We krijgen vaak vragen van klanten over hoe je dikke kabels moet solderen. Regelmatig willen ze weten hoe ze twee dikke kabels aan elkaar kunnen solderen of hoe ze een dikke kabel aan een connector kunnen bevestigen. Voor ons wordt een kabel als dik beschouwd als het een doorsnede heeft van 2,5 mm² (14 AWG) of meer. Het solderen van deze dikke kabels is lastig omdat het soldeer niet aan de kabel blijft plakken. Waarom gebeurt dit en hoe kan het worden opgelost?

Waarom is het zo moeilijk om dikke kabels te solderen?

De kabel bestaat uit een grote hoeveelheid koper, dat zeer efficiënt warmte geleidt. Wanneer je de soldeerpunt aan het uiteinde van de kabel aanbrengt, gaat de warmte gemakkelijk naar de rest van de kabel. Hoe dikker de kabel, hoe groter de doorsnede die warmte kan afvoeren, waardoor de warmte nog gemakkelijker kan worden onttrokken. Deze efficiënte warmteoverdracht voorkomt dat het soldeer goed smelt en aan de kabel hecht.

Je kunt het uiteinde van de kabel die je wilt solderen vergelijken met een vat. De temperatuur van het kabeluiteinde wordt weergegeven door het vloeistofniveau in het vat. Om te kunnen solderen, moet het vloeistofniveau dicht bij de bovenkant zijn, het vat moet dus bijna vol zijn. Het vat heeft aan de bovenkant een kleine ingang waardoor vloeistof naar binnen wordt gepompt. Deze ingang kun je zien als de soldeerbout en de pomp het soldeerstation. Aan de onderkant van het vat zit een groot gat waardoor de vloeistof ontsnapt, dit symboliseert de dikke kabel waardoor de warmte weglekt. Door dit gat zal het vat nooit helemaal vol raken, wat betekent dat de temperatuur nooit hoog genoeg zal zijn om effectief te solderen.

Op een gegeven moment is de hoeveelheid warmte die je met de soldeerbout op de kabel aanbrengt gelijk aan de hoeveelheid warmte die afgevoerd wordt. Als deze evenwichtstemperatuur lager is dan het ideale soldeerbereik van 320℃ - 350℃, zal het soldeer niet goed smelten. Dit resulteert in een slechte verbinding omdat de kabel niet de nodige temperatuur bereikt om effectief te solderen.

Maar hoe worden dikke kabels dan gesoldeerd?

Het eerste wat de meeste mensen proberen is het verhogen van de soldeertemperatuur. Hoewel dit kan helpen door meer warmte in de kabel te brengen, heeft het ook een paar nadelen. Hogere temperaturen verbranden sneller vloeimiddel en zorgen ervoor dat de soldeerpunt sneller afbreekt. In het algemeen zal het verhogen van de temperatuur niet tot voldoende resultaten leiden.

De hoofdoorzaak van het probleem is dat het oppervlak van het contact tussen de soldeerpunt en de kabel veel kleiner is dan de dwarsdoorsnede van de kabel. In de vatenanalogie is het gat aan de bovenkant van het vat veel kleiner dan het gat aan de onderkant. De beste manier om dit aan te pakken is door het gat aan de bovenkant van het vat te vergroten. Dit betekent dat het contactoppervlak tussen de soldeerpunt en de kabel groter moet worden zodat de warmte efficiënter wordt overgedragen.

Er zijn verschillende manieren om het oppervlak van het contact tussen de soldeerpunt en de kabel te vergroten:

  1. Gebruik de grootste soldeerpunt die je kunt vinden met een groot oppervlak om het contact met de kabel te maximaliseren.
  2. Voeg een beetje soldeer toe aan de punt voordat je contact maakt met de kabel. Het soldeer overbrugt alle kleine openingen tussen de stift en de kabel, waardoor de warmteoverdracht aanzienlijk toeneemt. Hoewel dit normaal gesproken niet wordt aanbevolen, is deze techniek in dit geval acceptabel.
  3. Gebruik een heteluchtstation samen met de soldeerbout om extra warmte toe te voegen. Dit helpt om de noodzakelijke temperatuur voor effectief solderen te behouden.

Er zijn ook enkele minder verfijnde methoden, maar die kunnen leiden tot minder acceptabele resultaten, er ontstaat wel een verbinding maar van lage kwaliteit. Ten eerste kun je een gasbrander gebruiken om de kabel te verwarmen, dit geeft weinig temperatuurcontrole, maar voegt snel veel warmte toe. Ten tweede kan het gebruik van loodhoudend soldeer met een lager smeltpunt helpen, maar dit brengt gezondheids-, milieu- en nalevingsproblemen met zich mee.

Wat is de beste oplossing?

De bovenstaande oplossingen kunnen werken, maar zijn niet bepaald ideaal. De beste oplossing is om dikke kabels gewoon niet te solderen. De beste optie is om gewoon krimpconnectoren te gebruiken op dikke, maar ook zelfs dunne kabels. Het krimpen van een dikke kabel is snel, eenvoudig, betrouwbaar en consistent. Een goedkope krimptang van €40 en een kabelschoen van €0,20 leveren uitstekende resultaten voor zelfs de dikste kabels. Een bijkomend voordeel van krimpen ten opzichte van solderen is dat gekrompen verbindingen veel beter bestand zijn tegen mechanische spanning. Dit is vooral belangrijk voor dikke kabels, waar mechanische spanning vaak een groot probleem is.

Als je ooit de situatie tegenkomt waarin je connectoren op dikke kabels moet vervangen en de bestaande connectoren zijn al gesoldeerd, neem dan contact op met de fabrikant om een alternatieve connector te vinden die gesoldeerd kan worden. Krimpen is tegenwoordig de industriestandaard en solderen is alleen bedoeld voor verbindingen op printplaatjes.