Comment souder

Comment souder

Fer à souder

Figure 1 : Fer à souder

La soudure est un procédé essentiel dans l'industrie électronique, la plomberie et la bijouterie, et c'est une compétence vitale pour les amateurs d'électronique qui travaillent sur des projets domestiques. La soudure permet de maintenir un composant en place et de réaliser des connexions solides entre les différents composants et fils d'une carte de circuit imprimé (PCB).

On y parvient à l'aide d'un métal à faible point de fusion appelé soudure et d'un outil portatif appelé fer à souder. Cet article présente les bases de la soudure, les principaux outils utilisés et explique, étape par étape, comment souder un composant sur une carte électronique.

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Qu'est-ce que la soudure ?

La soudure utilise un métal à faible point de fusion (la soudure) pour assembler deux ou plusieurs connexions métalliques. Un fer à souder est un outil manuel qui fournit la chaleur nécessaire à la soudure. Le fer fournit de la chaleur à la soudure, qui fond et coule dans le joint entre les pièces. La soudure refroidit en quelques secondes, créant ainsi le joint soudé. La soudure choisie doit avoir un point de fusion inférieur à celui des composants à connecter dans le processus, sinon des parties des composants risquent de fondre.

Le processus de soudage

Figure 2 : Le processus de soudage

Outils utilisés pour le brasage

Les composants suivants sont couramment utilisés pour le brasage :

Fer à souder

Le fer à souder fournit la chaleur nécessaire pour faire fondre la soudure et établir une connexion électrique entre deux composants/fils. Le fer est composé d'une pointe qui entre en contact avec la soudure, la chauffant, et d'une poignée isolée servant à tenir l'outil. Les fers à souder peuvent fonctionner au gaz, à l'électricité ou avec un chauffage externe, mais les fers électriques sont les plus courants. Le fer à souder se réchauffe lorsqu'il est branché. La pointe du fer peut transférer la chaleur pour faire fondre la soudure et réaliser la connexion. Certains fers à souder sont dotés d'un système de contrôle de la température intégré, permettant à l'utilisateur de définir une température prédéfinie. Ceci est utile lorsque l'on travaille avec des soudures différentes ayant des points de fusion différents. Une chaleur excessive sur la pointe peut surchauffer et endommager la soudure et les autres composants de la carte de circuit imprimé.

Pointes de fer à souder

La panne du fer à souder transfère la chaleur au joint par conduction thermique à partir du contact métal sur métal entre le joint et la panne. Les pointes de fer à souder sont polyvalentes et se présentent sous différentes formes et tailles telles que conique, ciseau, aiguille et couteau. Le choix de la panne est un élément important d'un bon brasage pour garantir une bonne soudure et éviter de heurter les composants ou les fils à proximité. De même, la panne du fer à souder doit être suffisamment grande pour assurer un bon transfert de chaleur dans le joint. Cela permet de s'assurer que la soudure fond et coule correctement. Le choix du type d'embout est un choix personnel, qui dépend essentiellement de l'application. Par exemple, une pointe conique est utilisée pour des travaux de soudure d'usage général, tandis qu'une pointe aiguille permet d'effectuer des travaux de soudure extrêmement détaillés et concentrés. Consultez notre article sur les astuces du fer à souder pour en savoir plus.

Poste de soudure

Une station de soudage est un dispositif de soudage à température contrôlée conçu pour souder les composants sur de minuscules puces qui peuvent être endommagées par une chaleur ou une température excessive. Une station de soudage comporte des outils de soudage reliés à une unité de commande (UC) qui comprend des régulateurs de température automatiques/manuels, un transformateur électrique et des affichages pour la température et la minuterie.

Les stations de soudage sont classées en deux grandes catégories : les stations analogiques et les stations numériques. Dans une station de soudage analogique, un élément chauffant chauffe la panne du fer à souder à la température recommandée, puis s'éteint. Le fer refroidit jusqu'à une certaine limite avec le temps, et à ce moment-là, l'élément chauffant est déclenché pour chauffer à nouveau la pointe du fer. Une station de soudage numérique est équipée d'un contrôleur PID (Proportionnel-Intégral-Dérivé) dans son microprocesseur pour réguler sa température. Une station de soudage numérique contrôle la température automatiquement, et elle est plus précise, contrairement à la station de soudage analogique où la température doit être ajustée à l'aide d'un bouton de réglage. Si la précision de l'opération est la principale préoccupation, une station de soudage numérique est la meilleure option.

Poste de soudure

Figure 3 : Poste de soudure

Soudure

Les soudures utilisées dans les circuits électriques sont globalement classées en deux types : les soudures étain/plomb et les soudures sans plomb. Les soudures étain/plomb sont faciles à utiliser ; ce type de soudure est donc plus populaire que les soudures sans plomb. Toutefois, comme l'exposition au plomb entraîne de graves problèmes de santé chez l'homme et nuit à l'environnement, ces soudures ont été progressivement abandonnées dans le commerce. Consultez notre article sur les types de soudure pour plus d'informations.

Support pour fer à souder

Il est utile et pratique d'avoir un support de fer à souder pour poser le fer à souder pendant de courtes pauses. Ce support empêche la pointe du fer chaud d'entrer en contact avec des matériaux inflammables ou de blesser accidentellement les mains de l'utilisateur. La plupart des stations de soudage ont un support de fer intégré ainsi qu'une éponge ou une laine de laiton pour nettoyer la pointe.

Éponge de nettoyage

Une méthode standard pour nettoyer la pointe du fer est d'utiliser un nettoyant pour pointe comme une éponge humide ou une laine métallique en laiton. Lorsque l'éponge humide est essuyée contre la pointe, l'eau contenue dans l'éponge refroidit la soudure et l'action mécanique de frottement élimine la contamination sur la pointe, laissant une fine couche de soudure propre sur la pointe. La soudure contaminée adhère au laiton lorsque la laine métallique en laiton est frottée contre la pointe. La pointe est enfoncée dans la laine de laiton, et lorsqu'on la retire, elle est recouverte d'une fine couche de soudure.

Flux

Le flux permet de nettoyer les surfaces à souder et empêche l'oxydation de la panne chaude. Le flux est placé au cœur de la soudure ou utilisé séparément sous forme de pâte. La plupart des flux produisent des fumées lorsque la soudure est chauffée, ce qui peut constituer un danger pour la santé de l'utilisateur à long terme. Il est donc conseillé de disposer d'une zone bien ventilée pour les soudures occasionnelles et d'utiliser un extracteur de fumées en cas d'exposition répétée. Pour plus d'informations, lisez notre article sur le guide d'entretien des pannes de fer à souder.

Éponge de nettoyage de la panne de soudure

Figure 4 : Éponge de nettoyage de la panne de soudure

Comment souder un composant ou un fil

Étamage de la panne du fer à souder

La pointe d'un fer à souder s'oxyde rapidement, agissant comme un isolant qui empêche le transfert de chaleur nécessaire pour faire fondre la soudure lors du travail sur une carte électronique. L'étamage consiste à recouvrir la pointe d'une fine couche de soudure. Elle doit être effectuée idéalement au début et à la fin du processus de soudage et régulièrement pendant le processus pour prolonger la durée de vie de la panne du fer à souder.

Effectuez les étapes suivantes pour étamer la pointe du fer avant de commencer le travail de soudure proprement dit :

  1. Fixez fermement l'embout au fer à repasser et vissez l'embout fermement en place.
  2. Faites chauffer le fer à souder en allumant l'alimentation électrique, et attendez que la pointe chauffe.
  3. Utilisez une éponge humide pour nettoyer la panne du fer à souder. Attendez quelques secondes pour que l'embout chauffe à nouveau.
  4. En tenant la soudure dans une main et le fer à souder dans l'autre, touchez la pointe du fer avec la soudure jusqu'à ce que la soudure coule uniformément sur la pointe.

Comment souder un composant sur le circuit imprimé (PCB) ?

Bonne soudure

Figure 5 : Bon joint de soudure

Une fois la panne du fer à souder étamée, effectuez les étapes suivantes pour souder un composant sur une carte électronique :

  1. Placez le composant dans le trou de la carte, conformément au marquage, et fixez-le en retournant la carte et en pliant les fils vers l'extérieur à un angle de450°.
  2. Touchez la pointe du fer chauffé sur la plaquette de cuivre et le fil du composant simultanément. Maintenez la position pendant 3-4 secondes pour chauffer le tampon et les fils.
  3. Continuez à tenir la panne du fer à souder dans la position expliquée à l'étape 3, et touchez la soudure sur le joint. La plupart des soudures fondent autour de1800C; veillez donc à ce que les joints de soudure soient plus chauds que cette température.
  4. Retirez le fer à souder et attendez que la soudure refroidisse naturellement. Cela peut prendre quelques secondes. Une fois qu'ils sont refroidis, coupez le fil supplémentaire des fils.
  5. Vérifiez si le joint formé par la soudure est correct. Un bon joint de soudure sera de forme conique. Si la forme ne se forme pas correctement, coupez le fil du composant et recommencez le processus.
  6. Si la soudure forme des morceaux collants au lieu de fondre complètement, cela peut être dû à l'oxydation des pointes du fer à souder. L'étamage du fer est fortement recommandé, au moins avant et après le processus de soudage.

Comment souder des fils

Soudure de deux fils

Figure 6 : Soudure de deux fils

Effectuez les étapes suivantes pour souder les fils ensemble :

  1. Retirez l'isolation des extrémités des fils qui vont être soudés. Tordez les brins avec les doigts dans le cas d'un fil toronné.
  2. Chauffez le fer à souder et touchez la pointe à l'extrémité d'un des fils et maintenez-la pendant 3-4 secondes.
  3. En maintenant le fer en place comme indiqué à l'étape 2, touchez la soudure sur le fil jusqu'à ce qu'elle fonde et recouvre l'ensemble du fil. Répétez le processus pour l'autre fil également.
  4. Montez les deux fils étamés l'un sur l'autre et touchez la pointe du fer chauffé sur les deux fils. Ce processus fait fondre la soudure et enrobe uniformément les deux fils.
  5. Retirez le fer à souder et attendez quelques secondes que la connexion soudée refroidisse et se solidifie. Une gaine thermorétractable peut être utilisée pour couvrir la connexion.

Dessoudage

Utilisation d'un fer à souder et d'un aspirateur de soudure pour le dessoudage

Figure 7 : Utilisation d'un fer à souder et d'un aspirateur de soudure pour le dessoudage

La soudure et les composants peuvent être retirés d'une carte de circuit imprimé à des fins de réparation et de dépannage. Une mèche de soudure appelée tresse de dessoudage peut dessouder un joint. Effectuez les étapes suivantes pour dessouder un joint :

  1. Placez une section de la tresse à dessouder sur le dessus du joint à dessouder.
  2. Posez la pointe d'un fer à souder chauffé sur le dessus de la tresse. Cela fait fondre la soudure en dessous, qui se fixe à la tresse.
  3. Retirez la tresse. La soudure serait attachée à la tresse.

Vous pouvez également utiliser un aspirateur de soudure pour retirer la soudure d'une carte. Un aspirateur de soudure est un aspirateur à main qui peut aspirer la soudure lorsqu'elle est chaude en appuyant simplement sur un bouton.

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