Solderen voor beginners: zo soldeer je elektronica stap voor stap

Solderen is het verbinden van twee metalen delen met een smeltbaar metaal, het soldeer, dat bij een lagere temperatuur smelt dan de delen zelf. Bij elektronica gebruik je een soldeerbout, soldeertin met flux en maak je een verbinding tussen een onderdeel en een printplaat. Een goede soldeerverbinding is glanzend en glad, en ontstaat als je de onderdelen verwarmt en het tin daar laat smelten, niet op de bout. Met oefening leer je het in een paar uur.

In dit artikel gaat het over solderen als hobby, bij elektronicaprojecten met bijvoorbeeld een Arduino of een Raspberry Pi. Het solderen van waterleidingen, dakgoten of sieraden werkt met andere materialen en andere temperaturen, en laten we hier buiten beschouwing. Je leest wat je nodig hebt, hoe je stap voor stap soldeert, wat er vaak misgaat en vooral hoe je veilig werkt. Het hoort bij ons overzicht van 3D-printen en digitaal maken.

Wat is solderen en waarom doe je het?

Volgens Wikipedia wordt bij solderen een toevoegmetaal gebruikt dat bij een lagere temperatuur smelt dan de te verbinden delen. Het basismateriaal smelt dus niet. Dat verschilt van lassen, waarbij het werkstuk zelf smelt. Bij zachtsolderen, zoals in de elektronica, blijf je onder 450 graden Celsius. Boven die temperatuur spreekt men van hardsolderen, ook wel braseren.

Waarom soldeer je? Een breadboard is handig om te testen, maar een verbinding op een breadboard is niet blijvend. Wil je een schakeling in een kastje, in een lamp of in een robot, dan maak je de verbindingen vast. Een soldeerverbinding geleidt stroom goed, is mechanisch sterk en blijft jaren zitten als je hem goed maakt. Je gebruikt solderen ook om pinnen op een bord te zetten, om draden aan een connector te hangen of om een kapotte verbinding te herstellen. Voor de eerste experimenten met Arduino, een Raspberry Pi of een ESP32 hoef je het nog niet te kunnen, maar het is een nuttige vaardigheid voor alles wat daarna komt.

Wat heb je nodig om te solderen?

Voor beginnerssolderen is een bescheiden uitrusting genoeg. Hier wat je nodig hebt.

De soldeerbout of het soldeerstation

Dit is je belangrijkste gereedschap. Er zijn twee hoofdtypen.

• Een eenvoudige soldeerbout met vaste temperatuur. Goedkoop, maar je kunt de temperatuur niet instellen. Voor een enkele klus prima.
• Een soldeerstation met temperatuurregeling. De temperatuur is instelbaar en blijft stabiel. Volgens het Engelstalige Wikipedia-artikel houden temperatuurgeregelde bouten hun warmte beter vast bij wisselend werk. Voor wie vaker soldeert, is dit de betere keuze.

Het vermogen telt ook. Dezelfde bron noemt dat een bout van 25 watt te zwak kan zijn voor grote aansluitingen, terwijl een van 100 watt een printplaat kan oververhitten. Voor elektronica met kleine onderdelen kies je meestal iets daartussen met een fijne punt. Dat is een richtlijn, geen vaste waarde.

Een goede soldeerbout heeft een stevige houder, een vervangbare punt en een snoer dat niet in de weg zit. Een houder is geen luxe, maar een veiligheidsmiddel.

Soldeertin en flux

Voor elektronica gebruik je dun soldeertin, vaak met een kern van flux (hars). Volgens Wikipedia verwijdert het vloeimiddel oxiden zodat het tin goed vloeit. Voor een beginner is draad van ongeveer 0,5 tot 1 millimeter dik een handige maat (richtwaarde).

Er zijn twee soorten:

• Loodhoudend tin, bijvoorbeeld 60/40 of Sn63/Pb37. Volgens Wikipedia smelt de eutectische samenstelling Sn63/Pb37 bij 183 graden. Het werkt makkelijk, maar bevat lood.
• Loodvrij tin, bijvoorbeeld tin-zilver-koper (SAC), dat volgens dezelfde bron rond 217 tot 220 graden smelt en dus meer hitte vraagt. Sinds 1 juli 2006 moeten veel nieuwe elektronische producten in de EU loodvrij zijn.

Voor beginners en voor wie met kinderen werkt, is loodvrij de veiligere keuze. Het artikel noemt loodvrij ook aanbevolen als kinderen dingen in hun mond kunnen stoppen. Het is wel iets lastiger te verwerken. Krijg je het niet goed gesoldeerd, probeer dan een andere tin of een extra beetje flux.

Overige hulpmiddelen

• Een houder met een natte spons of koperwol om de punt schoon te maken.
• Een derde hand of klemmetjes om onderdelen vast te zetten.
• Een zijkniptang om uitstekende pootjes af te knippen.
• Een tinzuiger of ontsoldeerlint om fouten te herstellen.
• Een veiligheidsbril, want tinspetters en afknippende pootjes kunnen in je ogen springen.
• Een afzuiging of een geopend raam.
• Een hittebestendige werkmat of een stuk hout als ondergrond.

Als oefenmateriaal bestaan er goedkope oefenprintplaatjes en kits. Een kit met een paar eenvoudige onderdelen is een prima eerste project.

Zo soldeer je stap voor stap

Hieronder staat de basismethode voor een onderdeel met pootjes door een printplaat (through-hole). Dat is de makkelijkste vorm om mee te beginnen.

1. Bereid je werkplek voor. Zorg voor goed licht, ventilatie en een opgeruimde ondergrond. Leg de bout in zijn houder.
2. Zet de bout aan en laat hem opwarmen. Stel bij een station de temperatuur in. Welke waarde past, hangt van je tin en je bout af. Lees de aanbeveling van de fabrikant.
3. Maak de punt schoon en vertin hem. Veeg de punt af en geef hem een dun laagje tin. Volgens Wikipedia versnelt een met tin bedekte punt de warmteoverdracht en beperkt het oxidatie en corrosie.
4. Zet het onderdeel op zijn plek. Steek de pootjes door de gaatjes en buig ze iets om te voorkomen dat het onderdeel valt.
5. Verwarm de verbinding. Raak met de punt tegelijk het pootje en de koperen pad aan. Houd dat een of twee seconden vast.
6. Voeg het tin toe. Houd de soldeerdraad tegen de verwarmde verbinding, niet tegen de punt, en laat het tin smelten en vloeien. Gebruik niet te veel.
7. Verwijder eerst het tin, dan de bout. Haal de draad weg en daarna de bout, in een soepele beweging.
8. Laat het afkoelen zonder te bewegen. Beweeg het onderdeel niet tot het tin is gestold, anders krijg je een zwakke verbinding.
9. Knip de pootjes af met de zijkniptang, vlak boven het tin.
10. Controleer de verbinding. Kijk of hij glanst en een zachte kegelvorm heeft.

De sleutel is warmte, niet tin. Wikipedia benadrukt dat je de delen verwarmt in plaats van het tin direct met de bout te smelten, zodat het tin de delen goed bevochtigt.

Hoe ziet een goede verbinding eruit?

Een goede soldeerverbinding is glad en glanzend en vormt een zacht holle vorm tussen pootje en pad. Een slechte verbinding is vaak dof, korrelig of bolvormig.

• Koude verbinding: de delen werden niet heet genoeg, vaak omdat het tin direct op de bout smolt. Het ziet er dof, gebarsten of klonterig uit en kan later uitvallen.
• Droge verbinding: het onderdeel bewoog tijdens het afkoelen. Het ziet er korrelig of mat uit en is mechanisch en elektrisch zwak.
• Te veel tin: een bolletje dat het pootje bedekt. Je ziet niet of de verbinding goed contact maakt.
• Tinbrug: tin dat twee naastliggende pads met elkaar verbindt en een kortsluiting veroorzaakt.

Gaat het mis? Gebruik ontsoldeerlint of een tinzuiger om het tin te verwijderen, en probeer opnieuw. Herbruik gebruikt tin niet, want dat bevat opgeloste metalen, zegt het Wikipedia-artikel.

Veilig solderen

Solderen is veilig als je het serieus neemt. Er zijn een paar echte risico’s.

• Hitte. De punt van een soldeerbout is enkele honderden graden heet. Leg hem altijd in de houder. Raak de punt nooit aan, ook niet kort nadat je hem hebt uitgezet.
• Dampen. De dampen van soldeerflux zijn schadelijk. Volgens Wikipedia kunnen ook bij loodvrij solderen schadelijke dampen ontstaan. Werk in een geventileerde ruimte of gebruik een afzuiging, en adem de rook niet in.
• Lood. Loodhoudend tin bevat lood. Was je handen na het solderen en eet of drink niet tijdens het werk.
• Spatten. Draag een veiligheidsbril. Een afgeknipt pootje of een tinspat kan in je oog terechtkomen.
• Brandgevaar. Werk niet naast brandbare spullen. Laat een ingeschakelde bout nooit onbeheerd achter.
• Elektriciteit. Soldeer nooit aan een schakeling die onder spanning staat. Haal de stekker eruit en ontlaad condensatoren. Werk niet aan apparaten op netspanning zonder de juiste kennis. Soldeer niet aan een netvoeding of apparaat met 230 volt als beginner.
• Kinderen en huisdieren. Zorg dat ze niet bij een hete bout of aan het snoer kunnen.
• Accu’s. Soldeer niet direct aan lithiumaccu’s zonder de juiste voorzorg, want hitte kan ze beschadigen.

Deze regels zijn algemene richtlijnen. Volg ook de gebruiksaanwijzing van je bout.

Oefenen met solderen: zo bouw je vaardigheid op

Solderen leer je door te doen. Begin niet met je mooiste project, maar met iets waar een fout niet erg is. Een oefenprintplaat met losse gaatjes, een setje weerstanden en wat afgedankte onderdelen zijn genoeg. Soldeer tien verbindingen achter elkaar en bekijk ze: glanzen ze, zijn ze even groot, heeft elk een zacht gebogen vorm? Dat is de beste manier om gevoel te krijgen voor de juiste hoeveelheid tin en de juiste tijd.

Een goede volgorde om solderen op te bouwen:

1. Losse pootjes op een oefenbord.
2. Een eenvoudige kit, zoals een knipperende led-schakeling.
3. Pinheaders op een ontwikkelbord, zodat je het bord op een breadboard kunt plaatsen.
4. Draden aan een connector of schakelaar. Vertin eerst het draaduiteinde, zodat het tin makkelijk vloeit.
5. Kleinere onderdelen en opbouw in een behuizing.

Let bij solderen aan draden op de trekontlasting: een draad die direct aan een pad hangt, breekt na een tijdje. Zet hem vast met een krimpkous of een beetje lijm. Een krimpkous schuif je vóór het solderen over de draad en verwarm je daarna.

Zo ontdek je ook wat je eigenlijk wilt maken. Wie solderen leuk vindt, kan steeds fijnere onderdelen aan, tot aan kleine opbouwonderdelen. Wie het alleen nodig heeft om een bord klaar te maken voor een project met een Arduino Uno, komt met de basis al een eind. Merk je dat solderen blijft tegenvallen? Vraag iemand uit een makersruimte of repaircafé om een keer mee te kijken. Een korte uitleg van iemand die het dagelijks doet, scheelt vaak veel zoeken.

Veelvoorkomende fouten bij het solderen

• De bout is te koud of te heet. Te koud geeft koude verbindingen, te heet beschadigt onderdelen en printbanen. Wikipedia waarschuwt dat te veel hitte onderdelen kan beschadigen of printsporen kan losmaken.
• De punt is vuil. Een zwarte, geoxideerde punt geeft slecht warmte af. Maak hem schoon en vertin hem.
• Het tin op de bout leggen in plaats van op de verbinding.
• Te lang verwarmen. Een verbinding hoort in enkele seconden klaar te zijn.
• Beweeg tijdens afkoelen. Zet het onderdeel vast.
• Verkeerde tin. Gebruik elektronicatin met flux, geen tin voor loodgieterswerk.

Heb je zelf een breadboard gebruikt om een schakeling uit te proberen? Doe dan pas aan solderen als je zeker weet dat het werkt. Dat scheelt veel ontsolderen.

Veelgestelde vragen over solderen

Verder lezen