Un fer à souder de qualité élargit l’horizon de la réparation électronique – il permet de faire fondre, réparer et remodeler la « colle » qui maintient les composants électronique ensemble. Chez iFixit, nous sommes d’incorrigibles fans de la soudure ! Nous avons passé des années à perfectionner notre nouveau fer à souder électronique, et nous sommes ravis de partager ce que nous avons appris sur l’une des parties les plus cruciales (et souvent négligées) d’un fer : les pannes. Nous avons conçu les pannes du fer à souder électronique FixHub pour fonctionner à 100 watts tout en maintenant une température précise – chose impossible avec l’offre existante du marché. Une panne bien conçue peut faire toute la différence entre une soudure nette et une fondue métallique désastreuse, alors suivez-moi dans l’univers des pannes !
Une panne de choix contre les pannes électroniques
Les pannes de fer à souder ont énormément évolué au fil des années. Les premiers fers sont un simple bloc de métal qu’on chauffe sur un feu ou dans un four. Puis, les fabricants commencent à intégrer des éléments chauffants électriques. À mesure que l’électronique rapetisse, ces designs se miniaturisent pour devenir le type de fer à souder que nous connaissons tous aujourd’hui. Mais ces fers ont un talon d’Achille : avec le temps, la pointe d’un fer à souder s’oxyde naturellement – et quand cette oxydation s’accumule, le transfert de chaleur en souffre et la soudure ne coule plus aussi bien. Comme les premiers fers à souder sont construits d’une seule pièce, remplacer le fer entier est la seule vraie solution quand la panne est trop oxydée. Pour résoudre ce problème, les fabricants mettent des pannes coniques remplaçables sur le marché. Au lieu de jeter tout le fer quand la panne s’encrasse, il suffit d’installer une nouvelle panne conique, pour retrouver un transfert de chaleur optimal et prolonger la durée de vie de son outil. Cette approche modulaire ouvre la voie à des formes et des matériaux de panne plus spécifiques, améliorant encore la pratique de la soudure électronique.
Ensuite, les fabricants introduisent le contrôle de la température, souvent en intégrant un thermocouple dans l’élément chauffant. La précision est améliorée, mais sans atteindre la rapidité ou l’exactitude nécessaires pour beaucoup de travaux de soudure électronique poussés. Aujourd’hui, les fers à souder les plus modernes intègrent l’élément chauffant et le capteur de température dans la panne elle-même. Ce lien étroit, géré par un logiciel pointu, dote ces fers des temps de chauffe remarquablement courts et d’un contrôle précis de la température. Bref, c’est le début d’une nouvelle ère de soudure de précision.
Vous pouvez le voir en action dans ce scan de la panne de notre fer à souder électronique ci-dessous :
Dès le début, nous dédidons de construire un fer puissant et incroyablement réactif, comparable aux fers filaires haut de gamme du marché. Nous voulons aussi utiliser des connexions standard, à la place des systèmes propriétaires qu’on voit dans la plupart des outils. Nous croyons fermement en la réutilisation et la modularité. Plutôt que d’utiliser une batterie propriétaire ou un câble relié à une station de soudage fixe, nous concevons l’écosystème FixHub tout autour de l’USB-C, puisque c’est un standard industriel déjà omniprésent.
Au départ, il nous semble évident que notre nouveau fer utilise les mêmes pannes que les autres fers du marché. Impossible de le faire fonctrionner avec les anciennes pannes « basiques », mais les nouvelles pannes avec élément chauffant intégré de quelques fabricants valent la peine d’être considérées. La plus populaire est probablement la panne T12 de Hakko. Nous explorons la possibilité de concevoir un fer compatible avec ces pannes existantes, mais n’en trouvons aucune qui réponde à tous nos critères de design. Pourquoi donc faire l’effort supplémentaire de développer nos propres pannes ? Il y a beaucoup de facteurs, mais voici les trois principaux :
- Nous voulons créer le fer à souder le plus ergonomique jamais conçu, et les pannes existantes ne correspondent pas aux dimensions et à la forme que nous recherchons – elles sont toutes trop grandes. Notre objectif est de créer un fer qui se tienne aussi naturellement qu’un stylo dans la main. Cela nous oriente vers un fer avec une panne beaucoup plus courte que les autres options du marché.
- Aucune des pannes sur le marché ne répond aux caractéristiques électriques dont nous avons besoin pour un fer haute performance de 100 watts, compatible avec USB Power Delivery.
- Il n’existe pas de standards techniques pour une panne « intelligente » avec un thermocouple et un élément chauffant intégrés. Il n’y a pas de norme technique pour les pannes de fer à souder, et les performances réelles des pannes sont très variables.
Forme, finition et équilibre
Nous commençons alors à élaborer notre fer en nous concentrant sur le design. Nous sommes frustrés par la forme des petits fers existants, comme le Miniware TS100, car ils deviennent vite inconfortables si on les utilise plus de quelques minutes.
La forme en stylo de notre fer à souder électronique est l’aboutissement d’innombrables prototypes et d’améliorations méticuleuses. Nous testons différents matériaux, diamètres et finitions de prise en main dans notre quête d’un fer à souder qui soit naturel dans la main, même pendant les sessions marathon de soudure électronique. Notre objectif est de trouver l’équilibre entre stabilité et maniabilité : assez solide pour travailler divers matériaux, mais assez léger pour les longues sessions de travaux minutieux sans fatiguer votre poignet.
Plutôt que d’être encombrant ou malhabile dans votre main, le corps fin et allongé ressemble davantage à un instrument d’écriture quotidien. Ce design facilite grandement les travaux de précision – particulièrement durant les tâches de soudure délicates qui nécessitent un positionnement précis et une prise en main stable.
À chaque itération, nous peaufinons le centre de gravité et l’ergonomie du fer. Si la poignée est trop épaisse, il perd en maniabilité ; si elle est trop fine, le tenir pendant les longues sessions devient douloureux. Au fil des essais et erreurs, nous trouvons le diamètre et la distribution du poids « parfaits », qui permettent aux doigts de reposer confortablement autour du manche sans se sentir à l’étroit ni se crisper.
La texture de surface nous donne du fil à retordre – les finitions brillantes peuvent se révéler glissantes, mais les revêtements caoutchouteux trop adhérents risquent de rester accrochés aux manches ou aux surfaces de travail. Nous finissons par opter pour une finition mate douce qui offre de l’adhérence sans être collante. Ce n’est pas qu’une question d’esthétique. La forme finale et la finition empêchent le fer de rouler par terre et vous laissent pivoter votre main pour des mouvements précis et sans peine. Lorsque nos efforts aboutissent au design final, nous savons que celui-ci fait rimer confort avec contrôle, et améliore vraiment la pratique de la soudure.
Une première maquette du design de la batterie externe multifonction er du fer à souder électronique FixHub.
Au cœur de notre stylo à souder se trouve un simple ensemble de panne chauffante TRS de ⅛ » qui s’insère parfaitement à l’avant du fer. Comme l’élément chauffant et le thermocouple sont intégrés dans la panne, tout reste autonome – pas de matériel supplémentaire pour alourdir le manche. C’est un choix de design qui non seulement accélère les temps de chauffe et améliore la stabilité de la température, mais maintient aussi le centre de gravité du fer bien équilibré. Vous aurez l’impression de manipuler un feutre fin, et pas une grosse machine.
On pousse les watts à fond !
Exploiter pleinement la spécification USB Power Delivery nécessite une résistance de panne inconnue des autres fers à souder. Lorsque nous entreprenons de concevoir un fer à souder de 100 W fonctionnant à partir d’une source USB-C de 20 volts, nous constatons rapidement que la plupart des pannes existantes ont une résistance trop élevée. Les pannes de Pinecil, par exemple, sont de 6 ou 8 ohms. Nous voulons faire passer autant de courant que possible dans l’élément chauffant pour profiter de la puissance fournie par l’USB Power Delivery, mais une panne de 8 ohms nous bloque en dessous de 50 W, bien loin des performances visées. (La formule, pour celles et ceux qui veulent vérifier nos calculs, est P = V²/R.) En abaissant la résistance de la panne à 3 ohms, nous pouvons tirer suffisamment de courant pour atteindre notre objectif de 100 W, même avec une certaine perte de tension. Moins de résistance signifie plus de puissance à une tension donnée. Comme nous ne trouvons aucune panne répondant à cette exigence, nous développons la nôtre : une panne de 3 ohms, capable d’exploiter pleinement une alimentation USB-C de 100 W.
Je sais que tous les ingénieurs vont penser : « Pourquoi s’en tenir à 20V ? Il suffit d’augmenter la puissance. » Oui, nous aurions pu augmenter la tension avec un convertisseur buck boost, mais cela aurait ajouté du volume (le circuit du convertisseur dans la batterie externe multifonction occupe 2,54 x 1,9 cm, il est donc trop grand pour tenir dans le manche du fer) et chauffé le manche à un niveau que nous jugeons inacceptable. L’ingénierie, c’est une question de compromis.
Et le connecteur dans tout ça ?
Une fois la décision de créer une nouvelle panne prise pour des raisons électriques, nous avons l’occasion de repenser le connecteur. Après avoir cherché dans le monde entier des connecteurs compacts et durables capables de gérer 100 watts, notre choix se pose sur un des connecteurs les plus répandus au monde : la bonne vieille prise jack de 3,5 mm. Elle peut supporter notre charge de courant, est super robuste et résistante, et est largement disponible sur le marché. C’est l’équilibre idéal entre nos besoins électriques spécialisés et un type de prise standard.
Cela signifie que nos pannes ne sont pas compatibles avec les autres fers à souder, et ce n’est pas idéal. Mais notre design n’est pas propriétaire – nous ne l’avons pas breveté, et quiconque le souhaite est libre d’utiliser ce format.
Contrairement aux connexions USB-C largement adoptées qu’on trouve partout dans le FixHub, la connexion entre une panne de fer à souder et son manche n’est régulée par aucun organisme de normalisation. Chaque grand fabricant emploie sa propre méthode pour connecter les pannes à leurs fers à souder, soit par des ensembles entièrement personnalisés, soit en combinant des connecteurs standard avec un cœur chauffant, exactement comme nous l’avons fait avec la prise jack de 3,5 mm.
Un autre facteur pèse dans notre balance : quand une technologie particulière de fer à souder devient populaire, les fabricants de pièces aftermarket ou non agréés font souvent de l’ingénierie inverse pour créer des pannes compatibles avec les fers à souder d’origine. Parfois ils créent d’excellents produits, et parfois ils font des compromis sur la qualité et les performances. C’est la nature du marché des pièces aftermarket. Comme il n’existe pas de standard technique, il nous serait très difficile de garantir une expérience (ou une température) constante avec ces pannes. Dans nos tests, la constance et la qualité de ces pannes aftermarket varient énormément.
Un monde de pannes
Il existe tout un monde de pannes de fer à souder, des populaires T12 / T15 de Hakko aux pannes à cœur céramique de JBC. Hakko, une entreprise japonaise dont nous vendons les produits de qualité depuis longtemps, a révolutionné la soudure avec leurs pannes brevetées de type cartouche au début des années 2000. Vers 2015, le succès de ces pannes de style Hakko a inspiré Miniware, basé à Guangzhou, à fabriquer un manche de fer à souder compatible avec ces pannes. Miniware a fini par créer ses propres formes de pannes, mais toujours avec le connecteur Hakko. Depuis, d’innombrables fabricants copient le design, fragmentant le marché avec une multitude d’options de qualité très variable.
Cette tendance ne se limite pas à Hakko ; la station de soudage Aixun T3a utilise des pannes JBC (comme plusieurs autres), et on peut voir que les designs originaux sont souvent empruntés ou modifiés.
Le Miniware TS100 et le Pinecil utilisent des pannes compatibles Hakko dont la résistance varie. En pratique, cela signifie qu’il faut un peu de recherche pour comprendre la puissance dont chaque panne est capable – et la précision de la température est très variable. Pinecil met un wiki riche en détails à disposition de la clientèle, pour aider à identifier la résistance et les numéros de version de chaque panne. Nous ne voulons pas cette complexité et nous tenons à que les gens qui utilisent notre fer à souder puissent toujours se sentir en sécurité et confiants quant à la puissance de sortie.
Le fer à souder électronique FixHub est conçu pour délivrer via USB-C une puissance plus élevée que n’importe quel autre fer à souder sur le marché. Pour garantir un fonctionnement sûr, nous exerçons un contrôle strict sur la résistance des pannes.
Il y a une autre raison pour laquelle nous ne pouvons pas utiliser des pannes standard : la conformité aux normes. Notre fer répond aux strictes normes UL et IEC et a passé les tests rigoureux de sécurité du laboratoire TÜV Rheinland, ce que nous n’aurions pas pu faire facilement si nous avions prétendu être compatibles avec, par exemple, les pannes de fer à souder Hakko T12. D’autres fers sans certifications de sécurité, comme le Pinecil et le TS-100, ne peuvent pas être vendus dans la plupart des magasins aux États-Unis et en Europe.
Une panne qui dure et perdure
L’un des pires ennemis des pannes est l’oxydation, phénomène qui se produit quand le métal de la panne réagit avec l’oxygène de l’air. À haute température, cette réaction s’accélère, formant une couche d’oxyde à la surface de la panne. Cette couche d’oxyde est un mauvais conducteur de chaleur, rend plus difficile l’écoulement de la soudure et réduit l’efficacité de votre travail. Avec le temps, une oxydation sévère peut rendre la panne inutilisable et vous obliger à la remplacer.
Le capteur de mise en repos automatique du fer à souder électronique atténue ce problème en abaissant la température de la panne à un niveau « de repos » après 30 secondes d’inactivité. Cela réduit significativement l’interaction entre l’oxygène et la panne, ralentit l’oxydation et préserve la durée de vie de la panne. Quand vous êtes prêt à reprendre le travail, le fer chauffe presque instantanément jusqu’à la température de soudage, vous permettant de replonger directement dans votre projet sans délai. Grâce à cette approche pause-reprise, vous remplacerez les pannes beaucoup moins souvent que si vous aviez un fer qui reste chaud en continu.
Au moment de la commercialisation, le fer à souder électronique est vendu avec six pannes : conique, biseautée 1,5 mm, burin 1,5 mm, pointue, biseautée 2,6 mm, couteau 2,5 mm, couteau 1,4 mm. Nous ne comptons pas nous arrêter là, mais nous avons besoin de vos retours. Quelles pannes de fer à souder attendez-vous de nous ? Dites-nous tout en commentaire !
Cet article a été traduit par Claire Miesch.
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