Aluminiumsolderen kan eenvoudig zijn, maar heeft een aantal kritieke gebieden die strakke procescontrole vereisen. Vasthoudend aluminiumoxide maakt namelijk de meeste processen om te solderen met gebruikelijke middelen lastig. Bovendien moet men voorzichtig zijn bij het maken van de keuze met betrekking tot de metaalmengsel. De aluminiumlegeringen, meters en temperament vertonen vaak zeer uiteenlopende soldeerresultaten. Hoe aluminium tijdens het solderen warmte accepteert of afwijst, moet zorgvuldig worden bestudeerd voor de start van een opdracht.
Solderen kan worden gedaan met zachte soldeer (op Sn-gebaseerde, lagere temperatuur) of harde soldeer (Zn-gebaseerde, hogere temperatuur) en met geschikte fluxen die passen bij de verwerkingstemperaturen. Solderen is per definitie een verbindingsproces bij lage temperatuur. Daarom wordt bij aluminiumsolderen minder vervorming van het component verwacht dan bij het solderen, lassen of andere smeltverbindingsprocessen. Soldeertemperaturen van 225 tot 490 °C liggen ver onder de aluminiumsmelttemperatuur van 661°C, hoewel 490°C boven het gloeipunt ligt.
Verschillende aluminiumlegeringen hebben verschillende soldeerbaarheden: 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx en 7xxx zijn gemakkelijker te solderen dan de legeringen uit de 6xxx-serie. Vanwege hun magnesiumgehalte zijn legeringen uit de 5xxx-serie het moeilijkst te solderen.
Vanwege de hoge warmtegeleiding en reflectiviteit van aluminium moet de warmtebron op maat worden gemaakt en afgestemd worden op het specifieke proces en product en de geometrie ervan.
Gebruik van Flux
De snelle vorming van een aluminiumoxidelaag en de moeilijkheid om die oxidelaag te verwijderen, zodat het soldeer het aluminium kan bevochtigen, zijn de redenen voor het gebruik van flux. Bij “normaal” solderen van koper is het verwijderen van het koperoxide relatief eenvoudig met milde organische en anorganische fluxen. Aluminiumoxide wordt niet zo gemakkelijk verwijderd en vereist mogelijk sterkere fluxen zoals een organische amine-gebaseerde flux (tot 285°C), anorganische fluxen (chloride of fluoride tot 400°C) en complexe fluoraluminaatzouten (boven 550°C). Het gebruik van mechanisch wrijven, ultrasoon of thermische spray hangt af van het gebruik van het gesmolten zink om de aluminiumoxidelaag af te schuren of weg te blazen en ondergronds bevochtigen van het aluminium mogelijk te maken. Zachte soldeer in tin of zink wordt meestal gebruikt bij de eerste twee fluxen, omdat hun smeltpunt lager is dan 330°C en het zinkgedeelte helpt bij het voorkomen van galvanische corrosie. Voor zinkproducten op basis van soldeer gebruikt Mat-Tech fluxen met hogere smelttemperaturen.
Het residu van sommige soldeervloeistoffen kan na het solderen nog actief zijn en moet worden verwijderd. Soldeer voor aluminium bevat gewoonlijk zink met lood, cadmium, tin, koper of aluminium. Tinhoudend soldeer kan echter een elektrochemisch corrosieprobleem veroorzaken. Soldeer dat cadmium bevat, is verboden wegens mogelijke gezondheidsrisico’s. Ook het solderen met lood is niet meer toegestaan.
Loodvrije en cadmiumvrije legeringen die gewoonlijk worden gebruikt voor het solderen van aluminium zijn 91Sn9Zn, 70Sn30Zn, en 98Zn2Al. Andere legeringen in de Zn/Al-familie zijn 85Zn/15Al, 90Zn/10Al, en 97Zn/3Al. Andere variaties zijn 60Sn/40Zn en 80Sn/20Zn, die deel uitmaken van de Sn/Zn-familie.
Aan aluminium worden vaak andere elementen toegevoegd om de sterkte, stijfheid, corrosiebestendigheid, verwerkbaarheid en vervormbaarheid te verbeteren. Sommige toevoegingen vormen geen probleem bij het solderen, maar magnesium is de uitzondering. Magnesium bevattende aluminiumlegeringen (b.v. 5xxx en 6xxx series) worden gebruikt om de verhouding sterkte/gewicht te vergroten en voor een betere corrosieweerstand in sommige toepassingen.
Magnesiumoxide hervormt zeer snel en laat geen soldeerbevochtiging toe. Titanium en sommige exotische additieven zoals vanadium en chroom kunnen ook problemen veroorzaken. De series 1xxx (99% Al of hoger), 2xxx (toegevoegd koper), 3xxx (toegevoegd mangaan), 4xxx (toegevoegd silicium) en 7xxx (toegevoegd zink) zijn in het algemeen geschikt om te solderen. De 5xxx (toegevoegd magnesium) en 6xxx (toegevoegd silicium en magnesium) zijn niet geschikt om te solderen.
