Soudure électronique

Voici un article sur la soudure que j’avais écrit il y a des années pour un site auquel je participais dédié à la robotique « amateur ». J’ai tenté de mettre le tout à jour en espérant que cela vous sera profitable.

Quelques conseils avant de commencer

• Évitez de trop respirer les vapeurs de la soudure qui brûle ou de tenir le fil dans la bouche. Il ne faut pas boire ou manger pendant le temps de soudure, c’est un peu toxique quand même surtout si vous utilisez de la soudure sans plomb. 
• Pour conserver votre pointe longtemps, veillez à ce qu’il y ait tout le temps de l’étain dessus. Mettez-en sans gène si vous ne l’utilisez pas en le laissant brancher
• Ne laissez pas votre fer en fonction si vous ne prévoyez pas le réutiliser dans les 30 minutes
• Toute partie de métal devient chaud sur le fer, attention !
• Enlevez, lorsque gênant, le surplus d’étain à l’aide d’une éponge ou du papier. (Avec le papier attention aux yeux, l’étain m’a déjà rebondi dans l’œil)

Les pointes des fers (ou les « pannes »)

Plusieurs pointes existent et le choix se porte selon nos préférences et le travail à effectuer, grossièrement on peut dire que:

• Une pointe plus fine permet un travail plus précis et risque moins d’endommager des chemins de cuivre.
• Une pointe plus grosse permet un meilleur transfert de chaleur, la pointe se refroidit moins vite.

Fers de type crayon

Leur puissance varie généralement de 15 à 60 watts, ils se branchent directement dans la prise électrique et restent de manière générale assez sécuritaires pour les pièces et les chemins de cuivre. Le coût de ceux-ci est très bas (à partir de quelques dollars), ce qui les rend accessibles à tous, c’est le fer favori des amateurs. On notera comme défauts le temps de chauffe de plusieurs minutes, une température non régulée (la pointe peut même plier) et puisqu’ils n’ont pas de transformateur d’isolation, il y a des risques de bris des pièces fragiles tel que les transistors MOSFET.

Personnellement, j’ai possédé un fer à deux intensités plus jeunes, 15 watts / 30 watts, il prenait 4 minutes à chauffer, et un coup chaud à 30 watts il était un brin trop chaud à mon goût, et puisqu’il y a deux intensités, pas d’ajustement précis entre les deux. Malgré tout, pour le prix c’est toujours mieux que d’utiliser une chandelle et un trombone!

Fers de type pistolet

La plupart du temps ces fers sont d’une puissance élevée, 100 watts et plus, ceux-ci sont conçus pour des pièces métalliques assez robustes ou la découpe de plastique, avec la pointe adéquate. Ce genre de fer est à éviter pour les travaux en électronique, car la puissance fait décoller les traces de cuivre, les pistes et les composants risquent de souffrir de la chaleur, sans compter qu’ils sont eux aussi dangereux pour les composants fragiles à la statique.

Fers à température contrôlée

Ici on ne parle plus de watts, mais de degrés, ce genre de fer à la tenue de main d’un crayon, mais celui-ci est relié à une boite qui contient le circuit régulateur, qui peut généralement permettre une température de 300 a 850°F. On dit que 500 degrés suffisent, mais en vérité avec le matériel de soudure actuel, on le met souvent entre 650 et 850. Si je peux vous donner un bon conseil, si vous avez le choix entre fers à régulateur électronique ou mécanique, préférez celui à régulateur mécanique. Ils sont plus simples et par conséquent plus durables.

Dans ce genre de modèle, nous en aurons équipé de transformateur d’isolation leur permettant de rentrer dans la norme ESD Safe. Cela signifie qu’ils ne sont pas dangereux pour les composants électroniques fragiles aux champs électromagnétiques, les composants de type MOSFET sont très sensibles à la statique.

Fers au butane

Ces fers sont généralement utilisés où l’électricité n’est pas facile d’accès ou dans les endroits où il ne faut pas être encombré par un fil.

La soudure

La soudure est un mélange d’étain et d’argent qu’on appellera malgré tout étain (autrefois plomb et étain). Il contient du flux afin d’aider la conduction de la chaleur lors de l’action du soudeur.

Cet alliage se présente soit en barre, en pâte ou en fil mince. En électronique on utilise principalement celui en fil, occasionnellement celui en pâte, et rarement celui en barre, ce mélange ayant la particularité d’avoir un bas point de fusion. Il existe plusieurs diamètres de fil de soudure, si vous ne voulez pas en acheter des tonnes sans savoir, du 0.7 mm est adéquat pour à peu près tout. Les barres d’étain s’utilisent surtout en plomberie et vous pouvez en trouver dans les quincailleries.

Souder

Pour faire une bonne soudure, il faut savoir certaines choses:

• La surface doit être propre (dans le cas contraire, la soudure pourrait être plus fragile)
• Le fer doit être assez chaud pour l’étain utilisé
• Faire en sorte que la pointe du fer touche tous les éléments à souder (l’étain coule sur ce qui est le plus chaud)
• Laisser le fer au moins 3 secondes sur les composants à souder (enfin, jusqu’à 10 selon la grosseur de la soudure)
• Retirer votre fil d’étain avant le fer (en retirant le fer d’abord ou en même temps, vous risquez de faire bouger l’étain pas encore solidifié, ce qui cause des soudures froides)
• Ne soufflez pas sur votre soudure pour la refroidir. Le refroidissement extérieur plus rapide que celui de l’intérieur la rend terne et cassante.

Note: lorsque vous soudez des pièces qui dégagent une certaine puissance, ne commencez pas par chauffer les beignes collés directement sur la plaque, commencez par les parties métalliques qui sont plus longues à monter en température. Sinon, il y a risque d’endommager les chemins de cuivre.

Réussir une soudure

Les deux pièces à souder sont bien « mouillées » (l’étain qui a collé sur toutes les surfaces à assembler). Si on faisait une coupe, une soudure réussie est brillante, d’apparence correcte, elle n’est pas gonflée.

Un surplus d’étain amènera une soudure à casser à long terme.

Une excroissance est causée par un fer à souder retiré trop tôt ou l’étain retiré après le fer. Si on veut reprendre une soudure, on peut utiliser du flux liquide ou en pâte sur la soudure à refaire, puis on dépose la pointe dessus; la soudure se liquéfiera.

Plutôt que de vous mettre des textes et photos, je vous offre des références supplémentaires provenant du fabricant Pace qui a mis en ligne des vidéos, bien qu’anciennes, très instructives. Voici les leçons de base en soudure: www.youtube.com/watch?v=WR6zGcgDX_s

Utilisez des outils

Parfois, on soude de très petits composants, il peut être bon pour cela de prévoir une paire de pinces pouvant être tenues d’une seule main, une technique consiste à étamer la pointe de son fer, et simplement poser le fer sur l’objet à souder, on arrive ainsi à souder à une main et stabiliser de l’autre. De même, si vous soudez une pièce avec de très longues pattes, utilisez un petit cutter pour mettre les pattes à la longueur désirée une fois soudée.