Table des matières
- Qu'est-ce que la soudure?
- Quels matériaux et métaux peut-on souder?
- Différences entre les types de soudure
- Soudure tendre
- Brasage fort
- brasage par induction / brasage à haute température
- Quels sont les procédés de brasage / techniques de brasage?
- Qu'a-t-on besoin pour souder ?
- Quel-flux-est-le-bon-pour-souder?
- Quel outil est nécessaire pour souder?
- Quelle est la différence entre le soudage et le brasage?
- Conclusion
Le brasage relie les métaux par soudure. Une soudure correcte permet d'obtenir une liaison de matière indissociable entre deux composants métalliques - appelée point de soudure. Dans la maison, le soudage est une méthode simple pour réparer les câbles et les composants électroniques. Mais dans l'industrie également, le processus d'assemblage est utilisé dans la production de masse. Ce guide vous explique ce qui est important.
Qu'est-ce que le brasage ?
Le brasage décrit le processus d'assemblage de métaux par un alliage métallique appelé soudure. La température de fusion du métal d'apport est atteinte sous l'effet de la chaleur, sans que les matériaux de base à assembler ne fondent. Le brasage désigne donc l'assemblage de deux pièces métalliques à l'aide d'un matériau d'apport.
Le brasage est appliqué pour relier des matériaux métalliques entre eux. Les exemples d'application les plus courants sont les connexions électriques, comme les fils de cuivre, les fils ou les tubes en métaux et alliages. Mais le verre et la céramique peuvent également être brasés.
La technique du brasage est en outre une base importante en électronique, qui peut être facilement apprise.
À quoi faut-il faire attention lorsqu'on soude ?
Avant de commencer à souder, il convient de clarifier des détails fondamentaux :
- Quelle est la bonne méthode ? Brasage tendre ou brasage fort ? Dans le domaine des loisirs et du bricolage, le brasage tendre est le plus souvent utilisé. Dans ce cas, les températures se situent entre 180 °C et 250 °C. Pour le brasage fort - en général pour une application à grande échelle - 450 °C ou plus sont courants.
- Choisir le bon étain de brasage et le bon flux : l'étain de brasage n'est pas exclusivement composé d'étain, mais d'un alliage de plusieurs métaux. Leur composition influence le comportement d'écoulement et la qualité de la surface traitée. Le flux veille en principe à ce que la pièce puisse être bien mouillée par la soudure. Il élimine également les oxydes existants et empêche la formation de nouveaux oxydes qui peuvent apparaître pendant le processus de brasage.
- Utiliser l'appareil de soudage approprié : Les appareils les plus courants pour les travaux de brasage sont les fers à souder, les pistolets à souder, les stations de soudage et les fers à souder à gaz.
Quels matériaux et métaux peut-on souder ?
Les assemblages par brasage tendre peu sollicités (par ex. brasage tendre à 3 % de cuivre et 97 % d'étain) sont utilisés dans l'électrotechnique et l'industrie automobile, mais aussi pour les tubes en cuivre et les raccords dans les installations d'eau, ainsi que pour les tôles de cuivre et les tôles d'acier galvanisé.
Le brasage a pour but de réaliser des assemblages plus résistants. Les domaines d'application sont donc l'assemblage de tubes métalliques dans la technique d'installation ou le brasage de tôles et d'inserts dans la construction automobile.
En résumé, les matériaux suivants se prêtent au brasage :
- Cuivre (Cu)
- laiton (Me)
- Bronze (Br)
- Nickel (Ni)
- Alliages de nickel
- Acier
- Matériaux ferreux
- Métaux précieux
- acier inoxydable
- Aluminium (AI)
- Etain (Sn)
- Zinc (Zn)
Peut-on souder l'acier inoxydable ?
L'acier inoxydable est généralement traité par brasage tendre. Pour ce faire, il suffit de chauffer le métal d'apport à une température comprise entre 180 et 250 °C. Les assemblages réalisés par brasage tendre sont certes stables et résistants, mais pas aussi solides que ceux réalisés par brasage fort. Si vous souhaitez braser de l'acier inoxydable, veillez à utiliser le métal d'apport adéquat. Elle doit également se comporter de manière optimale à des températures élevées. La soudure à l'argent ou les baguettes de soudure à l'argent conviennent bien pour le brasage de l'acier inoxydable.
Peut-on souder l'aluminium ?
L'aluminium peut être soudé avec des flux et des métaux d'apport spéciaux.
Peut-on souder l'argent ?
L'argent peut être soudé avec de la soudure à l'argent. Les bijoutiers utilisent la soudure à l'argent pour réparer, former ou assembler des bijoux.
Peut-on souder le laiton ?
Le laiton peut être travaillé par brasage tendre ou par brasage fort. Comme le brasage tendre ne produit qu'une faible stabilité, il n'est utilisé que pour les petites pièces. Le brasage, en revanche, permet d'obtenir une grande stabilité, mais nécessite une soudure de haute qualité.
Différences entre les types de brasage
On distingue les procédés de brasage en brasage tendre et brasage fort. L'application, la stabilité et la résistance sont différentes. Alors que le brasage tendre est le plus souvent utilisé dans l'environnement domestique et dans l'électrotechnique, le brasage fort est surtout utilisé dans l'industrie.
Le brasage tendre et le brasage fort peuvent également être distingués par leur température de fusion. Ainsi, les assemblages dont la température de brasage est inférieure à 450 °C relèvent du "brasage tendre", tandis que les techniques utilisées au-delà de cette température sont considérées comme du "brasage fort".
Brasage tendre
Le brasage tendre est un procédé d'assemblage très apprécié dans de nombreux domaines de l'électricité, de l'installation et de la domotique. Outre les composants électroniques tels que les connecteurs enfichables D-sub et les cartes de circuits imprimés, cette technique permet également de relier facilement entre eux les tuyaux en cuivre et les gouttières.
Instructions pour le brasage tendre
Pour braser un tube en cuivre, vous pouvez vous inspirer des étapes suivantes. Ces instructions peuvent également être utilisées pour d'autres opérations de brasage tendre.
- Pour que la soudure adhère bien, nous recommandons de rendre les tubes à souder rugueux. Pour ce faire, il suffit d'utiliser un simple non-tissé et d'exercer une légère pression afin de prétraiter l'extérieur et l'intérieur du tube.
- Appliquez ensuite une pâte à souder appropriée sur l'intérieur du raccord. Utilisez pour cela un petit pinceau ou un coton-tige, puis assemblez le tube et le raccord.
- Fixez maintenant le tube en cuivre à l'aide d'une pince ou d'un étau et chauffez le point de soudure. Dès que la bonne température est atteinte, la soudure doit également être placée au bon endroit (entre le tube et le raccord) et chauffée.
- La soudure fond et s'écoule dans la fente. Laissez ensuite le tout se reposer et refroidir - le joint soudé est alors déjà terminé.
Afin d'exclure d'emblée les erreurs habituelles lors du brasage tendre, veuillez tenir compte des conseils suivants : Veillez à ce que la température soit correcte. Selon le type et l'alliage de la brasure tendre, le point de fusion varie généralement entre 180 °C et 250 °C. En même temps, le point de fusion du métal d'apport doit être inférieur à celui des pièces à assembler. Dans le cas contraire, ces dernières seront également fondues et endommagées.
Brasage fort
Par rapport au brasage tendre, les températures de fusion du brasage fort sont nettement plus élevées et génèrent en général une résistance plus importante. En outre, le processus de brasage ne chauffe pas ponctuellement, mais sur une grande surface.
De quoi a-t-on besoin pour le brasage ?
Le brasage est basé sur des métaux d'apport à forte teneur en argent et en laiton, qui nécessitent typiquement des températures plus élevées, à partir de 450 °C. Comme ces températures ne peuvent pas être atteintes avec un fer à souder, vous avez besoin de vos propres chalumeaux.
Instructions pour le brasage
En fonction de l'assemblage par brasage, nous vous expliquons ici en quelques étapes la procédure correcte pour le brasage de l'acier.
- Veillez à ce que les joints soient secs et impeccables, sans rouille, saleté, résidus d'huile ou de vernis.
- Amenez le chalumeau à la température souhaitée et veillez à ce qu'elle ne soit ni dépassée ni dépassée. Pour l'acier, une chaleur de 700 °C est optimale.
- Appliquez le flux, passez votre fil à souder sur le joint et laissez suffisamment de soudure liquide pénétrer dans le point de soudure.
- Enfin, laissez refroidir le point de soudure. Ensuite, enlevez soigneusement les éventuels restes de flux.
Soudage par induction
Le brasage par induction ne nécessite pas de flamme et est considéré comme une application sûre qui permet d'obtenir des produits rapides et précis, surtout dans la fabrication en série. Le brasage par induction peut en outre remplacer le brasage tendre jusqu'à 450 °C et le brasage fort jusqu'à 900 °C en raison de son efficacité thermique pratique.
Brasage à haute température
Les composants en acier inoxydable, nickel et autres alliages pouvant être soumis à des contraintes mécaniques élevées sont assemblés par brasage à haute température (brasage HT) et brasage au cuivre, au nickel ou au cobalt. Ils sont fabriqués sans flux, sous vide ou sous atmosphère protectrice. La température de travail est supérieure à 900 °C, ou le point de fusion est compris entre 800 °C et 1 200 °C.
Quels sont les procédés / techniques de brasage ?
Sur la base de la norme DIN 8505, on distingue les procédés de brasage tendre et les procédés de brasage fort. Si la température du brasage tendre est inférieure à 450 °C, elle est comprise entre 450 °C et 900 °C pour le brasage fort. Lorsque la température est encore plus élevée, on parle de brasage à haute température. Outre cette distinction grossière, il existe également différentes techniques.
Soudage à piston
Le brasage à la vague est une méthode traditionnelle et populaire en électronique. L'utilisation d'un fer à souder est typique de cette technique. Son rôle est de chauffer les pièces et de faire fondre la soudure. Les fers à souder conventionnels atteignent une température de 480 °C ou légèrement plus et sont donc utilisés pour les procédés de brasage tendre.
Brasage à la flamme
Le brasage à la flamme est un procédé d'assemblage thermique à l'aide d'un brûleur à gaz. La flamme fait fondre le métal d'apport pour le mettre ensuite en contact avec le matériau. Plus la conductivité thermique des matériaux est élevée (par ex. pour le cuivre et les alliages de cuivre), plus le temps de chauffe est court lors du brasage à la flamme.
Brasage au bain
Le brasage en bain est un autre procédé de brasage dans lequel les pièces à assembler sont chauffées par un bain de soudure ou de sel en fusion. La soudure est placée dans les pièces à assembler et chauffée dans le bain à la température de travail. L'important dans ce procédé est que le bain soit adapté à la taille de la pièce.
Brasage à la vague ou brasage à la vague
Le brasage à la vague, également appelé brasage à la vague, est une forme spéciale de brasage au bain. Contrairement au brasage en bain, toutes les pièces ne sont pas complètement humidifiées avec de la soudure, mais une vague est créée à l'aide d'une pompe et les pièces à assembler sont guidées et soudées avec cette vague. Le brasage à la vague est considéré comme un procédé de brasage en masse, utilisé par exemple pour les modules électroniques.
Brasage au four
Lors du brasage au four, les pièces à assembler sont chauffées avec le métal d'apport inséré. Le procédé de brasage au four permet de faire le vide dans l'air ou de remplir le four de gaz protecteur afin d'éviter l'oxydation des pièces à assembler. Le brasage au four a en outre l'avantage de produire des résultats de brasage sans tension ni déformation, car il chauffe uniformément les pièces à assembler. De plus, il est possible d'effectuer autant de soudures que souhaité en une seule opération.
Qu'est-ce que le brasage électrique par résistance ?
Avec cette méthode de brasage, la chaleur nécessaire est générée par un courant électrique. Pour ce faire, on utilise un point de résistance directement dans le composant ou au point de soudage, auquel on ajoute du courant pour faire fondre la soudure au point de contact. Le brasage électrique par résistance est principalement utilisé pour les fabrications en série.
Brasage par induction
Lors du brasage par induction, un inducteur entoure le point de brasage et le met en contact avec un courant alternatif. Les composants et le point de soudure sont chauffés par le champ magnétique alternatif. En raison de sa facilité d'automatisation, cette technique est surtout utilisée dans l'industrie des appareils et dans la construction automobile.
Soudage par refusion
Le brasage par refusion est également connu sous le terme de brasage par refusion. Les composants et les points de brasage déjà humidifiés sont chauffés à la température de brasage par un apport de chaleur. La soudure fondue relie les composants. L'électronique est un domaine d'application typique de ce processus, notamment la fabrication de circuits imprimés avec des composants CMS.
Brasage au laser
Comme son nom l'indique, le brasage au laser utilise l'énergie précise d'un laser. Ce procédé sans contact chauffe le métal d'apport via un faisceau laser, le fait fondre et remplit l'espace d'assemblage. Le brasage tendre au laser est surtout appliqué dans l'électronique. En tant que procédé de brasage fort, il est appliqué dans l'industrie automobile.
De quoi a-t-on besoin pour le brasage ?
Dans l'industrie et la production de masse, on a besoin d'appareils très fonctionnels pour soutenir les procédés de brasage spéciaux, comme le brasage au four ou à la vague. Dans le domaine des loisirs et de la maison, c'est beaucoup plus simple :
- Appareil de soudage : fer à souder à gaz, fer à souder, pistolet à souder, stations de soudage
- Étain de soudure, sans plomb ou avec plomb
- Flux comme âme dans l'étain de soudure
- Plaques à souder comme support
Étain de soudure
La soudure à l'étain est un alliage de différents métaux dont la fonction est de relier durablement deux objets à travailler. La liaison doit en outre être conductrice, c'est-à-dire permettre au courant de circuler.
Si nous examinons de plus près les composants de la soudure, nous trouvons généralement du plomb en plus de l'étain. En raison des risques qu'il présente pour l'environnement et la santé, sa part tend à disparaître. Pour le brasage tendre, on utilise donc des métaux comme l'antimoine, l'argent et le cuivre. En revanche, la soudure dure contient de l'étain, mais aussi du laiton ou de l'argent. La nature physique de l'étain de soudure peut également être très différente. Le fil à souder, la pâte à souder et la baguette à souder sont des formes d'utilisation traditionnelles.
Le point de fusion de la soudure est défini par son alliage. La soudure au plomb, par exemple, a une température de fusion nettement plus basse et est donc plus facile à utiliser. La température de fusion de l'étain de brasage est atteinte entre 180 °C et 250 °C pour le brasage tendre. Pour le brasage fort, la température est d'au moins 450 °C. Selon l'approvisionnement en brasure, le point de fusion peut même approcher les 1000 °C.
La soudure au plomb est-elle autorisée ?
Dans le cadre d'une utilisation commerciale, la soudure au plomb est interdite depuis des années ou fortement limitée par la directive européenne 2011/65/UE. Toutefois, la soudure au plomb est encore autorisée dans le cadre d'un usage domestique et reste très appréciée en raison de ses bonnes propriétés de fusion et de mouillage.
Températures de fusion avec et sans plomb
Le point de fusion varie en fonction de l'alliage du métal d'apport. De même, plus les composants de l'étain et d'autres métaux et alliages sont élevés, plus le point de fusion est élevé.
En voici quelques exemples : L'étain de soudure de la désignation Sn60Pb40 est composé de 60 % d'étain et de 40 % de plomb et atteint son point de fusion dès 183 °C - 190 °C. Une soudure Sn95,8AgCu0,7(étain 95,8%, argent 3,5%, cuivre 0,7%) nécessite en revanche une température de 217 °C. Unesoudure Sn99Cu1(étain 99%, cuivre 1%) n'atteint son point de fusion qu'à 230 °C.
Quand la soudure fond-elle ?
L'étain de soudure contenant du plomb devient liquide à une température de 180 °C - 190 °C. L'étain de soudure sans plomb atteint une température de 218 - 230 °C avant de fondre.
Une connexion en étain à souder est-elle conductrice ?
L'étain de soudure assure non seulement une liaison mécanique, mais aussi la conductivité. Le flux, souvent déjà contenu dans la soudure, est nécessaire pour mouiller les pièces de manière optimale et les protège de l'oxydation.
Quel étain de brasage utiliser pour l'assemblage des circuits imprimés ?
Les circuits imprimés sont assemblés par brasage tendre. La soudure doit avoir un alliage approprié et une température d'action basse. Pour les soudures sans plomb, il est donc préférable de miser sur des composants en argent et en cuivre.
Problèmes fréquents avec la soudure et solutions adaptées
Trop peu ou trop de chaleur sont des erreurs d'application fréquentes lors du brasage. Nous vous donnons ici les connaissances de base nécessaires, pour un résultat sûr et fonctionnel.
- Une chaleur trop faible fait que l'étain de soudure ne fond pas ou pas complètement. Par conséquent, l'étain de soudure n'adhère pas au composant, mais reste collé au fer à souder. Une chaleur excessive peut même endommager vos composants. Veillez donc à ce que la température de travail soit optimale.
- Des problèmes de soudure peuvent toutefois survenir même si la température est correctement choisie. Ainsi, une surface de contact trop petite entraîne un point de soudure trop petit. De même, une pression trop faible ne permet pas à la chaleur d'arriver. La solution est simple : refaire de la soudure. Et ce, pendant suffisamment de temps et avec une surface de contact optimale.
- Il est également important que la zone de travail soit propre afin d'éviter les problèmes d'adhérence avec l'étain de soudure. Gardez donc vos composants, votre fer à souder et votre soudure propres et nettoyez-les avant de les utiliser.
- L'étain de soudure peut se conserver longtemps s'il est stocké correctement. Des essais ont toutefois montré qu'après environ 50 ans, les soudures se détériorent nettement. Misez donc sur des fils à souder neufs et de bonne qualité.
Quel est le bon flux pour le brasage ?
Les fils à souder de haute qualité contiennent souvent un flux. On parle alors de "l'âme" de l'étain de soudure. Comme celui-ci s'épuise rapidement lors du processus de soudage, on ajoute généralement un flux supplémentaire.
La composition des flux est très variable. C'est la pièce à usiner et la nature de la brasure qui déterminent quel flux est le bon.
Souvent, un stylo à flux pratique suffit pour appliquer de l'eau de soudure de manière ciblée sur le circuit imprimé. L'eau de soudure traditionnelle est également un excellent flux pour le brasage tendre de la tôle de cuivre.
Lors de l'utilisation d'un flux, il est important de connaître sa plage de température d'action. Il s'agit de la température à laquelle le flux est capable de dissoudre les oxydes métalliques et d'amorcer le mouillage de la soudure.
Quel est le rôle du flux dans le brasage ?
Le flux, également appelé eau de soudure ou graisse à souder, a pour fonction d'assurer des surfaces de soudure exemptes d'oxyde et d'empêcher la formation de nouvelles couches d'oxyde pendant le chauffage.
Marquage du type de flux
Selon la norme EN ISO 9454 ou l'ancienne norme DIN8511, l'identification du type de flux se compose de plusieurs lettres. La lettre F (= flux) identifie le produit lui-même. La deuxième lettre décrit la matière à braser (S = métal lourd, L = métal léger) et la troisième le procédé de brasage (W = brasage tendre, H = brasage fort).
Exemple : la désignation F-SH 2 désigne un flux pour le brasage fort avec une plage d'action de 750 à 1100 °C.
Souder sans flux ?
Le brasage sans flux est également possible. Pour le cuivre sur des soudures en cuivre et l'utilisation de soudures cuivre-phosphore, par exemple, aucun flux n'est nécessaire. Les baguettes de brasage au palladium, dont la cavité intérieure est déjà remplie de flux, n'ont pas non plus besoin d'un apport supplémentaire. De même, lors du brasage sous gaz protecteur ou sous vide, l'oxygène est maintenu à l'écart du point de brasage, de sorte qu'aucun flux n'est nécessaire.
Quels sont les outils nécessaires pour le brasage ?
Lors du brasage, différents outils sont utilisés en fonction du procédé et de la pièce à usiner. En voici un aperçu :
- Brasure
- Flux
- Pâtes à souder
- Stations de soudage
- Fours à refusion
- Pannes à souder
- Fers à souder
- Tresses à dessouder
- Buses de dessoudage
- Éliminateur de flux de brasage
- Aspiration des fumées de soudure
- Masques à souder
- Outil de finition
Fers à souder
Les fers à souder sont parfois l'outil le plus important pour les amateurs d'électronique. Il permet de réaliser des connexions mécaniques et électriques durables entre les circuits imprimés et les composants. Le fer à souder lui-même se compose généralement d'une panne interchangeable, d'un élément chauffant et d'une poignée isolée.
Comment fonctionne un fer à souder ?
La tâche du fer à souder consiste en gros à chauffer les pièces métalliques et la soudure à bas point de fusion. Les fers à souder sont généralement thermorégulés afin d'atteindre la température de consigne souhaitée pour la pièce métallique et la soudure. Celle-ci peut être mesurée à l'aide d'un capteur de température monté près de la panne. Il est également possible d'évaluer la résistance du fil chauffant en fonction de la température. Ainsi, même les pièces sensibles à la température, comme les composants électroniques, peuvent être traitées de manière optimale.
Quelle est la température d'un fer à souder ?
Les fers à souder sont des outils de brasage tendre. La température moyenne lors du brasage se situe entre 300 °C et 450 °C pour les métaux d'apport de brasage tendre.
Comment nettoyer la panne du fer à souder ?
Pour que le fer à souder fonctionne correctement, il faut que la panne soit propre. Les pannes sales augmentent le taux d'erreur, réduisent la conductivité thermique ou rendent le fer inutilisable. Le nettoyage est très simple. Il suffit d'utiliser de la laine de laiton ou, plus simplement, une éponge en cellulose humide pour enlever la saleté ou l'excès de soudure.
Qu'est-ce qu'un pistolet à souder ?
Un pistolet à souder est un appareil de soudage électrique. Comme pour le soudage avec un fer à souder, le pistolet à souder crée des connexions liquides et électriquement conductrices en faisant fondre de la soudure. Dans l'application, le pistolet à souder est généralement utilisé de préférence en raison de sa forme plus ergonomique.
Souder sans fer à souder et sans étain à souder ?
Il est possible de souder sans fer à souder, mais cela ne fonctionne que de manière très limitée. Le défi consiste à atteindre, à l'aide d'une bougie ou d'un briquet, la bonne température au bon endroit pour faire fondre l'étain de soudure. Il est important de faire un test pour savoir combien de temps vous devez chauffer vos métaux. Vous avez également besoin d'un objet pointu qui remplace la pointe d'un fer à souder pour pouvoir souder avec précision.
Avec la colle à souder ou la colle à fils, vous pouvez remplacer complètement la soudure traditionnelle. En particulier pour les objets sensibles à la température, les colles conductrices d'électricité peuvent être une meilleure alternative à la méthode de brasage classique et peuvent même résister aux vibrations et aux oscillations.
Autres questions sur le brasage : vous avez d'autres questions sur le thème du brasage ? Nous clarifions ici pour vous des détails encore plus intéressants sur la technique de connexion par brasage.
Qu'est-ce qu'une soudure froide ?
Dans le cas d'un point de soudure froid, aucune liaison n'a été créée entre le point de soudure et le matériau d'assemblage lors du processus de soudure. Résultat : vous avez une liaison mécanique sans conductivité. Les causes les plus fréquentes sont les secousses du point de soudure lors du refroidissement ou les températures trop élevées lors de l'ajout de flux.
Il n'est pas toujours facile de reconnaître les points de soudure froids, surtout lorsqu'il s'agit de la soudure sans plomb, désormais très courante, qui a d'emblée un aspect plutôt mat. Effectuez tout de même un contrôle visuel. Les soudures froides apparaissent généralement ternes, convexes ou déformées. Vous pouvez également constater les soudures froides à l'aide d'un multimètre. Les soudures doivent être travaillées avec précision pour fonctionner. Réparez les soudures froides en chauffant à nouveau la soudure avec un fer à souder et en ajoutant de la soudure fraîche. Si vous n'avez pas les matériaux adéquats sous la main, vous pouvez aussi essayer de réparer la soudure froide sans souder. Vous pouvez utiliser des moyens de fortune comme un briquet ou de la colle conductrice.
Conclusion
Le brasage est une application de base dans l'électronique. Les circuits imprimés, les tubes en cuivre et les pièces dans la construction automobile sont des exemples d'application courants. Dans ce guide, nous vous avons présenté les principaux termes et distinctions afin de trouver la technique de brasage adaptée à votre tâche et d'assurer la performance souhaitée grâce au processus de brasage : une connexion pour conduire la chaleur ou le courant.
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