Bonnes pratiques de soudage

Bienvenue dans notre guide sur les bonnes pratiques de soudage. Vous y apprendrez les bases pour souder correctement, des astuces pour obtenir les meilleures connexions, et ce que vous devez éviter ou garder à l'esprit pour la suite.

• Installation
• Instructions de base pour le soudage
• Conseils pour débutants
• Consignes de sécurité
• FAQ

Le soudage peut vite devenir intense — éléments brûlants, métal en fusion et composants électroniques sensibles entrent en jeu — il est donc important d'avoir une installation adaptée pour obtenir les résultats souhaités. Voici quelques aspects d'une bonne station de soudage :

• Protection oculaire - Des lunettes de protection efficaces avec écrans latéraux et supérieurs ou des lunettes-masques sont indispensables. De petits éclats de soudure en fusion peuvent être projetés depuis une connexion et causer des blessures.
• Un bon éclairage - Il est difficile de bien souder si vous ne voyez pas ce que vous faites. Un éclairage approprié aide à inspecter les connexions que vous réalisez et à voir quand la soudure commence à fondre. Vous travaillerez également en toute sécurité.
• Une bonne ventilation - Le soudage peut produire des fumées que vous ne devriez pas respirer. Avoir un extracteur de fumée est important. Vous pouvez en acheter un, ou essayer d'd'en fabriquer un. Une source d'air frais continue, comme une fenêtre ouverte ou un ventilateur soufflant vers l'extérieur, aide également. Voici une vidéo au ralenti de la production de fumée.

• Une surface résistante à la chaleur. Le soudage utilise des températures élevées qui peuvent endommager la plupart des surfaces.
  • Une plaque de contreplaqué ou de panneau de particules fonctionne bien.
  • Des tapis en silicone conçus pour le soudage sont disponibles. Ils offrent une bonne protection et possèdent souvent des compartiments pour les outils et les fixations.
• Utilisez un support pour votre fer à souder. Vous risquez une brûlure si vous ne le faites pas.

• Espace de travail - Une chose est de devoir souder dans un espace restreint parce que vous réparez un appareil, une autre est de le faire confortablement. Vous ferez un meilleur travail si vous avez de la place pour manœuvrer.
• Adoptez une bonne prise - Tenez votre fer comme un crayon avec votre main dominante pour un meilleur contrôle. Orientez votre travail de manière à être dans la position la plus confortable et à avoir un appui pour votre main qui soude. Il est beaucoup plus facile de faire pivoter le circuit imprimé que de vous tourner vous-même pour compenser un angle difficile.
• Stabilisez votre bras/main - Reposer votre main ou votre coude sur une surface stable peut grandement améliorer votre stabilité et votre précision — ce qui est vital lorsque vous travaillez avec des composants délicats !
• Outils de "troisième main" - Ces outils aident grandement à maintenir stable le projet sur lequel vous travaillez pendant que vous soudez. Après tout, vous avez besoin de deux mains pour souder : une pour tenir le fer et une pour alimenter la connexion avec la soudure. Avoir une "troisième main" pour maintenir les choses à l'angle parfait peut réduire les erreurs et la frustration. Lorsque la connexion bouge, vous ne pouvez pas maintenir le type de contact nécessaire pour chauffer rapidement la jonction. L'utilisation d'une cale de soudage, d'un omnivise, de supports pour circuit imprimé, d'un étau ou d'une troisième main est souvent essentielle.
• Une meilleure vue - Parfois, les connexions ou les pièces sont petites et une loupe améliore votre capacité à effectuer un travail de qualité. Une loupe peut vous aider à trouver et corriger des défauts qui pourraient autrement vous échapper.

• Un fer à souder de qualité - Parmi les caractéristiques à choisir :
  • Au moins 60 watts de puissance.
  • Chauffe rapide ; une chauffe lente fait perdre du temps et signifie également que la récupération de température sera plus lente.
  • Température précise et réglable - La bonne température pour votre travail. Les petites connexions peuvent être réalisées avec des températures plus basses ; les plus grandes nécessitent des températures plus élevées pour une chauffe plus rapide.
  • Cordon de pièce à main isolé en silicone - L'isolation en silicone offre une résistance à la chaleur et une grande flexibilité. Un cordon flexible aide le fer à se comporter davantage comme un crayon ou un stylo pour faciliter le travail.
  • Pannes interchangeables - Des formes différentes pour des travaux différents. De plus, remplacer uniquement une panne si elle est usée est bien mieux que de remplacer tout le fer.
• Un nettoyeur de pannes - La laine de laiton grossière enlèvera l'excès de soudure et les films d'oxydation de votre fer sans le choc thermique d'une éponge humide. Certains préfèrent une éponge humide, et si vous choisissez d'en utiliser une, assurez-vous d'obtenir une éponge en cellulose, pas une fabriquée à partir de polymère.
• Outils pour manipuler les pièces - Vous avez besoin d'outils pour maintenir ou déplacer les choses pendant que vous soudez. Les pincettes, les pinces à bec effilé et les pinces hémostatiques (comme de petites pinces qui se verrouillent) sont toutes de bons choix. En général, les outils métalliques sont préférables.

• Soudure de qualité (sans plomb est le mieux pour débuter) ou soudure vendue par des sources réputées.
  • Soyez prudent lors des achats sur des sites d'enchères en ligne car la soudure vendue peut être destinée à des fabricants dans des conditions contrôlées et contenir des flux potentiellement corrosifs.
• Flux de qualité Cherchez à obtenir du flux destiné au soudage électronique. Un flux poisseux est souvent un bon choix, surtout s'il est présenté en seringue. Un stylo à flux permet une application facile. N'utilisez pas de flux de plomberie car ils sont souvent beaucoup trop corrosifs.
• Tresse à dessouder. Également appelée mèche à dessouder, c'est un outil essentiel pour corriger des erreurs ou retirer des composants défectueux.

• Une pompe à dessouder (aspirateur à soudure) est très pratique, surtout pour certaines réparations. Elle peut dessouder des éléments plus facilement que la tresse à dessouder sur les gros composants.
• Un étau pour maintenir des objets plus grands plutôt que de les poursuivre sur le plan de travail.

Le soudage est un processus simple à la base, mais avec de nombreuses nuances. Dans sa forme la plus simple, le processus comprend les étapes suivantes :

1. Allumez le fer à souder et laissez-le atteindre sa température de fonctionnement.
2. Étamez la panne en faisant fondre une petite quantité de soudure à âme décapante sur la panne. Nettoyez la panne.
3. Appliquez la panne chaude du fer à souder sur le point de connexion métallique du circuit imprimé.
4. Alors qu'il commence à chauffer la connexion et le fil, tapotez la soudure contre la connexion jusqu'à ce qu'elle commence à fondre dans la connexion.
5. Lorsque la soudure a coulé dans la jonction, retirez la soudure, puis retirez le fer. Maintenez la connexion immobile jusqu'à ce que la soudure se solidifie.

Une erreur courante que font les débutants lorsqu'ils commencent avec un fer à souder est de croire que le fer à souder doit être appliqué directement sur la soudure pour la faire fondre sur les composants. Malheureusement, la soudure n'adhère pas bien au métal froid, ce qui entraîne souvent de mauvaises connexions. Au lieu de cela, la chaleur doit être appliquée à l'emplacement de la connexion avant toute introduction de soudure.

Vous voudrez peut-être faire fondre une petite quantité de soudure sur la panne du fer, puis l'appliquer sur la connexion et la maintenir là, car cela aide au flux thermique vers la connexion. Mais n'essayez pas d'utiliser la panne à souder comme une truelle chauffée pour étaler la soudure. Soyez patient, la connexion va chauffer, puis la soudure coulera. Maintenir votre fer stable est le plus important.

Avec le temps, vous commencerez à avoir une idée de ce à quoi ressemble un bon écoulement de soudure, quelle quantité de soudure utiliser pour diverses applications, et comment créer des connexions soudées idéales à chaque fois. Tout comme pour toute compétence, le soudage prend du temps et de la pratique pour être maîtrisé, alors faites confiance au fait que votre soudure s'améliorera avec la pratique.

Voici un guide détaillé à la fois pour le soudage traversant et le montage en surface. Cela vaut vraiment la peine d'être lu, même si cela peut sembler un peu complexe au début.

• Contrairement à ce que vous pourriez penser, l'application d'un fer plus chaud pendant moins de temps est plus douce pour les composants qu'une température plus basse appliquée pendant une durée plus longue.
• Une chauffe plus intense mais plus courte vous évite également de chauffer les fils ou les pistes au point que les revêtements fondent loin de la connexion.
• Faites attention à la chaleur excessive si vous avez du mal à faire couler la soudure. Une panne plus grande ou d'une forme différente capable de mieux transmettre la chaleur dans la connexion peut être une meilleure solution que de pousser la température au maximum.

• Pour la soudure au plomb, environ 300°C (~570°F)
• Pour la soudure sans plomb, environ 375°C (~700°F)
• N'ayez pas peur d'aller jusqu'à 400°C parfois pour des connexions plus importantes comme l'assemblage de fils de cuivre épais. Utilisez une panne plus grosse pour ces situations plutôt que de monter la température si votre panne est petite.
• L'étalonnage des fers et des stations n'est pas toujours précis à 100 %, alors ne pensez pas que vous serez arrêté pour avoir augmenté la température, ou que vous ne pouvez pas essayer de la baisser si elle semble trop élevée et fait brûler le flux rapidement.
  • Votre propre style et préférence sont valides. Certains réparateurs auront besoin d'une température plus élevée avec leur technique, d'autres moins. C'est souvent une question de ressenti.
• Une température trop élevée entraînera une oxydation, c'est donc une course contre la montre pour faire entrer la chaleur dans la connexion afin que la soudure coule avant que l'oxydation ne devienne significative.
  • Utilisez une panne de taille suffisante pour pouvoir entrer en contact avec une surface suffisante de la connexion afin de permettre un bon flux thermique. Elle doit être adaptée à la taille de la connexion. Ce diagramme de Hakko est excellent !
  • Une panne trop petite pour une connexion donnée n'apportera pas assez de chaleur dans la connexion. Vous pourriez même constater que la panne se corrode à cause de l'oxydation si la température est extrême.

• Les choses prennent du temps à chauffer, et plus il y a de matière, plus cela prend du temps ou nécessite un flux d'énergie important. Moins il y a de matière, plus ça chauffe vite, mais... Choses à retenir —
  • Une petite panne de fer chauffe rapidement, mais pose des problèmes potentiels :
    • Elle n'a pas beaucoup de masse, donc elle ne peut pas retenir autant de chaleur
    • Elle est aussi petite, donc elle ne peut pas transférer autant de chaleur
  • Une panne de fer plus grande PEUT être une solution, mais la forme pourrait être tout aussi importante.
    • Voici un diagramme de Hakko qui résume bien cela.
• Votre fer à souder peut avoir de petites pannes, comme mentionné ci-dessus, mais peut aussi disposer d'une puissance considérable pour surmonter les difficultés susmentionnées.
• Un plot sur un circuit imprimé s'il fait partie d'une grande zone en cuivre nécessitera beaucoup plus d'apport de chaleur pour souder qu'un plot isolé.
• Un plot sur un circuit imprimé qui est connecté à de grandes (ou nombreuses) pistes (fils de circuit imprimés) prendra plus d'apport de chaleur pour souder correctement.

Deux opérations sont appelées étamage :

• Pré-appliquer une petite quantité de soudure sur chaque élément que vous allez joindre. Habituellement, cela se fait sur les pattes des composants ou sur un fil.
• S'assurer que votre fer à souder est recouvert de soudure fraîche. Il s'agit à la fois d'une procédure de maintenance et de quelque chose que vous faites au fur et à mesure que vous utilisez votre fer à souder après avoir essuyé l'oxydation et nettoyé la panne. Faites cela spécialement lorsque vous avez terminé avant de ranger votre fer à souder.

• Lorsque vous utilisez suffisamment de flux, la soudure mouillera plus facilement les différentes parties de la connexion. Parfois, les débutants essaieront d'appliquer une quantité excessive de soudure pour compenser le fait que la soudure ne coule pas.
• Un peu plus de flux, plutôt que plus de soudure, est le meilleur moyen de résoudre ce problème.
• Une énorme boule de soudure n'est pas le chemin vers une bonne connexion. Lorsque vous essayez de souder ainsi, vous créerez fréquemment des "ponts de soudure". Ce sont des connexions involontaires faites par la soudure joignant deux points sur le circuit imprimé. Pour les corriger, vous pouvez utiliser de la tresse à dessouder (et un peu de flux) pour absorber l'excès de soudure et nettoyer comme indiqué ci-dessous.

Pont de soudure entouré en rouge

Application de la tresse à dessouder et chauffage

• Une chaleur plus élevée appliquée rapidement, moins de risques de faire griller les choses.
• N'ayez pas peur d'appliquer un peu de flux, l'excès peut être éliminé par la suite.
  • Conseil d'expert : alors que tout est encore chaud et liquide, utilisez un coton-tige en bois pour nettoyer autant de flux que possible
  • Utilisez ensuite un coton-tige imbibé d'alcool isopropylique à 90 % ou plus (IPA) pour éliminer davantage d'excès de flux.
  • Vous pouvez utiliser des lingettes non pelucheuses imbibées d'IPA pour frotter.
  • Une brosse à poils souples avec de l'IPA fonctionne aussi pour aider à décoller de grandes portions de flux. Brosser sans essuyer ensuite ne fait qu'étaler le flux, alors assurez-vous d'essuyer.
• Chauffez les éléments de la connexion et laissez la soudure couler sur eux.
• Utilisez une forme de fer appropriée pour la connexion. C'est souvent mieux qu'une chaleur plus élevée.
  • Les pannes avec des zones plates comme une forme de coin ou de biseau sont particulièrement adaptées pour répartir la chaleur sur toutes les parties de la connexion.
  • Les petites pannes coniques sont bonnes pour une application précise de la chaleur, mais ne fonctionneront pas bien sur les connexions plus grandes.
• Regardez la soudure couler dans la connexion. N'alimentez pas la soudure directement sur la panne du fer.
• Assurez-vous que la panne de votre fer à souder est étamée.
• Éliminez l'excès de flux avec de l'alcool isopropylique à 90 %+. Utilisez un coton-tige en bois ou des lingettes non pelucheuses.

• Vous voulez que le ménisque ou le filet de soudure ait un angle d'environ 45° par rapport à la surface du circuit, et qu'il soit légèrement concave comme une petite tente ronde concave dans le cas d'une connexion traversante. S'il ressemble à une bulle, vous avez trop de soudure. S'il ressemble plus à une crêpe, il y en a trop peu. Voici un exemple :

La connexion de gauche est très bonne, la connexion de droite a un plot carré, il y a donc plus de soudure. C'est bon aussi.

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• Les fers à souder sont chauds. Ils ne font pas bon ménage avec les matériaux inflammables. Dégagez la zone de travail du papier, des mouchoirs et d'autres articles inflammables comme les colles ou les peintures.
• La soudure en fusion peut parfois être projetée sous forme de petites billes depuis une connexion. La protection oculaire est importante.
• La soudure contenant du plomb est toxique. Les fumées de flux le sont aussi. Utilisez un extracteur de fumée ou assurez-vous d'une très bonne ventilation.
• Utilisez un support pour votre fer à souder. Évitez de brûler des choses (ou vous-même !) par inadvertance avec un fer libre. Ne posez pas votre fer à souder sur votre plan de travail. Vous pourriez le saisir par erreur.

• Si vous voulez dire qu'elle forme des boules sur certains points du fer, cela pourrait être parce que votre panne est sale. Voici une solution.
• Si vous voulez dire qu'elle ne colle pas à la connexion et reste juste sur le fer, la connexion est probablement sale ou présente une oxydation considérable. Utilisez du flux et vous verrez probablement le problème disparaître.

• Vous essayez probablement de pousser la soudure en place et de l'étaler plutôt que de la laisser couler. Vous utilisez peut-être aussi trop de soudure, ce qui forme un tas.
  • Essayez d'augmenter le réglage de chaleur de votre fer pour aider à garder la soudure plus liquide.
  • Utilisez du flux (ça fait vraiment des miracles !)
  • Éliminez l'ancienne soudure avec de la tresse à dessouder et réessayez avec du flux et de la soudure fraîche.
  • Maintenez la connexion immobile pendant que la soudure se solidifie (voir ci-dessous).
  • Assurez-vous d'utiliser une soudure qui fond et se solidifie uniformément. Un alliage eutectique est le meilleur car, comme un métal pur, il a une température de fusion et de solidification unique. D'autres soudures comme 60/40 ou 50/50 (non recommandées) se solidifient en formant d'abord une phase pâteuse et ne se solidifient complètement que lorsque la température eutectique est atteinte. Cette phase pâteuse est très sensible au mouvement de la connexion, ce qui peut causer une mauvaise soudure. L'aspect grumeleux est un signe de ce problème.
  • Vous essayez peut-être de travailler sur une connexion trop longtemps, ce qui brûle tout le flux. Cela entraînera des pointes (pics de soudure) et des soudures de mauvaise qualité. Vous pourriez même oxyder l'étain de la soudure, ce qui conduit à des grumeaux.

• Vous avez peut-être appliqué du flux ou de la soudure à âme décapante sur la panne. Ce flux va brûler, et la fumée s'arrêtera. Évitez de respirer cette fumée car elle est malsaine.
• Vous avez peut-être un nouveau fer à souder et il brûle un revêtement appliqué par le fabricant.
• Votre fer est peut-être réglé trop haut.
• Vous avez peut-être fait fondre un peu d'isolant d'un fil et il fume maintenant sur la panne. Nettoyez votre panne avec la laine de laiton ou une éponge en cellulose humide.

• Cela se produit lorsque le fer est laissé allumé pendant une période prolongée et que la soudure commence à s'oxyder. Essuyez la panne sur une éponge humide ou sur de la laine de laiton et étamez le fer.
• Appliquez de la soudure fraîche. Si vous avez besoin de plus de nettoyage suivez ce guide.
• C'est un signe de fer gravement surchauffé si la partie chromée brillante ressemble à cela partout.

• Si vos connexions ne conduisent pas, la soudure n'est pas correctement mouillée ou n'adhère pas aux pièces de la connexion. Il y a probablement une couche d'oxyde qui interfère. Cela pourrait être une soudure froide. Une soudure froide se produit lorsqu'une connexion n'est pas correctement chauffée pour permettre à la soudure de couler dans la connexion, ou si la connexion est bougée pendant que la soudure refroidit.
  • Appliquez du flux sur la connexion et réchauffez-la pour lui permettre de refondre correctement.
  • Retravailler/réchauffer une connexion à plusieurs reprises peut facilement provoquer une soudure froide.
  • Vous pourriez même vouloir éliminer la soudure existante avec de la tresse à dessouder et du flux, puis recommencer.

• L'étamage de panne consiste à appliquer de la soudure sur la panne du fer à souder pour la protéger et lui permettre de bien fonctionner. L'idée est d'éliminer l'oxydation et d'utiliser la soudure pour limiter l'oxydation de la panne. Consultez ce guide pour voir comment.

Glossaire des termes de soudage

Comment souder et dessouder des connexions

Le fer à souder ne fait pas fondre la soudure

Le fer à souder ne chauffe pas

Matériaux de soudage 101

Pannes de fer à souder

Vidéo : Soudage 101

Informations de Hakko concernant le ré-étamage des pannes de fer à souder.

Informations de Kester Solder concernant les difficultés du soudage manuel sans plomb. Un peu daté (2006) mais toujours utile. Davantage orienté vers l'industrie, mais cela vaut le temps passé si vous voulez plus de détails.

Excellent vidéo de Tektronix sur le soudage. Presque 30 minutes mais cela vaut bien le temps. Quelques éléments datés (cela date de la fin des années 1970 au début des années 1980), mais les techniques de soudure traversante montrées sont excellentes.