Cara Menyolder Kabel dengan Flux Solder dan Tinol agar Sambungan Kuat

Flux solder adalah kunci sambungan kabel yang kuat: bahan ini melarutkan lapisan oksida di permukaan tembaga sehingga timah cair bisa membasahi serabut kabel, bukan sekadar menempel di luar. Kalau kabel output charger, kabel speaker, atau kabel adaptor DC putus, kamu bisa menyambungnya sendiri dengan solder listrik, tinol berinti flux, dan selongsong heat shrink dalam sekitar setengah jam. Panduan ini bagian dari pilar Alat Pertukangan, dan cocok untuk kabel bertegangan rendah. Kabel daya 220 V yang berujung steker sebaiknya diganti utuh, bukan disambung, seperti dijelaskan di bagian keselamatan.

Sebelum mulai, pahami satu hal: menyolder bukan soal menempelkan timah sebanyak mungkin. Sambungan yang bagus terbentuk ketika kabel dipanaskan sampai cukup panas, flux membersihkan permukaannya, lalu timah mengalir sendiri ke sela-sela serabut. Kalau urutannya terbalik, hasilnya gumpalan timah yang tampak kokoh tetapi gampang retak.

Fungsi flux solder pada sambungan kabel

Tembaga yang terkena udara pelan-pelan membentuk lapisan oksida tipis. Lapisan inilah yang membuat timah cair menggumpal seperti air di atas daun talas. Menurut artikel Flux (metallurgy) di Wikipedia, flux bekerja dengan melarutkan oksida yang sudah ada sehingga logam cair bisa membasahi permukaan, dan dalam penyolderan flux memperbaiki kemampuan timah untuk membasahi logam.

Flux untuk kabel dan elektronik umumnya berbahan rosin (getah pinus olahan). Rosin pada suhu ruang hampir tidak reaktif, tetapi saat meleleh ia cukup asam untuk melarutkan oksida tipis pada tembaga. Itu sebabnya sisa flux rosin relatif aman ditinggalkan; Kester, produsen bahan solder, menyebut sisa flux rosin tidak menghantarkan listrik dan tidak korosif.

Yang perlu kamu hindari adalah flux asam. Jenis ini bisa mengandung asam klorida, seng klorida, atau amonium klorida, dan tidak dipakai untuk elektronik karena sangat korosif terhadap logam bahkan pada suhu ruang. Jadi, kalau di toko bangunan kamu menemukan "air patri" atau pasta untuk menyolder seng dan besi, jangan dipakai untuk kabel.

Banyak orang mengira semakin banyak flux semakin bagus. Kenyataannya, flux berlebih hanya meninggalkan sisa lengket yang mengundang debu, dan pembersihan yang asal-asalan justru bisa melepaskan zat aktif yang tertahan di sisa flux. Lapisan tipis sudah cukup.

Mengenal tinol solder: 60/40, 63/37, dan bebas timbal

Di Indonesia, kawat timah solder sering disebut tinol atau tenol. Tinol untuk kabel biasanya sudah berinti flux: di dalam kawatnya ada satu atau lebih jalur flux rosin yang ikut meleleh saat timah dipanaskan. Itulah alasan kebanyakan sambungan kabel sederhana tidak perlu flux tambahan.

Angka pada kemasan menunjukkan komposisi paduan. Berikut perbandingan singkatnya berdasarkan artikel Solder di Wikipedia:

Untuk pemula, Adafruit menilai tinol 60/40 berinti rosin sebagai jenis yang paling mudah dipakai. Tinol bebas timbal lebih aman dari sisi paparan timbal, tetapi menurut Adafruit bisa butuh panas lebih tinggi dan flux lebih banyak. Pilihan ini soal kenyamanan kerja dan kebiasaanmu menjaga kebersihan tangan, bukan soal benar atau salah.

Flux pasta, cairan solder, atau tinol berinti flux

Ada tiga cara membawa flux ke sambungan, dan masing-masing punya tempatnya:

• Tinol berinti flux. Paling praktis untuk kabel yang tembaganya masih bersih dan mengkilap. Flux keluar tepat saat timah meleleh.
• Pasta flux. Dioles tipis ke tembaga yang kusam, kabel lama yang menghitam, atau serabut halus yang susah ditembus timah.
• Cairan solder (flux cair). Lebih encer, cocok untuk area yang lebih luas. Untuk kabel di rumah, pasta biasanya lebih mudah dikendalikan karena tidak menetes.

Patokan sederhananya: coba dulu dengan tinol saja. Kalau timah tetap menggumpal di permukaan walaupun kabel sudah cukup panas, barulah tambahkan pasta flux tipis.

Memilih cara menyambung kabel sebelum menyolder

Sebelum memanaskan solder, tentukan dulu bentuk sambungannya, karena bentuk ini ikut menentukan kekuatan akhirnya. Panduan Working with Wire dari SparkFun menyebut beberapa pilihan yang umum:

• Pilin berhadapan (twisted helix). Ujung kedua kabel saling menghadap lalu dipilin menjadi satu. Hasilnya lurus dan ramping, cocok untuk kabel yang putus di tengah.
• Pilin searah. Kedua ujung diarahkan ke sisi yang sama lalu dipilin. Lebih mudah dipegang saat menyolder, tetapi sambungannya menonjol ke satu sisi sehingga selongsong heat shrink perlu sedikit lebih panjang.
• Sambungan Western Union (lineman's splice). Ujung kabel dikaitkan lalu dililitkan satu sama lain. Menurut SparkFun, cara ini paling cocok untuk kabel berinti tunggal, tetapi bisa juga dipakai untuk kabel serabut.

Kenali juga jenis kabelmu. SparkFun membedakan kabel serabut (stranded), yang tersusun dari banyak kawat kecil dan lebih lentur, dengan kabel berinti tunggal (solid) yang dipakai di bagian yang hampir tidak bergerak. Karena lebih lentur, kabel serabut dipakai untuk kabel yang sering bergerak. SparkFun juga menjelaskan bahwa ukuran (gauge) kabel menentukan besar arus yang aman dilewatkan, jadi sambung kabel dengan kabel yang ukurannya sama, bukan kabel tebal dengan kabel yang jauh lebih tipis.

Satu hal yang sering terlupa: bagian kabel yang sudah tersolder menjadi kaku. SparkFun mengingatkan bahwa ujung kabel yang sudah dilapisi timah bisa retak bila terkena tekanan mekanis, dan siklus panas-dingin bisa membuat sambungan gagal. Karena itu, kalau masih ada pilihan, letakkan sambungan di bagian kabel yang jarang ditekuk, jangan tepat di pangkal steker atau di lubang masuk perangkat. Biarkan juga selongsong heat shrink menutupi sedikit isolasi di kedua sisi supaya tekukan tidak terpusat di tepi timah.

Berapa suhu solder yang pas untuk kabel

Suhu yang terlalu rendah membuat timah tidak mengalir dan sambungan menjadi "dingin", sedangkan suhu terlalu tinggi membakar flux sebelum sempat bekerja dan bisa melelehkan isolasi kabel. Beberapa rujukan produsen dan penyedia tutorial memberi angka yang mirip:

• SparkFun memakai suhu sedang, 325 sampai 375°C, untuk penyolderan umum.
• Kester menganjurkan sekitar 750°F (kira-kira 400°C) untuk tinol berflux rosin dan 600 sampai 650°F (kira-kira 315 sampai 345°C) untuk tinol no-clean. Kester juga menyebut kebanyakan paduan bebas timbal membutuhkan suhu yang lebih tinggi.

Solder murah tanpa pengatur suhu tidak bisa disetel, jadi yang menentukan adalah dayanya. Adafruit menyarankan minimal 25 watt. Untuk solder kelas profesional, Adafruit menyebut daya 50 watt atau lebih. Kabel serabut yang tebal menyerap panas lebih banyak, sehingga solder berdaya lebih besar membuat timah lebih cepat mengalir dan isolasi tidak keburu meleleh karena solder ditahan terlalu lama. Kalau kamu belum punya solder, pilar Alat Pertukangan membahas alat-alat dasar yang layak dimiliki di rumah, termasuk panduan cara memotong besi dengan gerinda tangan untuk pekerjaan logam yang lebih berat.

Ciri sambungan solder yang bagus dan cara memperbaiki yang gagal

Menurut Adafruit, bukti terbaik bahwa timah membasahi logam dengan benar adalah permukaan yang cekung dan mengikuti bentuk benda yang disambung. Pada sambungan kabel, timah terlihat meresap ke lilitan, bentuk serabutnya masih samar terlihat, dan permukaannya halus.

Kalau hasilnya belum begitu, cocokkan dengan tabel berikut yang dirangkum dari panduan masalah umum Adafruit:

Sambungan yang dingin atau bergeser mungkin tetap tersambung hari ini, tetapi Adafruit mengingatkan sambungan seperti itu tidak andal dan bisa retak seiring waktu. Lebih baik diulang sekarang daripada kabel putus lagi minggu depan.

Pengganti flux solder dan cara solder tanpa flux

Kalau pasta flux habis, ada pengganti yang mudah dicari: gondorukem, juga disebut arpus atau siongka. Gondorukem adalah olahan getah pinus, atau dalam istilah internasional disebut rosin atau colophony, dan rosin memang dipakai sebagai flux solder. Lelehkan sedikit gondorukem di ujung kabel yang sudah dipanaskan, lalu alirkan timah seperti biasa.

Yang tidak boleh dipakai sebagai pengganti: air keras, cairan pembersih lantai, atau flux untuk menyolder seng. Bahan asam memang membersihkan logam dengan cepat, tetapi sisanya terus menggerogoti tembaga setelah sambungan selesai.

Untuk cara solder tanpa flux tambahan, andalkan flux di dalam tinol. Bersihkan tembaga sampai mengkilap, lapisi ujung solder dengan timah, panaskan kabel lebih dulu, baru sentuhkan tinol ke kabel. Kalau tembaga sudah teroksidasi berat, potong bagian itu dan kupas ulang sampai ketemu tembaga yang masih cerah. Sambungan kabel yang dipakai bertahun-tahun layak mendapat tembaga yang bersih, bukan timah yang dipaksa menempel.

Pembersih solder: merawat ujung solder dan sisa flux

Istilah pembersih solder dipakai untuk dua hal berbeda. Pertama, pembersih ujung solder: spons lembap atau kawat kuningan di dudukan solder. Kester menyarankan spons yang lembap, bukan basah, sedangkan SparkFun lebih menyukai kawat kuningan karena spons basah membuat suhu ujung naik-turun dan memperpendek umurnya. Setelah dibersihkan, langsung lapisi lagi ujung solder dengan sedikit timah, karena Kester menyarankan ujung solder selalu dalam keadaan terlapis timah agar awet.

Kedua, pembersih sisa flux di sambungan. Untuk flux rosin, pembersihan umumnya hanya soal kerapian. Sisa yang lengket atau gosong bisa digosok dengan sikat gigi bekas dan alkohol isopropil. SparkFun menjelaskan bahwa ujung solder yang teroksidasi berubah hitam dan tidak mau menerima timah, dan kawat kuningan dipakai untuk mengatasinya. Kalau setelah digosok dan dilapisi ulang ujungnya tetap tidak mau dibasahi timah, ganti mata solder; kebanyakan solder memang memakai mata yang bisa dilepas dan diganti.

Sambungan kabel yang rapi juga mudah dicek ulang. Kalau kabel yang kamu sambung milik kipas angin atau perangkat dapur, panduan di pilar Alat Rumah Tangga membantu menelusuri kerusakan lain di perangkat yang sama, misalnya kipas angin yang tidak berputar dan hanya berdengung. Untuk TV, radio, dan perangkat sejenis, mulai dari pilar Elektronik Ringan.