Bagaimana saya bisa solder ke kabel coaxial semi-kaku stainless-steel?


15

Saya perlu menjalankan kabel koaksial menjadi cryostat, dan karena tembaga melakukan terlalu banyak panas, saya memutuskan untuk menggunakan kabel baja stainless semi-kaku. Sejauh yang saya tahu, pelindung dan konduktor bagian dalam terbuat dari stainless steel. Saya ingin menghubungkan kabel ini ke elektronik di wilayah cryogenic, tetapi koneksi harus non-magnetik. Solder elektronik standar saya tidak membasahi stainless steel sama sekali.

Apakah ada fluks khusus atau perawatan permukaan sehingga saya bisa solder ke stainless steel?

Pembaruan : Terima kasih semua atas komentar Anda dan untuk jawabannya! Saya mencoba pendekatan solder yang berbeda dan menulis jawaban saya sendiri di bawah ini. Saya akan menunggu beberapa hari lagi, dan kemudian menerima jawaban dengan suara tertinggi.

Adapun RF atau DC: Ada beberapa kabel, beberapa dengan DC, beberapa dengan RF, beberapa dengan keduanya. DC harus sangat stabil (10 μV), tetapi hanya perlu tepat pada level 10 mV. Persyaratan kestabilan ini membuat termovoltage sangat relevan, itulah sebabnya kami ingin semua yang melihat gradien suhu dibuat dari bahan yang sama. RF harus sebersih mungkin (saya tidak punya nomor, di sini). Saya pikir masalah khusus dengan mengirim tegangan RF dan DC ke cryostat sebaiknya dipisahkan menjadi pertanyaan lain.


1
Baja Tahan Karat Solder - Anda perlu pembersih dan fluks yang agresif
RedGrittyBrick

2
Tidak semua baja tahan karat bersifat non-magnetik dan baja non-magnetik terhadap magnet tidak selalu menunjukkan "netralitas" ini ketika dioperasikan di bidang AC mag hingga 50 kHz.
Andy alias

4
Saya akan mengerutkannya alih-alih menyolder. Tapi sekali lagi, saya tidak pernah menggunakan SS untuk ini sehingga saya bisa salah total.

Saya berpikir tentang crimping, tetapi crimping ke perisai itu rumit.
Martin JH

2
Pada dasarnya, ketika Anda bekerja dengan sistem kriogenik, Anda bisa mendapatkan kebocoran termal yang signifikan dan bermasalah di sepanjang koneksi mekanis antara tahap dingin Anda dan setiap umpan vakum, yang biasanya pada suhu kamar. Menimbang bahwa Anda jarang memiliki lebih dari 1 / 2-1W kapasitas termal pada cold-head yang paling cryopumps (catatan - saya mengabaikan tahap menengah di sini), bahkan konduksi termal sepanjang kawat tembaga tipis antara cold-head dan ambient secara signifikan dapat menurunkan kinerja termal Anda.
Connor Wolf

Jawaban:


10

Sayangnya, saya tidak memiliki alat yang diperlukan untuk pengelasan spot atau untuk crimping yang tepat (jawaban Anindo), dan saya khawatir dielektrik kabel koaksial tidak akan bertahan pada suhu yang diperlukan untuk mematri (jawaban Brian) . Solusi yang berhasil bagi saya adalah menggunakan fluks khusus, seperti yang disarankan Scott dan RedGrittyBrick.

Untuk referensi di masa mendatang, ini adalah upaya saya menyolder ke permukaan perisai stainless steel dari kabel coax:

  1. PbSn solder dengan inti fluks (solder elektronik standar): Solder tidak membasahi permukaan sama sekali, dan akibatnya tidak menempel. Mengampelas permukaan dengan ampelas yang sangat halus tidak membantu.
  2. Menerapkan yang lebih agresif fluks F-SW 21 yang (3.1.1, merek "Lavar") yang saya temukan di bengkel kami, ada sedikit solder yang macet, tetapi tidak banyak. Permukaan dibersihkan terlebih dahulu dengan aseton, kemudian diampelas dengan kertas pasir yang sangat halus.
  3. Membungkus sebuah kawat tembaga (yang tidak dilapisi) di sekitar kabel baja tahan karat, kemudian menutupinya dengan solder elektronik standar : Ini menciptakan sambungan mekanis / listrik yang sangat baik. Dalam gambar itu ditunjukkan di sebelah kiri. Anda dapat melihat bahwa patri tidak membasahi permukaan baja tahan karat, sehingga sambungan mungkin dibuat oleh kawat tembaga yang ada di permukaan baja tahan karat. Salah satu eksperimen mengklaim telah menggunakan sambungan seperti itu tanpa masalah selama bertahun-tahun, tetapi saya ragu itu sangat stabil dari waktu ke waktu, karena oksigen dapat menyelinap masuk dan merusak kontak.
  4. Larutkan seng dalam H-Cl untuk membuat fluks ZnCl . Saya menggunakan 10-20ml asam hidroklorat 37,5% dan menjatuhkan beberapa keping kecil Zinc di dalamnya (kurang dari 1 g), dan menunggu 30 menit sampai berhenti menggelegak (yah, sebenarnya masih ada beberapa gelembung yang tersisa). Ini berfungsi sebagai fluks, tetapi saya harus meletakkan banyak di permukaan baja tahan karat sampai patri mulai menempel dengan baik. Fluks ini menyebabkan banyak perubahan warna selama penyolderan (lihat bagian tengah kabel pada gambar). Mungkin itu akan bekerja lebih baik jika saya membersihkan permukaan atau mengampelasnya sebelumnya. Catatan untuk diri sendiri: Ketika ahli kimia setempat Anda merekomendasikan menggunakan sungkup asap, maka gunakan sungkup asap.
  5. Menggunakan fluks baja tahan karat khusus : Saya berhasil mendapatkan sampel kecil BrazeTec Soldaflux Z , fluks 3.1.1a yang kuat tetapi korosif. Ini bekerja dengan baik, bahkan tanpa perawatan permukaan sebelumnya! Hanya sedikit fluks yang dibutuhkan. Ada transisi yang bagus dan mulus antara solder dan permukaan stainless steel (lihat sisi kanan dalam gambar). The downside: Fluks berakhir setelah 6 bulan dan hanya dapat dipesan dalam jumlah 1 kg (sekitar € 70).

Kabel coax stainless steel 5 cm dengan berbagai upaya penyolderan

Kadang-kadang diklaim bahwa asam dalam fluks yang agresif, bersama dengan kelembaban, karbon dioksida, dan waktu, akan menyebabkan korosi pada timah solder elektronik standar . Mungkin menggunakan solder bebas timbal, seperti SN96.5 AG3 CU0.5, adalah ide yang lebih baik.


Anda dapat menggunakan penghilang fluks untuk mencegah atau memperlambat korosi. Saya tidak yakin apakah standar persiapan rak akan bekerja dengan hal ini
Scott Seidman

Saya percaya fluks larut dalam air, jadi itu harus dicuci. Tapi konon klorida dari asam dilarutkan dalam solder cair dan tetap di dalamnya ketika membeku.
Martin JH

3

Perak mematri, dengan fluks boraks, bekerja dengan baik pada stainless steel.

(Kadang-kadang disebut solder perak tetapi jangan bingung dengan solder listrik yang memiliki persentase kecil perak. Itu jauh lebih dekat dengan mematri kekuatan dan suhu)

Kelemahannya adalah suhu yang Anda butuhkan - 650-700C, panas yang redup sampai sedang. Jelas kita tidak berbicara tentang menyalakan stasiun solder sedikit, tetapi suhu seperti ini dapat dicapai dengan obor propana / butana yang murah.

Namun mungkin ada alasan lain mengapa solusi ini tidak praktis dalam aplikasi Anda!


3

Berikut adalah beberapa pendekatan yang digunakan untuk memasang baja tahan karat - Dalam kedua kasus tersebut, aplikasinya adalah peralatan industri mutakhir, sehingga penerapan sensor dapat diperdebatkan:

  1. Cincin "kerah" perak lunak pada perisai SS316, dengan konektor sekop tembaga berkerut di atas cincin perak di bawah tekanan tinggi: Rupanya perak membentuk ikatan koloid bebas gas yang lebih baik di kedua persimpangan, daripada tembaga langsung pada baja. Serupa, cincin kerah perak yang lebih kecil pada setiap konduktor bagian dalam, sekali lagi dikelilingi dengan bagian crimp terminal sekop kuningan dan crimp tekanan tinggi. "Kabel" baja bagian dalam berdiameter sekitar 8 mm, dan perisai berdiameter lebih dari 22 mm. Crimping konvensional dilakukan pada terminal sekop tembaga.
  2. Pengelasan spot pada kabel baja berlapis tembaga yang diratakan secara mekanis digulung dalam spiral ke batang konduksi baja (tidak yakin apakah batang konduksi adalah SS316 atau SS304, tetapi itu adalah baja austenit untuk penggunaan kriogenik).

Kedua contoh dilakukan di pabrik (pabrik yang berbeda), dan merupakan upaya percobaan. Kedua sistem telah beroperasi selama satu tahun, dan beberapa tahun, masing-masing tanpa perbaikan yang diperlukan. Dalam kedua kasus, keterlibatan saya akan dinilai sebagai "keingintahuan", jadi saya tidak memiliki pengetahuan langsung tambahan tentang proses pengambilan keputusan.


2

Saya pernah berada dalam situasi yang sama, dan memanggil para ahli, yang sangat membantu. Orang-orang baik di Kester membuat saya berhubungan dengan orang teknis yang tepat, yang cukup baik untuk mengirimi saya sampel kecil dari fluks yang sesuai untuk situasi saya, tanpa biaya.

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.