Fondamentaux du soudage pour ingénieurs et passionnés d’électronique

Fondamentaux du soudage pour ingénieurs et passionnés d’électronique
Fondamentaux du soudage pour ingénieurs et passionnés d’électronique
Pour tout passionné d’électronique, la maîtrise du brasage est l’une des compétences les plus déterminantes. Raccorder des fils, réaliser des circuits, développer des projets basés sur Arduino et Raspberry Pi : pour réussir tout cela, il est essentiel de savoir souder correctement. Nous vous proposons dans ce guide de revenir aux fondamentaux de ces techniques pour obtenir, en toute sécurité, des résultats de qualité dans votre labo d'électronique.

Sécurité des opérations de soudage

Un appareil de soudage doit toujours être manipulé avec soin. Les opérations de soudage sont assorties de températures extrêmes et de produits chimiques dangereux. Nous proposons ici quelques précautions de sécurité très simple pour vous lancer dans cette activité :
  • Le métal d'apport (non conforme aux directives RoHS) contient du plomb, qui est un produit toxique. Veillez à toujours vous laver les mains après avoir manipulé le métal de soudage.
  • L'usage de dispositifs de sécurité est incontournable. Si possible, portez des lunettes de sécurité et des gants résistants à la chaleur.
  • Ne mettez jamais un fer à souder au contact d'un conducteur alimenté.
  • Ventilation : croyez-le ou pas, le flux est un problème crucial, car il peut être extrêmement irritant pour vos poumons. Fort heureusement, le plomb n’a pas nécessairement tendance à se vaporiser aux températures usuelles de soudage. Lorsque vous soudez, prévoyez toujours de bien ventiler votre espace de travail.
  • Ne touchez jamais l'élément soudé ou la panne de votre fer. Les fers à souder fonctionnent à des températures dépassant 400 °C et peuvent provoquer de graves brûlures.
  • Replacez toujours votre fer sur son support, même s'il est éteint. Un fer chaud peut provoquer de graves dommages dans votre espace de travail, et même au-delà.

Choix du fer

Il existe de nombreux fer à souder, de formes, tailles et types variés. Pour choisir un fer, les deux facteurs essentiels sont l'usage attendu et la fréquence d’utilisation. Le simple fait que vous lisiez cet article montre que vous êtes certainement un passionné d'électronique possédant une certaine expérience. Vous souhaiterez peut-être utiliser le fer à souder pour autre chose que de simples réparations.

Dans ce cas, vous pouvez envisager une station de soudage à température réglable. La plupart des stations récentes bénéficient d'un afficheur numérique indiquant la température exacte du fer. Vous pouvez considérer que plus la puissance est élevée, plus la montée en température du fer sera rapide.

Pour commencer, jetez un coup d’œil sur la diversité de la gamme de stations de soudage numériques. Nous avons également en stock un distributeur de soudure pratique, doté de différents outils. Excellent complément sur votre paillasse, ce produit vous permettra de maintenir propre votre espace de travail, de diminuer le gaspillage et de limiter les manipulations de la matière de soudage grâce à son tube de guidage particulièrement
commode.
Solder dispenser with spool for soldering projects
Distributeur de soudure avec tube de guidage, pour
assurer la propreté de votre espace de travail
et réduire le gaspillage de la matière de soudage.
 

Consommables de soudage

Traditionnellement, la matière de soudage est constituée d’un mélange de plomb et d’étain dans différentes proportions. En majorité, la composition du métal de soudage est de l’ordre de 40 % de plomb et de 60 % d’étain. Il existe aussi des alternatives modernes sans plomb (RoHS), mais leurs propriétés physiques sont différentes des matériaux de soudage traditionnels et supposent une expérience technique et des compétences particulières. L’âme du matériau de soudage est le flux, formé d'un composé chimique acide servant à éliminer l'oxydation des métaux à relier. Le type de flux le plus courant est la colophane. Vous pouvez également utiliser une pâte à souder à base de colophane pour assurer un meilleur contact entre votre soudure et la carte.

En outre, vous pourrez corriger la plupart des erreurs à l'aide d'une pompe à dessouder, voire même une tresse, particulièrement utile pour un dessoudage et un nettoyage parfaits. Constituée de cuivre et de flux, elle jouera le rôle d'une mèche pour la matière de soudage, ce qui permettra d'éliminer le point de soudure souhaité.

Préparation

Il faut en général quelques minutes pour que votre fer à souder atteigne sa température de fonctionnement. Vous allez donc le brancher, l'allumer et procéder ensuite comme suit :
 
  • Humidifiez l'éponge de soudage à l'eau froide. Pressez-la fortement pour éliminer toute l'eau excédentaire.
  • Essuyez soigneusement la panne de votre fer sur l'éponge humide ou le tampon de paille métallique. Vous pourrez ainsi éliminer tous les résidus résultant des opérations de soudage précédentes.
  • Faites fondre une petite quantité de soudure sur la panne de votre fer. L’« étamage » (dont le nom découle de l’étain, l'un des métaux constituant la soudure) ne doit être effectué que lorsque vous nettoyez la panne de votre fer à l’aide de l'éponge : l'opération permet de réduire l'oxydation et donc d'accroître la circulation de chaleur entre votre fer et le point de soudure.

Connexions traversantes

Veillez à ce que votre fer à souder ait atteint sa bonne température de fonctionnement. Vous devez toujours commencer à la température la plus basse possible et progresser à partir de là. Travailler à une température trop élevée peut très facilement endommager les composants et les couches superposées constituant votre carte. La chaleur est rarement une bonne réponse : si votre soudure n'est pas correcte, n'insistez pas. En matière de température, la modération est toujours préférable !
 
  • « La propreté (du point de soudure) est la voie vers la perfection ». Les traces de graisse laissées sur une carte à circuit imprimé par l'empreinte d’un doigt peuvent provoquer un défaut de point de soudure. Si vous avez un doute, commencez par nettoyer toute trace de graisse à l'aide d'un chiffon propre très légèrement imbibé d’alcool isopropylique (avec beaucoup de prudence, car il s'agit d'un produit extrêmement inflammable).
  • Le matériau de soudage tend à rejoindre la partie la plus chaude du futur point de soudure. Où qu'il se trouve, c'est fatalement à cet endroit que l’apport de soudure va être conduit. Vous devez donc essayer d'assurer un contact égal entre la panne du fer à souder, la broche et la pastille de cuivre.
  • Effectuez l’apport de soudure du côté opposé à la panne. Retirez ensuite la soudure, puis le fer. Vous pouvez ensuite contrôler la finition du point, qui doit être brillant et pyramidal.
  • Vous pouvez aussi utiliser des dissipateurs thermiques, voire même de simples pinces crocodiles métalliques pour diffuser la chaleur et protéger ainsi vos composants les plus fragiles.
  • Si vous ne pouvez pas utiliser de pompe à dessouder, servez-vous de tresse de cuivre pour retirer le matériau de soudage excédentaire. Elle agit comme une éponge vis-à-vis de l'apport de soudure qui est ainsi absorbé et éliminé de votre carte.
  • Pour maintenir les broches des barrettes bien droites et les souder, vous pouvez les insérer dans un module d'essai pour composants enfichables placé au-dessous de votre carte.

Connexion de fils

Croisez les fils, puis torsadez-les l'un avec l’autre entre l’index et le pouce. Placez votre fer sur le point et faites un apport de soudure du côté opposé à la panne.

Lorsque le point de soudure est effectué, vous pouvez l'isoler à l’aide d’une section de gaine thermorétractable. Faites glisser la gaine en forme de tube sur la liaison soudée, puis appliquez la chaleur d'un pistolet thermique ou d'un briquet pour la resserrer autour de la partie soudée. La liaison sera ainsi plus robuste et parfaitement isolée.

Créer, fabriquer et commercialiser des applications électroniques

Ne vous laissez pas intimider par les hautes températures, les appareils pour spécialistes et les matières nocives : le soudage n'est pas particulièrement difficile à maîtriser, même si la pratique assidue permet de parfaire le résultat obtenu. Avec une main ferme et un équipement approprié, vous ne tarderez pas à démontrer vos compétences en matière de soudage, et vous ferez l'admiration de vos amis et collègues.

Une fois le soudage de vos cicuits effectué, n’hésitez pas à partager vos expériences et en discuter avec les membres de la communauté Elektor en créant, à cet effet, un compte Elektor accessible gratuitement.
 
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