Pelajaran 7.3MenyambungBab 7 · Penyambungan

Brazing dan solder

Hanya logam pengisi: logam pengisi bertitik leleh lebih rendah mengalir ke celah yang rapat

Brazing dan solder menyambung komponen dengan logam pengisi cair yang mengalir ke sambungan lalu membeku, sedikit seperti lem panas yang terbuat dari logam. Komponennya sendiri tidak pernah meleleh, sehingga logam yang halus, tipis, atau berbeda jenis bisa disambung. Setiap papan sirkuit disolder, dan sebagian besar pipa pendingin udara dibraze.

Foto: U.S. Navy, Public domain, melalui Wikimedia Commons

Brazing · penampang pipa dalam fitting, dengan tangga logam mana yang melelehAngka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah. Tangga di kanan menunjukkan apa yang membedakan solder, brazing, dan pengelasan.

Cara kerjanya

Bersihkan dan beri fluks. Permukaan dibersihkan dan dilapisi fluks (pasta yang melarutkan lapisan oksida dan menjauhkan udara). Logam pengisi hanya menempel pada logam bersih.
Panaskan sambungan. Obor, tungku, kumparan induksi, atau solder memanaskan kedua komponen secara merata. Suhunya harus melebihi titik leleh logam pengisi tetapi tetap jauh di bawah titik leleh komponen itu sendiri.
Umpankan logam pengisi. Batang atau kawat pengisi menyentuh sambungan yang panas dan meleleh saat kontak. Panas harus berasal dari komponen, bukan langsung dari api, sehingga logam pengisi mengalir ke arah logam terpanas.
Biarkan aksi kapiler bekerja. Logam pengisi cair membasahi (menyebar di atas) permukaan bersih dan terhisap ke celah sempit, bahkan ke arah atas. Ini hanya berhasil jika celahnya rapat, sekitar 0,05–0,15 mm untuk brazing.
Dinginkan dan bersihkan. Logam pengisi membeku menjadi lapisan tipis yang terikat pada kedua komponen, dengan fillet kecil (manik melengkung) di tepinya. Sisa fluks dicuci karena bisa menyebabkan korosi.

Brazing atau solder? Perbedaan resminya hanya suhu. Solder memakai logam pengisi yang meleleh di bawah 450 °C, seperti paduan timah pada sekitar 180–230 °C. Brazing memakai logam pengisi yang meleleh di atas 450 °C, sering 600–900 °C untuk paduan perak atau tembaga-fosfor, dan menghasilkan sambungan yang jauh lebih kuat.

Fakta kunci

Material: Hampir semua pasangan logam, bahkan yang berbeda jenis (tembaga ke baja, karbida ke baja); keramik dengan pengisi khusus
Komponen khas: Pipa ledeng dan pendingin udara, penukar panas, perkakas bermata karbida, papan sirkuit, rangka sepeda berlug
Ukuran komponen: Dari kaki chip di bawah 1 mm hingga penukar panas selebar satu meter atau lebih, dibraze di tungku
Presisi: Baik: komponen tidak meleleh, sehingga rakitan biasanya tetap dalam kisaran beberapa persepuluh milimeter, lebih baik di tungku
Hasil permukaan: Fillet tipis yang halus di tepi sambungan; residu fluks harus dibersihkan
Ukuran batch yang cocok: Pekerjaan satuan secara manual hingga jutaan sambungan per hari di tungku dan oven reflow
Biaya perkakas dan mesin: Puluhan dolar untuk obor atau solder; puluhan hingga ratusan ribu dolar untuk tungku dan lini reflow
Kecepatan: Detik hingga semenit per sambungan secara manual; tungku atau oven reflow membuat ribuan sambungan dalam satu lintasan beberapa menit

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Menyambung logam berbeda jenis dan komponen tipis yang akan terbakar tembus jika dilas
Komponen tidak meleleh, sehingga distorsi atau kerusakan kecil
Banyak sambungan sekaligus di tungku atau oven
Sambungan rapi dan tertutup yang menghantarkan panas dan listrik dengan baik

Batasan

Sambungan lebih lemah daripada komponennya, terutama yang disolder
Butuh celah yang rapat dan bersih serta pemasangan yang cermat
Residu fluks bisa berkorosi dan harus dibuang
Melemah pada suhu tinggi, jadi tidak untuk pemakaian panas

Di mana dipakai

ElektronikSetiap komponen pada papan sirkuit (solder)
Perpipaan dan HVACPipa air tembaga (disolder), saluran pendingin udara dan refrigeran (dibraze)
OtomotifRadiator dan kondensor aluminium (brazing tungku)
PerkakasMata karbida pada bilah gergaji dan mata bor (dibraze)
Perhiasan dan instrumenKarya perak dan emas, alat musik tiup kuningan
SepedaRangka baja berlug klasik (dibraze)

Cara mengenalinya

Fillet tipis dan halus dengan warna berbeda di tepi sambungan: solder keperakan, atau garis braze berwarna emas, perak, atau tembaga.
Komponen yang saling tumpang tindih atau masuk satu sama lain (pipa dalam soket, lug), bukan bertemu tepi ke tepi.
Tanpa riak las dan tanpa tepi yang tampak meleleh pada komponen.
Pada papan sirkuit: kerucut kecil solder yang mengilap di sekeliling setiap kaki komponen.

Bandingkan dengan

Pengelasan busur7.1melelehkan komponen itu sendiri, sehingga sambungan lebih kuat dan lebih tahan panas, tetapi distorsinya lebih besar.Pengelasan ultrasonik7.7juga menyambung logam tanpa melelehkannya, memakai getaran; sering menggantikan solder untuk kabel dan tab baterai.Explosion welding7.8cara lain untuk mengikat logam berbeda jenis, tetapi untuk pelat besar, bukan sambungan kecil.

Tonton

James Sword Engineering · Perbedaan ketiga metode penyambungan, untuk pemula

Lucas-Milhaupt · Mengapa celah rapat menarik logam pengisi melalui sambungan

Lucas-Milhaupt · Sambungan pipa tembaga yang dibraze dengan obor, dari awal sampai akhir

Eurocircuits · Papan sirkuit disolder di oven reflow

Lihat foto asli

Wikipedia: Brazing — foto brazing dengan obor dan sambungan braze
Wikipedia: Soldering — solder manual, sambungan solder pada papan sirkuit dan pipa tembaga
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Logam pengisi meleleh; komponen tidak pernah. Itulah yang membedakan brazing dan solder dari pengelasan.
Celah yang rapat, bersih, dan berfluks membuat aksi kapiler menarik logam pengisi sepanjang sambungan.
Di bawah 450 °C disebut solder; di atas 450 °C disebut brazing, yang jauh lebih kuat.