Wat is capillariteit of een capillaire werking?

Capillariteit of een capillaire werking is een natuurkundig verschijnsel. De capillaire werking ontstaat bijvoorbeeld wanneer men een dun waterbuisje bovenop een wateroppervlak plaatst en het water in het kleine buisje hoger stijgt dan het vloeistofniveau er omheen. Er bestaand een verband tussen de doorsnede van de buisjes en de snelheid waarmee het water omhoog stijgt. Naar mate de buisjes fijner worden zal het water ook hoger stijgen. De kleine buisjes die gebruikt worden om de capillaire werking aan te tonen worden ook wel capillairen genoemd.

Capillaire kracht
De capillaire werking gebeurd met een bepaalde kracht. Dit is de kracht waardoor het water of andere vloeistof door de buisjes omhoog wordt gezogen. Deze kracht wordt ook wel capillaire kracht genoemd. Deze kracht houdt eveneens verband met de omvang van de buisjes of capillairen. Hoe kleiner de diameters van buisjes zijn hoe geringer de capillaire kracht is. Ondanks dat stijgt het water in buisjes met een kleinere diameter wel hoger dan buisjes met een grotere diameter. Dit heeft te maken met de massa of het volume van het water dat omhoog getrokken wordt door de capillaire kracht. Deze massa neemt namelijk kwadratisch af op basis van de grote van de diameter.

Toepassing van capillaire werking
Veel natuurkundige verschijnselen worden in de techniek toegepast. Ook de capillaire werking of capillaire kracht is daar een voorbeeld van. Een voorbeeld hiervan is de toepassing van soldeerfittingen zoals een sok of een T-stuk van messing. Op deze soldeerfittingen staan vaak de letters cap aangeven. Dit staat voor sok capillair of capillaire werking.

Soldeerfitting Capillair
Een voorbeeld van een capillaire werking treft men aan in de installatietechniek bij het solderen van soldeerfittingen. Dit wordt ook wel hardsolderen genoemd. Als men de soldeerfitting met een brander verhit wordt het vloeibaar gemaakte soldeertin als het ware opgezogen tussen de nauwe spleet tussen de sok en de koperen buis. De ruimte tussen de soldeerfitting en de buis wordt daardoor compleet opgevuld met soldeertin mits er natuurlijk voldoende soldeertin wordt toegevoegd. Uiteindelijk moet er een klein druppel blijven hangen onderaan de soldeerfitting. Dan is de soldeerfitting volledig opgevuld met soldeertin.

Wat is het verschil tussen hardsolderen en zachtsolderen?

Solderen is een verbindingstechniek die wordt gebruikt om twee metalen onderdelen van een werkstuk met elkaar te verbinden doormiddel van het toevoegen van gesmolten metaal. Om een goede verbinding tot stand te brengen is het van belang dat de twee punten van het werkstuk die met elkaar verbonden moeten worden op de juiste temperatuur zijn gebracht. Hiervoor kan een vuur worden gebruikt maar meestal gebruikt men daarvoor een soldeerbout of een soldeerbrander. Daarnaast wordt bij solderen gebruik gemaakt van soldeer. Het soldeer wordt doormiddel van de soldeerbout of soldeerbrander gesmolten zodat het soldeer tussen de twee metalen delen een verbinding tot stand kan brengen. Er wordt in de praktijk onderscheid gemaakt tussen hardsolderen en zachtsolderen.

Verschil tussen hard- en zachtsolderen
Het belangrijkste verschil tussen hardsolderen en zachtsolderen is het smeltpunt van het toegevoegde soldeer. Wanneer toegevoegde soldeer een smeltpunt heeft onder de 450 graden Celsius heeft men het over zachtsolderen. Wanneer het toegevoegde soldeer een hoger smeltpunt heeft dan  450 graden Celsius dan wordt dit hardsolderen genoemd. Hieronder wordt meer informatie weergegeven over zachtsolderen en hardsolderen.

Zachtsolderen
in het verleden maakte men bij zachtsolderen veel gebruik van tin en lood legeringen. Deze samenstelling was meestal 50 procent tin en de overige 50 procent lood. Tegenwoordig mag lood niet overal meer worden toegepast. Met name bij leidingwerk voor drinkwater is de toepassing van lood verboden. Lood is namelijk giftig. Daarom wordt voor loodgieterswerk nu gebruik gemaakt van andere legeringen. Hiervan is het hoofdbestandsdeel tin aangevuld met koper en eventueel ook zilver. Ook in de elektronica wordt veel gebruik gemaakt van zachtsolderen. Bijvoorbeeld bij het solderen van componenten op printplaten. Zachtsolderen is geen complexe methode om verbindingen tot stand te brengen tussen draadjes en dunne metalen onderdelen en plaatjes. Vaak kan de verbinding die doormiddel van zachtsolderen tot stand is gebracht ook weer uitelkaar genomen worden doormiddel van een soldeerbout. Wanneer de soldeerbout tegen het soldeer wordt aangehouden in een verbinding dan zal het soldeer door de warmte weer vloeibaar worden en kan de verbinding uiteen worden genomen.

Hardsolderen
Hardsolderen wordt met meer warmte gedaan dan zachtsolderen. Het soldeer dat bij hardsolderen wordt gebruikt heeft een smeltpunt boven de 450 graden Celsius. Hierdoor ontstaan sterkere verbindingen die daarnaast ook nog bestand zijn tegen hogere temperaturen dan de verbindingen die tot stand zijn gebracht doormiddel van zachtsolderen. Hardsolderen wordt door de sterkere verbindingskwaliteit breed toegepast in de techniek. Zo wordt hardsolderen onder andere gebruikt bij loodgieterswerkzaamheden voor het maken van verbindingen in leidingwerk. Daarnaast wordt hardsolderen toegepast voor verschillende verbindingen tussen buizen en pijpen die niet tot leidingwerk behoren. Hierbij kan gedacht worden aan verbindingen in fietsframes, tuinmeubels en campingmeubels. Ook voor reparatiewerkzaamheden in de machinebouw en het verbinden van machineonderdelen wordt hardsolderen toegepast. De legeringen van het soldeer zijn bij hardsolderen verschillend. Er zijn legeringen waarbij gebruik wordt gemaakt van koper en zink. Deze legering wordt ook wel soldeermessing genoemd. Daarnaast kan onder andere soldeerzilver worden toegepast. De toepassing van de verschillende legeringen van hardsoldeer is verschillend.

Soldeerbrander
Bij hardsolderen kan geen koperen soldeerbout worden toegepast. Daarvoor is de gewenste temperatuur te hoog. Daarom wordt bij hardsolderen gebruik gemaakt van een soldeerbrander. Er zijn verschillende soldeerbranders die in de praktijk worden gebruikt. Zo zijn er soldeerbranders die op een slang zijn aangesloten. De slang is vervolgens bevestigd aan een gasfles. Daarnaast wordt er ook gebruik gemaakt van soldeerbranders die bevestigd zijn aan kleine verwisselbare gastankjes die direct aan het soldeerapparaat zijn verbonden. Vaak wordt er ook gebruik gemaakt van een lasbrander. Hierdoor kan een hoge temperatuur worden gehaald van wel 3000 graden Celsius.