelen bij koper aan staal solderen
Hier zit het eigenlijke vakmanschap van deze klus. Koper en staal gedragen zich onder de vlam totaal verschillend. Het koper trekt de warmte weg van de naad en verspreidt die over het hele stuk, terwijl het staal de warmte veel meer op één plek vasthoudt. Richt u de vlam alleen op de naad, dan wordt het staal heet en blijft het koper te koud. Het soldeer trekt altijd naar de warmste plek, dus dan loopt het over het staal weg in plaats van de spleet in. Wij verwarmen daarom eerst het deel dat de meeste warmte nodig heeft. Bij een groot koperen deel is dat het koper, omdat het de warmte zo snel afvoert, en dat betekent ruim voorverwarmen. Zit er een dunne koperen buis in een massief stalen blok, dan is het juist het staal dat eerst aandacht krijgt. Pas als beide kanten tegelijk op temperatuur zijn, bieden wij het soldeer aan.
Lezen wat de flux doet
Een thermometer gebruiken wij daarbij niet. Wij lezen de temperatuur af aan de flux, die tijdens het verwarmen eerst wit wordt, daarna smelt en vervolgens donker kleurt. Dan leggen wij een druppel soldeer op de naad. Ligt hij er als een rond kraaltje bovenop, dan moet er nog warmte bij. Zakt hij in en verdwijnt hij in de spleet, dan klopt het. Bij deze combinatie kijken wij extra goed of het soldeer aan beide kanten is doorgelopen, omdat een te koude koperkant zich soms pas aan de achterzijde verraadt.
De spleet en de opbouw van de verbinding
Een goede verbinding begint met een goede pasvorm. Voor ons zilversoldeer hoort de spleet tussen de delen 0,05 tot 0,1 millimeter te zijn, gelijkmatig over de hele overlapping. Een koperen buis die in een geboord gat in een stalen blok schuift, of een koperen pen in een stalen huls, is daarvoor een ideale opbouw. Klopt de passing niet, dan draaien, frezen of boren wij de delen eerst op maat in onze eigen werkplaats. Koper en staal zetten bij warmte bovendien niet even veel uit, en ook dat is een reden om beide delen rustig en gelijkmatig op temperatuur te brengen.
Een voorbeeld uit de praktijk
Stel dat u een stalen verdeelblok heeft voor een installatie in de tuinbouw, met vier koperen leidingen die erin moeten. Het blok heeft flink wat massa, de leidingen zijn dunwandig. Richt u de vlam meteen op de eerste aansluiting, dan is het dunne koper in een paar tellen heet terwijl het blok nog nauwelijks warm is. Het soldeer kruipt dan over de buis en niet de spleet in. Wij pakken dat anders aan. Eerst brengen wij het stalen blok rondom op temperatuur, omdat daar de meeste massa zit. Daarna verwarmen wij de leiding en de aansluiting samen, tot de flux laat zien dat beide delen klaar zijn. Pas dan gaat het soldeer erin, aansluiting voor aansluiting. Zo blijft elke naad rondom gevuld en wordt het blok niet langer verhit dan nodig. Bij koper aan staal solderen is die volgorde vaak het verschil tussen een naad die dicht is en een naad die het net niet is. Daarna gaat het verdeelblok op verzoek in de druktest, zodat u zeker weet dat alle vier de aansluitingen dicht zijn.
Corrosie, afwerking en controle na het solderen
Een verbinding tussen twee verschillende metalen heeft een eigen aandachtspunt dat bij koper aan koper niet speelt. In een vochtige omgeving kunnen twee verschillende metalen elkaar elektrochemisch aantasten, waarbij het minst edele metaal langzaam wegcorrodeert. Na koper aan staal solderen is dat altijd het staal. Hangt uw onderdeel droog binnen, dan speelt het nauwelijks. Komt het in een kas, in een natte productieruimte of aan boord van een schip, dan adviseren wij een beschermende afwerking of soms een andere opbouw.
Staal vraagt om bescherming
Staal verschilt ook op een ander punt van koper. Koper corrodeert nauwelijks, maar staal roest. Een beschermlaag op het stalen deel is daarom vaak geen cosmetische keuze maar een functionele. Die bescherming komt pas na het solderen, omdat verzinkt staal zich niet laat solderen. Het zink wordt al rond vierhonderd graden vloeibaar, lang voordat ons soldeer zover is, en dan is de beschermlaag weg voordat er iets verbonden is. Is uw stalen deel gecoat, dan moet de coating rond de naad eerst weg. Galvaniseren of poedercoaten kan daarna nog, en dat werk zetten wij grotendeels uit bij anderen. Plan het dus mee als u koper aan staal laat solderen.
Controle op lekkage
Veel verbindingen tussen koper en staal zitten in systemen waar water, een andere vloeistof of gas doorheen gaat. Na het solderen controleren wij de naad visueel op doorvloeiing. Gaat het om een drukhoudend onderdeel, dan kunnen wij het ook testen op lekkage. Daarvoor sluiten wij de openingen af, brengen wij het onder druk en kijken wij of de verbinding die druk vasthoudt zonder dat er iets ontsnapt. Geef in uw aanvraag aan als u die test wilt, dan nemen wij hem mee in de planning.
Uw aanvraag
Voordat wij aan koper aan staal solderen beginnen, willen wij weten welke staalsoort het is, of het staal gehard, gecoat of verzinkt is, hoe dik beide delen zijn en waar het onderdeel straks komt te hangen. Een foto, schets of tekening met maten volstaat om te starten. Bel gerust naar +31 6 42 96 28 78 op werkdagen van 8:00 tot 17:00, dan hoort u vlot wat het kost en wanneer het klaar is. Is de verbinding gemaakt, dan staat het onderdeel voor u klaar aan de Industriestraat 6G in Naaldwijk, of brengen wij het naar u toe als u in het Westland, Den Haag, Rotterdam of Delft zit.
Veelgestelde vragen over koper aan staal solderen
Ja, koper aan staal solderen is een van de verbindingen die wij regelmatig maken. Wij doen dat door hard te solderen met zilversoldeer en een passende flux. Geen van beide metalen smelt daarbij, alleen het soldeer wordt vloeibaar. Dat soldeer trekt in de nauwe spleet tussen het koper en het staal en hecht aan allebei. Zo ontstaat een sterke en dichte verbinding tussen twee metalen die zich niet laten lassen. De voorbereiding is wel bepalend, want beide oppervlakken moeten schoon zijn en de passing moet kloppen. Verzinkt staal valt af, omdat het zink al smelt voordat het soldeer vloeit. Stuur ons een foto of tekening, dan zeggen wij snel of uw onderdeel geschikt is.
Koper en staal verschillen te veel in samenstelling en smeltpunt om goed samen te smelten. Daarbij voert koper de warmte veel sneller af dan staal, waardoor het smeltbad nauwelijks te beheersen is. De koperkant blijft koud terwijl het staal juist oververhit raakt. Ook als het lukt om de metalen samen te laten vloeien, is de naad zelden betrouwbaar. Bij hardsolderen speelt dat probleem niet, omdat het soldeer de verbinding vormt en niet de metalen zelf. Wij lassen overigens wel, met TIG en MIG/MAG, en staal aan RVS lassen gaat bijvoorbeeld prima. Voor koper aan staal is solderen echter de route die standhoudt. Daarom adviseren wij bij deze combinatie vrijwel altijd hardsolderen.
Wij gebruiken zilversoldeer met vijfenvijftig procent zilver, altijd in combinatie met flux. Het vloeit al bij een voor hardsoldeer lage temperatuur en de naad blijft taai. Het hecht goed op zowel koper als staal, en dat is bij een gemengde verbinding de belangrijkste eis. Koperfosforsoldeer gebruiken wij bij deze combinatie nooit. Het fosfor vormt op staal brosse fosfiden die de naad op termijn laten scheuren. Op koper aan koper is koperfosfor juist handig, en daar zit ook het gevaar van verwisselen. Wij kiezen het soldeer daarom per materiaalcombinatie en niet uit gewoonte. Zo weet u dat de verbinding ook na jaren trillen en belasten heel blijft.
Een goed gemaakte hardgesoldeerde verbinding is sterk genoeg voor de meeste toepassingen, ook voor leidingwerk onder druk. De kracht komt uit het overlappende oppervlak waarover het soldeer zich hecht. Hoe langer die overlapping en hoe vollediger de spleet gevuld is, hoe meer de verbinding aankan. De pasvorm telt daarbij zwaarder dan de hoeveelheid soldeer. Een extra dikke rand soldeer maakt de naad dus niet sterker. Bij zwaar constructiewerk haalt solderen de sterkte van een doorgelaste stalen naad niet. Moet uw onderdeel grote krachten dragen, dan kijken wij of het dragende deel gelast kan worden en alleen de overgang naar koper gesoldeerd. Dat advies geven wij op basis van uw tekening.
Bij kleine en dunwandige delen meestal niet, bij groter of dikker koper vrijwel altijd. Koper voert de warmte zo snel af dat de naad anders niet op temperatuur komt. Het staal ernaast houdt de warmte veel meer vast en is dus eerder heet. Zonder voorverwarmen loopt het soldeer naar de warme staalkant en vult het de spleet niet. Wij verwarmen daarom eerst het koperen deel en brengen daarna het geheel gelijkmatig op temperatuur. Pas als beide kanten klaar zijn, leggen wij het soldeer aan. Hoe lang dat duurt, hangt vooral af van het gewicht van het werkstuk. Bij zware delen kost het voorverwarmen soms meer tijd dan het solderen zelf.
Het koper zelf corrodeert nauwelijks, maar het staal kan roesten. Daarnaast speelt bij twee verschillende metalen in een vochtige omgeving elektrochemische aantasting. Daarbij lost het minst edele metaal langzaam op, en bij deze combinatie is dat het staal. In een droge binnenruimte is dat zelden een probleem. In een kas, een natte productieruimte of aan boord van een boot adviseren wij een beschermende afwerking. Die afwerking komt na het solderen, zoals galvaniseren of poedercoaten van het stalen deel. Die nabehandeling besteden wij grotendeels uit, dus houd rekening met wat extra doorlooptijd. Vertel ons bij de aanvraag waar het onderdeel komt te hangen, dan nemen wij dat mee.
Ja, dat kan zonder problemen. Onze soldeertemperatuur blijft ruim onder die van lassen, dus de oude las wordt niet opnieuw vloeibaar. Wel maken wij de plek van de nieuwe naad eerst grondig schoon. Lasspatten, oxide, olie en vuil moeten weg, anders hecht het soldeer niet. Een oude las laat vaak een oneffen oppervlak achter, en juist daar controleren wij of de nieuwe delen goed aansluiten. Omdat wij zelf ook lassen, kunnen wij zo’n onderdeel in één werkplaats afmaken. Moet er nog gelast worden, dan doen wij dat eerst en solderen wij daarna. Zo kan de hitte van het lassen de soldeerverbinding niet meer aantasten.
Om te beginnen hebben wij alleen een foto, schets of tekening met de maten nodig. Vermeld daarbij welke staalsoort het is en of het staal gehard, gecoat of verzinkt is. Geef ook de dikte van het koper en het staal door, en het aantal stuks. Vertel ons waar het onderdeel terechtkomt en of er druk op komt te staan. Met die gegevens kiezen wij het soldeer en de aanpak. Telefonisch zijn wij op werkdagen tussen 8:00 en 17:00 bereikbaar via +31 6 42 96 28 78. Daarna laten wij snel weten wat het kost en hoe lang het duurt. Ophalen doet u in Naaldwijk, en binnen het Westland, Den Haag, Rotterdam en Delft bezorgen wij ook.
Vertel wat er gesoldeerd moet worden.
Een foto, een schets of een tekening is genoeg. U krijgt snel antwoord met een prijs en een levertijd.
Industriestraat 6G, 2671 CT Naaldwijk
60702842
