Atelier de soudure en électronique : Les bases

Atelier de soudure en électronique : Les bases

Bailo Diallo- Stagiaire chez DEFAR-Sci

 

Bonjour!

Aujourd’hui nous allons faire un break sur l’arduino pour parler d’un sujet capital en électronique. Il s’agit de la soudure électronique. Cette dernière est une étape incontournable pour relier les composants et faire ce que l’on appelle un circuit électronique.

C’est dans cette perspective que nous (l’équipe du Rose Dieng Lab ) avons assisté à la première édition de l’atelier de soudure organisé par Bloc Techno à NGOR, le samedi 03 novembre 2018. Alors dans cet article nous allons d’abord présenter brièvement Bloc Techno, puis nous allons passer en revue les différents moments de l’atelier, et faire un bilan de notre expérience.

Bloc Techno est une entreprise sénégalaise créée par Mamadou DIALLO, un jeune entrepreneur et électrotechnicien de formation. Elle évolue dans le milieu de la Technologie particulièrement l’électronique, le système embarqué et l’automatisme. Son site internet est accessible ici. Nous y retrouvons des articles, des interviews, des vidéos sur la nouvelle technologie (arduino, iot, linux, électronique, etc) et surtout la vulgarisation des technologies africaines.

L’atelier de soudure s’est passé au siège de Bloc Techno à Ngor, dans un cadre très accueillant.

M. Mamadou DIALLO (CEO de Bloc Techno) a commencé d’abord par le rappel des prérequis: la définition du circuit électronique, différenciation entre soudure électronique et brasage. Il a poursuivi en présentant et en définissant le matériel minimum requis pour débuter dans la soudure électronique.

La définition de circuits électroniques que nous avons retenue est la suivante :

C’est un assemblage de composants électroniques reliés entre eux par des fils de connection ou par des pistes pour former un ensemble permettant le passage du courant électrique.

C’est au courant de cet atelier que j’ai eu personnellement à connaître la différence entre soudure et brasage. En effet, au Sénégal les gens ont tendance à confondre ces deux termes.

Le brasage et la soudure: quelle relation ?

Le brasage, contrairement à la soudure, consiste à utiliser un autre métal fondu pour relier deux métaux tout en conservant la continuité électrique. Le métal fondu est l’étain pour la plupart des cas.

Le métal utilisé pour la liaison doit avoir une température de fusion inférieure à celle des autres métaux. Le résultat obtenu à l’issue d’une opération de brasage est appelé brasure.

La soudure, quant à elle, est une opération consistant à faire fondre deux métaux (métal d’apport et métal de soudure) pour les assembler. Le résultat obtenu dans ce cas est appelée SOUDAGE.

Au vu de ces deux définitions, nous constatons que brasage et soudage sont deux opérations différentes que les gens confondent. Il est donc plus approprié de dire brasage électronique que soudure électronique.

Pour faire un brasage électronique nous avons besoin d’un minimum de matériel qui compte:

  • le fer à souder
  • l’étain
  • le support pour le fer à souder
  • la pompe à dessouder
  • l’éponge
  • la plaque perforée
  • des fils

Le matériel:

-Le fer à souder

C’est l’outil principal. Il est indispensable pour réaliser des brasures électroniques. Son rôle est de faire fondre l’étain pour réaliser la brasure.

Le fer à souder est composé de différentes parties : un câble d’alimentation, un support, un manche qui constitue la partie isolante et une partie chauffante constituée d’un canon et d’une panne.

Fig 1 : fer à souder

-L’étain
L’étain est défini comme « l’élément chimique de numéro atomique 50, de symbole Sn. C’est un métal pauvre du groupe 14 du tableau périodique. Il existe dix isotopes stables de l’étain, principalement ceux de masses 120, 118 et 116».
La taille des diamètres d’étain varient en fonction de la taille des composants. Pour les composants de petite taille comme le CMOS (complementary metal oxide semi conductor), on utilise un étain de diamètre 0,3 ou 0,5mm.
Dans notre cas, l’étain est le métal d’apport qui permet la jonction des deux autres métaux.

Fig 2: étain

 

 

-La pompe à dessouder 

La pompe à dessouder est, comme son nom l’indique, un outil important qui permet de dessouder les éléments fixés. Elle est composée d’un vide et d’un réservoir à l’intérieur duquel nous avons un ressort.

Le ressort comprimé crée une sorte de dépression dans le réservoir. Un petit bouton permet de déclencher le ressort qui, en revenant à sa position initiale, entraîne avec lui tout ce qui se trouve à l’embout de la pompe. C’est exactement comme le mécanisme de la seringue: elle se remplit d’un liquide lorsqu’on la tire puis le rejette lorsqu’elle est comprimée.

Fig 3 : pompe à dessouder

-L’éponge

Son principal rôle est de nettoyer la panne. Sa matière est un peu spéciale car l’éponge gonfle si on y met de l’eau. Cet outil est très recommandé car il nettoie la panne sans la refroidir.

 

Fig 4: Éponge pour fer à souder

 

Et voilà la liste du matériel minimum pour commencer le brasage électronique. Cependant la liste est loin d’être exhaustive. Pour plus de confort on pourrait avoir besoin d’autres matériaux comme :
– Une troisième main
– Un régulateur de tension pour régler la chaleur
– Des pinces à dénuder pour enlever la gaine isolante des fils

Après avoir rassemblé le matériel, nous devons préparer notre environnement de travail. Il faut:
– Trouver un endroit calme, bien aéré pour éviter le danger lié à la fumée.
– Une table rase pour installer sa station de soudure
– Mouiller l’éponge
– Préparer le fer à souder.

S’il s’agit d’un fer neuf,il est important de le roder avant de commencer. Pour cela, il faut respecter les étapes suivantes :
-Régler le fer à sa température maximale et le brancher au secteur
-Attendre environ 30 s, le temps qu’il chauffe
-Mettre de l’étain à la panne et la nettoyer à l’éponge

Répéter cette dernière action deux à trois fois, débrancher le fer et attendre qu’il refroidisse.

NB : Cette action ne sera pas nécessaire pour la prochaine utilisation de ce fer à souder.

Une fois le fer bien rodé on peut passer au brasage.

Techniques de brasage

Au cours de cet atelier nous avons appris à souder deux ou plusieurs fils entre eux. Nous avons également appris à souder proprement sur une plaque perforée.

  • Technique de soudure des fils :

Pour souder des fils proprement il faut respecter les étapes suivantes :

  • L’étamage qui consiste à mettre de l’étain sur chaque fil. Une fois le fer chaud, on met un peu d’étain sur la panne puis on le met sur le fil 2 à 3 secondes pour transférer la chaleur de la panne vers le fil. Après cela on recouvre d’étain la partie dénudée. Cette opération est répétée pour chaque fil à souder.
  • Le brasage. Ici on relie les deux fils; on met un peu d’étain sur le fer, on le fait fondre sur les fils pour joindre ces derniers.
  • Technique de soudage sur une plaque perforée

Pour souder proprement sur une plaque perforée il faut d’abord :

  • Faire chauffer le fer ;
  • Fixer le composant à souder sur la plaque perforée ;
  • Incliner les pattes du composant d’un angle d’environ 45 degrés pour le maintenir stable ;
  • Prendre le fer à souder chaud, le placer sur la plaque perforée à l’endroit où se trouve la patte à souder pendant environs 3 secondes. Puis on y met l’étain environ 2 secondes. Enfin on enlève l’étain, on maintient la plaque fixe et on retire le fer a souder (voir fig ci-dessous)
Fig 5 : soudure sur plaque perforée

À la fin de cette séance de soudure des fils électriques sur une plaque perforée, nous avons appris à utiliser la pompe à dessouder pour enlever les composants électroniques déjà fixés.

En résumé, cet atelier nous a permis, d’une part, de bien comprendre le vocabulaire de la soudure. D’autre part, il a permis de parfaire notre méthode de soudure des fils, de comprendre surtout les techniques de soudure sur une plaque perforée et de dessouder des éléments électroniques présents sur une plaque.

Ces connaissances nous seront utiles à l’avenir pour la confection de circuits de nos futurs projets au FabLab.

 

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