Souder

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Partie 1: Les techniques de base

Partie 2 concerne les moyens d’aide et la soudure au gaz, Partie 3 construire et utiliser un appareil à
soudure par résistance électrique

Beaucoup de modélistes pensent que la soudure est une technique qui les dépasse et pourtant, bien souder n'est vraiment pas difficile

La soudure : qu’est-ce que c’est ?

Une définition assez large pourrait être la suivante : la soudure est une technique selon laquelle deux parties de métal sont fixées l’une à l’autre au moyen d’un autre métal et d’une source de chaleur. Cette défi nition fait par la même occasion la différence avec d’autres techniques de liaison :
Le collage : une des parties peut également être non métallique. La soudure est souvent utilisée en électricité et en électronique.
La fusion : ce n’est pas un matériau ‘étranger’ qui lie les deux matériaux, mais ces deux derniers qui fusionnent entre eux.

La soudure, vue en détail

Lors d’une soudure, on travaille généralement avec un métal liant d’un point de fusion relativement peu élevé. En ce qui nous concerne, il s’agit généralement d’un alliage contenant de l’étain. De l’étain pour soudure rencontre trois phases de duretés

C’est surtout la phase ‘plastique’ qui est importante, car si la soudure subit un mouvement au cours de cette phase, l’accroche des deux pièces sera mauvaise, ainsi que la conduction du courant. Un bon étain pour soudure ne présente qu’une faible marge entre sa phase liquide et sa phase solide, ce qui réduit le risque d’une mauvaise liaison.

Passons maintenant en revue les différentes sortes de produits de soudure.
De la soudure dure Il s’agit d’un matériau présentant un point de fusion relativement élevé, de 500 à 800°C. Ce type de soudure est utilisé en plomberie et surtout en joaillerie et dans l’industrie spatiale. La source de chaleur est parfois un fer à souder électrique à grande puissance, ou plus souvent la flamme d’un brûleur.
La soudure douce Il s’agit de la soudure utilisée par les modélistes dans la plupart des applications. Auparavant, c’était un alliage de plomb et d’étain qui était utilisé. C’est le rapport entre les métaux qui déterminait le point de fusion de ces alliages:

Type
% étain
% plomb
Fusion (°C)
50/50
50
50
220
60/40
60
40
190
63/37
63
37
180

Depuis que nous sommes tous devenus plus préoccupés par l’environnement, la législation internationale a également évolué. Le plomb présente pas mal de risques pour la santé et doit être évité le plus possible, également dans les techniques de la soudure. Les montages électroniques réalisés à échelle industrielle doivent désormais également être fixés à la soudure sans étain, et l’hobbyiste que nous sommes devra sans doute suivre dans un futur proche… Le plomb est donc remplacé dans les nouveaux alliages, ce qui a fait augmenter leur point de fusion.

Le flux

Lors de toute soudure, il est fait usage d’un produit mouillant, encore appelé ‘fl ux’. Il peut s’agir de résine synthétique (comme de la purine) ou d’un liquide (comme de l’acide chlorhydrique).
Quel est l’effet de ce flux? Faire couler votre étain de soudure, obtenir un meilleur contact avec les pièces que vous voulez souder entre elles. Mais ce n’est pas son unique fonction : ce produit mouillant est la plupart du temps constitué d’un acide qui dissout les oxydes lorsqu’il est porté à température. Comme il s’agit d’acide et que le métal peut en être attaqué, les restes de ce produit doivent être éliminés.

Une bonne soudure?

Heat: Is nescessary to get the right temperature for the metals you want to join, and the joinig alloy you apply. The temperature shouldn't be too high, as this causes oxidation, and eventualy burning. Ideally, the temperature applied is about 10 degrees higher then the alloy's melting point.
Hold it Don't move a joint while the solder cools down.. Especialy during the "plastic fase" any movement means damage. Use clamps or try to speed up the solifying proces by cooling the largest soldered part.
Clean work A third cause of bad joints is pollution. Each "alien" material causes an alloy to not harden homogenically. Degreasing, polishing, .... are mandatory.
Rust? Not unlike other pollution, metal-rust is a hazard. Clean everything, and let the flux take care of oxidation during heating.

La chaleur: L’étain de soudure n’adhérera qu’après que les deux pièces métalliques à souder ET l’étain soient suffisamment chauds. Par contre, un surplus de chaleur est aussi un inconvénient. Idéalement, votre source de chaleur doit être d’une température d’une dizaine de degrés plus élevée que la température de fusion de votre produit de soudure.
Ne pas toucher! évitez tout mouvement pendant le durcissement de l’étain de soudure. Pendant la phase ‘plastique’, la liaison doit absolument rester immobile. Il est toutefois possible d’accélérer la coagulation de la soudure en refroidissant une grande partie des pièces en cause.
Du bel ouvrage… La troisième cause d’une mauvaise soudure est la saleté. Toute poussière ou corps étranger contenu dans l’étain empêche un durcissement homogène de la soudure. Dégraisser, poncer légèrement et polir sont des opérations à prévoir.
De la rouille? En effet, l’oxydation ou la rouille est une forme de pollution. Pendant le réchauffement, des oxydes peuvent également se dégager, mais cela n’empêche pas le bon fonctionnement du liant.

Le fer à souder

Pour souder, vous avez besoin d’une source de chaleur, qui peut être un fer à souder (la plupart du temps, électrique), une lampe à souder (à gaz) ou un dispositif particulier, comme un appareil à souder à résistances. Quant à la gamme des fers électriques, nous n’en traiterons que les principales sortes ci-dessous.
Le pistolet à souder: Cet appareil n’est généralement constitué que d’un solide transformateur et d’un interrupteur. Le courant est en quelque sorte courtcircuité dans la pointe du pistolet, où se dégage ainsi une très grosse chaleur. Nous déconseillons ce type d’appareil aux débutants, surtout suite à leur dégagement de chaleur trop important.
Le fer à souder: Cet appareil ne possède généralement pas d’interrupteur, mais un élément chauffant qui porte la pointe à température, lentement mais sûrement. Pour souder, une puissance de 25 W est la plupart du temps suffisante, les appareils de plus de 50 W sont la plupart du temps trop puissants pour des applications en modélisme. Parmi les fers susceptibles de nous intéresser, il existe des versions dont la pointe est interchangeable. Ces appareils ne sont pas trop chers, et – moyennant un bon entretien – durent longtemps.
Le poste à souder: Un poste à souder est en fait un fer à souder, mais pourvu d’un réglage de la température. Pour les fers de ces postes à souder, plusieurs sortes de pointes sont généralement disponibles. Un autre avantage d’un poste à souder est que le fer est habituellement d’une plus grande puissance (50 Watt ou plus) et qu’il se porte plus rapidement à la température désirée. Finalement, cet appareil est plus cher, mais il s’agit d’un achat unique, moyennant une utilisation raisonnée..

L’entretien d’un fer à souder

Quelque soit le type de fer à souder que vous utilisez, la pointe en est le plus importants et pour garantir un bon résultat, elle se doit d’être en condition optimale, à savoir : intacte et propre.
Ne pas endommager! Imaginez : vous venez de fixer une pièce par une soudure, mais cela ne se trouve pas à la bonne place. Vous pourriez alors penser à réchauffer à nouveau cette soudure et utiliser la pointe comme ‘pointe chaude’ pour bouger l’élément de place ou pour le dégager. Le matériau du noyau de votre fer à souder est toutefois souvent fait de métal très doux, choisi surtout pour sa bonne conductibilité de la chaleur, mais pas pour servir de… marteau. La pointe est formé d’une couche de l’argent. Ce revêtement veille à ce que des oxydes ne puisse pas se mélanger à l’étain pour soudure.
Le nettoyage et le maintien Le nettoyage de la pointe se réalisera de préférence au moyen d’un chiffon rêche et humide. Humidifiez le textile avec un peu d’eau courante et tordez-le bien. Un linge trop humide provoque en effet un refroidissement trop rapide, ce qui peut occasionner une avarie à votre pointe de fer. Le produit mouillant n’assure pas seulement une bonne diffusion de l’étain, mais protège également la pointe de votre fer. Prenez l’habitude pour cette raison de nettoyer votre fer juste avant de souder, et non après.

Au boulot!

Nous allons commencer par deux souder deux fils entre eux. Il s’agit d’une opération très simple, qui aidera les débutants à surmonter leur éventuelle anxiété

Un étamage préalable ?

Lors d’un étamage, nous appliquons une fine couche de soudure séparément sur chaque surface métallique à souder. Ceci peut constituer une bonne préparation pour une soudure ultérieure, surtout pour de plus grandes pièces. Comment faire ? C’est très simple : faites chauffer votre bout de fer, appliquez-y un peu de soudure à la résine sur la pointe et chauffez votre pièce avec le tout. Lorsque le métal sera devenu chaud, vous appliquez un peu plus d’étain sur le métal et vous réchauffez jusqu’au moment où l’étain s’est bien diffusé. Ensuite, vous laisserez le tout se refroidir. Vous remarquerez d’inévitables restes de flux, mais ceux-ci peuvent facilement être éliminés par brossage, ou au besoin, frottés avec un peu d’acétone.

 

Deux extrémités de fils

Il s’agit sans doute de la soudure la plus fréquenteà effectuer, dans notre hobby. Les fils que nous voulons relier ont une gaine isolante en plastique, que nous devons enlever au moins sur un demi-centimètre de longueur. Si votre fil électrique est composé de fins brins torsadés, il est d’abord nécessaire de les rassembler, un peu comme si vous les vissiez ensemble. Nous allons maintenant plier quelque peu cette extrémité de fil, de façon à pouvoir accrocher les extrémités l’une derrière l’autre, pour qu’il se forme une franche liaison mécanique entre les deux.
Faites fondre un petit bout d’étain sur le bout de votre fer et réchauffez votre liaison au moyen de ce bout d’étain en fusion. Une fois que vos extrémités de fils seront assez chaudes, vous pouvez y ajouter un peu de soudure à la résine, qui va aller couler et se répartir dans le noeud des fils. Enlevez le bout du fer et laissez durcir la soudure. C’est simple, non?

Souder un fil à un autre, plus gros

Il s’agit d’une autre situation qui se présente régulièrement lors du câblage d’un réseau: une dérivation du courant électrique. Ne coupez pas le câble principal, mais enlevez-lui sa gaine d’isolation à l’endroit où vous voulez réaliser la dérivation. Lorsque votre câble d’alimentation aura été dénudé ainsi sur une longueur d’un centimètre, enroulez-y l’extrémité de votre fil de dérivation.Une touche d’étain, réchauffement de l’endroit à souder, ajout de la soudure à la résine et après fusion de cette dernière, refroidissement de la pièce soudée.

Un fil à un rail

Il s’agit également d’un type de soudure devant être régulièrement pratiqué sur un réseau modèle si vous voulez un bon câblage. Pour des rails constitués de maillechort ou de laiton, ce type de soudure peut se réaliser avec de la simple soudure à la résine, mais pour des rails en acier (inox), il vous faudra utiliser un produit mouillant adapté (du S-39 pour l’inox, par exemple).
Lorsque les voies ne se trouvent pas dans une partie visible du réseau, la soudure ne doit pas nécessairement être belle d’aspect, mais uniquement fonctionnelle. Vous pouvez ainsi souder votre fil d’alimentation sur la face extérieure du rail, entre son patin et sa tête. Un étamage préalable est conseillé, mais pour une question de chaleur: du matériel supportant difficilement la chaleur se trouve en effet à portée.
Lorsque les rails sont par contre situés dans une partie visible du réseau – mais doivent encore y être posés – effectuez alors la soudure sur la partie inférieure du patin du rail. Découpez le travelage et écartez les traverses à proximité de l’endroit où vous allez réchauffer.

Comment réaliser un branchement électrique sur un rail visible sur une partie déjà achevée d’un réseau? Nous éliminons la petite patte au moyen d’un couteau affûté et allons la remplacer par une liaison électrique. Juste à côté du patin du rail, forez un petit trou vertical d’un mm (ou moins, selon le diamètre du fil utilisé) à travers la traverse et l’assiette de la voie. Découpez maintenant un petit disque d’un demi-millimètre de soudure à la résine. Disposez ce disque sur le patin du rail, et fixez-le avec le fil plié que vous aurez introduit entre-temps dans le trou foré. En poussant maintenant le bout de votre fer à souder bien chaud sur le petit fil, l’étain fond, réchauffe également le rail et la soudure est ainsi réalisée. Après refroidissement et nettoyage, une petite touche de peinture sur le tout rendra ce raccord invisible.


Part 2: Les moyens d’aide et la soudure au gaz (TMM88)

Help for solder: Liquifying

Ce moyen d’aide doit encore être plus explicité. Si vous examinez la consistance des agents mouillants, elle est de deux sortes: liquide ou graisseuse (résine). Ils ont une caractéristique commune: ils sont acides. Cet acide sert à combattre la pollution sous forme d’oxydes (la rouille) et à l’éliminer. L’agent mouillant peut être contenu dans l’étain de soudure – comme dans la soudure à la résine, mais peut aussi être ajoutée séparément.
Du liquide pour soudure – un agent mouillant liquide. Il existe du liquide pour soudure contenant du borax, du vitriol, ... mais la plupart du temps, il s’agit d’un acide organique. Inutile de dire que ces produits sont terriblement agressifs pour les métaux utilisés. Le nettoyage sera de préférence réalisé avec de l’eau chaude et un peu de soude caustique, ou éventuellement une solution à forte teneur en savon. Soyez prudents: de tels acides peuvent occasionner de graves brûlures. En cas de contact avec la peau, rincez directement et abondamment la peau à l’eau, et après ce premier soin, consultez un médecin, en cas du moindre doute.
La graisse pour soudure – La purine et d’autres résines La graisse pour soudure est moins liquide et souvent plus collante, raison pour laquelle ce produit reste mieux en place. Ceci constitue surtout un avantage lorsque la soudure à réaliser se situe à un endroit où un écoulement du produit est à craindre.

Pourquoi et comment utiliser un agent mouillant?
Si de tels agents mouillants sont déjà intégrés dans des produits prêts à l’emploi, pourquoi dès lors encore décrire? Pour deux raisons: votre soudure peut être ‘ratée’ et vous pouvez utiliser un tel agent mouillant comme préparation pour une soudure. Hélas… L’agent mouillant est épuisé après cinq secondes à peine de chauffe. Ce sont les soudeurs débutants – mais aussi les soudeurs plus expérimentés devant réaliser une soudure difficile – qui désirent voir ce court laps de temps augmenté. Le résultat de cette trop longue mise à température est une soudure contenant encore des oxydes et qui est donc mate et cassable. On a alors tendance à y ajouter de la soudure à la résine, alors qu’en fait, ce n’est pas de l’étain qu’il faut y ajouter, mais de l’agent mouillant! En pratique, cela veut dire: chauffe, ajout de l’agent mouillant, fusion des pièces et refroidissement progressif. Au titre de préparation à la liaison par soudure, tenez compte du fait que vous devrez alors éliminer plus de restes d’acides, par après. La graisse ou la résine est appliquée au moyen d’un cure-dents, et le liquide au moyen d’un vieux pinceau.

Un autre type de soudure: la pâte à souder

Brièvement, la pâte à souder est un mélange d’étain très finement moulu et d’un agent mouillant, dont la consistance est fonction du type d’agent mouillant utilisé et de la concentration en étain. Comme il s’agit d’un mélange, il est donc indispensable de bien agiter ces mélanges pâteux avant de les utiliser. La pâte à souder est essentiellement utilisée lors des assemblages (industriels) de platines électroniques. Cherchez le mot-clé‘soudure par reflow’ sur internet et vous en saurez beaucoup plus.
La pâte pour soudure est toutefois également utilisable en modélisme, l’application la plus simple étant l’étamage de surfaces. Sur la photo, vous voyez une méthode d’application au moyen d’une petite seringue d’injection, sur laquelle une petite aiguille sciée d’épaisseur moyenne a été placée. La manière la plus simple de travailler pour l’étamage proprement dit est d’utiliser un petit brûleur à gaz.
Les sortes de pâte à souder les plus épaisses sont parfaitement utilisables pour réaliser des soudures entre des éléments qui s’ajustent les uns aux autres. Pensez par exemple à une liaison que vous réaliseriez avec de la colle contact, mais qui devrait être conductrice de courant. Dans ce dernier cas, nous pensons par exemple à des plaques d’imitation de rivets pour un mât en ferronnerie.

Le nettoyage de la pointe du fer

Le ‘petit’ entretien de la pointe de votre fer vous a déjà été explicité: juste avant chaque soudure, essuyez la pointe avec un chiffon humide et rugueux. Après la réalisation de votre soudure, il est déconseillé par contre de le nettoyer directement, car les traces de flux subsistantes forment une couche de protection. Cette protection n’est toutefois pas éternelle, certainement si vous maintenez votre fer chaud pendant un long moment (en ayant oublié de l’éteindre, ce qui arrive à tout le monde…), auquel cas la couche peut brûler et nécessitera un nettoyage beaucoup plus approfondi. Poncer ou limer est hors de question, à moins que vous ne disposiez d’une pointe sans couche de protection. De telles pointes à souder en cuivre existent, mais sont rares. Après nettoyage, il faudra à nouveau étamer.
La plupart des pointes de fer à souder sont par contre recouvertes d’une couche extrêmement fi ne – et fragile – d’argent. Si vous nettoyez cette couche avec du papier abrasif
ou une petite lime, vous y provoquerez des rayures. Il existe des alternatives plus heureuses, dont certaines très bon marché, pour obtenir une pointe de fer très propre. Nous
allons distinguer les techniques mécaniques et les techniques chimiques.
Le nettoyage mécanique - Des copeaux de cuivre (résultat d’usinage de métal). Il n’est pas nécessaire de tourner une barre de cuivre pour en obtenir: de tels copeaux extrêmement fi ns de ce métal très doux sont disponibles dans le commerce. En frottant cette pointe de soudure dans cette‘éponge’ relativement douce, vous obtenez un nettoyage approfondi, et votre pointe n’en souffrira que peu. - Du carton (un bout de déchet de carton ondulé ou du carton d’emballage). Insérez votre pointe de fer chaude avec un fort mouvement dans un bout de carton épais et les restes de carbone et d’autres matières se détacheront d’une manière douce. Répétez plusieurs fois cette opération et votre pointe
de fer sera comme neuve.
Le nettoyage chimique Une pierre d’alun: c’est une matière alcaline, qui neutralise les traces résiduelles d’acide. La solide pierre – qui est au fond très douce – assure l’abrasion nécessaire lors du nettoyage. De la pâte décapante: un gel alcalin que vous appliquez sur votre bout de fer et laissez agir quelque temps. En ce qui concerne cette dernière méthode, nous voulons quand même insister sur le fait que vous ne pouvez y avoir recours que lorsque c’est vraiment nécessaire, car le risque de dommage de votre pointe n’est pas si négligeable. Eviter toute souillure par un bon entretien ‘journalier’ reste le moyen le plus important pour maintenir son outillage le plus longtemps en état de servir. Après un tel nettoyage, la pointe du fer doit à nouveau être étamée avant d’être prête à effectuer une nouvelle soudure.

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"Everyday" maintenance is expalined above: rubbing the tip to a moist, not too soft piece of cloth is OK. Suppose you've forgotten this, or forgot to shut off your iron, its tip can be burned and you'll need a "stronger" way to clean it. Remembering an iron's tip mostly has a vulnarable silver couting, don't be too agressive...
Mechanical cleaning: Brass curls (from using a lathe?) is a relatively soft "spunge" but is more abrassive then a rough cloth. A softer, cheap material is packaging cardboard. Press your hot soldeing tip through it several times, and flux residues are brushed of in a gentle way.
Chemical cleaning: A salmiak stone. This solid - but not hard - material is alcalic, and neutralizes the flux acids. Any high-pH fluid is possible, but remember that these can also cause corrode metals. Preventing is still the best way to go.

Des petits supports...

pour le fer: Vous avez besoin d’une place où vous pourrez déposer votre fer brûlant en toute sécurité. Nous connaissons des gens qui utilisent à cet effet un ancien cendrier en verre, garni d’un bout de feutre humide. Bien entendu, divers types de supports sont également disponibles dans le commerce. Lors de son achat, veillez à ce que le support puisse reposer de façon stable sur votre plan de travail, que la pointe du fer repose vers le bas et qu’un feutre soit présent, ce dernier devant être facilement remplaçable et humidifié.
pour la pièce a souder: Lors d’opérations de soudure, vous rencontrerez souvent des situations au cours desquelles il vous manque… des mains. Mais ce n’est pas tout: lors d’une soudure, on parle par définition de deux pièces à souder, et deux mains sont donc nécessaires rien que pour les maintenir chacune: il vous faudrait donc… une troisième main pour tenir le fer, et peut-être même une 4ème pour apporter l’étain de soudure et l’agent mouillant!
pour la fixation: Ce ‘troisième main’ peut consister simplement en un bout d’adhésif sur lequel vous aurez fixé votre pièce sur le plan de travail. Nous allons citer une autre pièce d’outillage aisément disponible dans le commerce. Il s’agit de deux pinces crocodiles qui peuvent être fixées selon différentes positions. Une telle ‘troisième main’ est souvent pourvue d’une petite loupe: ce dernier accessoire est particulièrement utile pour des pièces minuscules et pour une vue… déclinante.

Si vous devez réaliser régulièrement le même type de soudure, un moule ‘fait maison’ est alors à envisager. Le plus bon du matériau c'est dont les platines électroniques sont constituées, mais vous pouvez également l’acquérir sans une couche de cuivre. Il est disponible en plaques de différentes épaisseurs, est relativement résistant à l’usure, est facile à découper et à coller (à la colle instantanée)

Comment dessouder?

Pour défaire une soudure, il faut en premier lieu veiller à éliminer le plus possible la soudure. Réalisez cette opération en aspirant l’étain fondu, ce qui peut se réaliser au moyen de deux ustensiles: une petite pompe d’aspiration ou une chandelle.

La soudure au brûleur à gaz

Pour porter des pièces à souder à température élevée, le gaz présente quelques avantages: la source de chaleur peut facilement trouver place dans l’appareil lui-même, ce qui le rend plus mobile. Un autre avantage est la température maximale atteinte. Une température élevée de la source de chaleur fait que votre pièce à souder est plus rapidement portée à bonne température. Le temps peut être un facteur important, surtout lorsque la soudure à réaliser se trouve à proximité immédiate d’une autre soudure déjà réalisée. Une autre conséquence de cette haute température est que la pointe du fer est plus rapidement chaude et que l’appareil est donc plus rapidement prêt à l’emploi. Le gaz utilisé dans de tels appareils est la plupart du temps du gaz pour briquets.

Qu’existe-t-il déjà comme fers à gaz?

Tout comme dans le domaine des fers électriques, de nombreuses nouveautés sont à noter sur le marché et le nombre de modèles disponibles croît sensiblement, surtout ces derniers temps. Dans les faits, il y a deux sortes de fers à gaz: des brûleurs à flamme nue et ceux qui chauffent un point de soudure. Une flamme nue est en outre un excellent moyen pour étamer des surfaces. Vous pouvez trouver un petit brûleur à flamme nue chez Conrad (réf. 433586). Il s’agit en fait d’un petit appareil qui peut être comparé à un allumeur classique.
J'ai fait l’acquisition d’un appareil de classe moyenne, surtout pour la présence des nombreux accessoires qu’il propose. Vous pouvez également utiliser cet appareil sans le moindre embout, et vous disposez alors d’un ‘lanceflammes’ réglable. La taille de cette flamme ne permet alors que d’étamer de grandes surfaces.

Utiliser un fer à souder au gaz

Avant la première mise en service, il faut d’abord remplir le réservoir. Utilisez pour ce faire le gaz le plus pur pour apporter le moins de souillures possible sur la soudure. Ce gaz est disponible dans de nombreux magasins. Il s’agit d’aérosols pourvus dans la plupart des cas de plusieurs types d’embouts dans le bouchon. Après remplissage, laissez ce combustible se ‘stabiliser’. L’allumage de la flamme se déroule en principe dans l’ordre suivant: ouvrir l’admission du gaz au volume minimal, provoquer une étincelle pour allumer le gaz et attendre un peu pour que la sécurité interne veille à un débit constant. Contrairement à un poste de soudure électrique, il n’est pas possible d’obtenir un réglage de la température avec un fer à souder à gaz.

L’étamage de surfaces Pour ce faire, une pâte à souder (voir ci-dessus) est la plus facile à utiliser. Veillez à ce que le mélange étain/ agent mouillant soit mélangé de façon homogène et appliquez-le sur la surface à étamer au moyen d’un cure-dent ou – pour des surfaces plus grandes – à la brosse à dents déclassée. Cette surface peut alors être chauffée avec la flamme nue, mais pour des surfaces plus réduites une pointe à souder peut également être utilisée.
Après cet étamage les restes de votre agent mouillant sont restés parmi l’étain à souder. Trempez dans un bain chaud dans lequel un peu de soude caustique a été diluée. Ce qui est également possible est de frotter les surfaces avec de l’acétone.
La soudure de profilés Pour cet exemple, nous utilisons une pâte à souder très épaisse, déposé juste à côté de la soudure à réaliser. Nous chauffons maintenant très localement à l’endroit de la soudure, en visant surtout la partie de la plus grande des deux masses. L’avantage de la flamme est sa chaleur intense, qui peut donc être courte.


Part 3: La construction et l'utilisation d’un appareil à soudure par résistance électrique (TMM89-90)

Comment cela fonctionne-t-il ?
Pour la soudure électrique, un courant électrique doit traverser la pièce à souder. Dans la pièce à souder, ce courant est transformé en chaleur’. Mais explicitons d’abord quelque peu ce concept. Lorsqu’un courant électrique traverse plusieurs matériaux, il y en a toujours un parmi eux qui conduira moins bien ce courant. Si ce mauvais conducteur est traversé par un courant électrique, il s’échauffera. C’est cette propriété électrique qui est utilisée lors de la soudure par résistance électrique. Nous allons faire circuler un courantà travers un conducteur de moins bonne qualité, qui sera disposé à l’endroit voulu. Ceci veut également dire que le courant que nous allons fournir doit parvenir à cet endroit sans résistance.

En fonction des propriétés électriques du moins bon conducteur présent dans le circuit, le courant devra alors être suffisamment important que pour dégager assez de chaleur dans cette ‘résistance’ ainsi constituée. La source de courant conduit un courant électrique à travers la pièce à souder. A l’endroit où l’étain se trouve et où la soudure doit être réalisée, la résistance électrique doit être maximale pour dégager un maximum de chaleur à cet endroit. Une méthode alternative utilise un moins bon conducteur de courant comme un des pôles de la source de courant. Toute la pièce – ou du moins, une grande partie de celle-ci – qui doit être soudée est reliée à l’autre pôle de la source de courant. Lorsque le courant passe, le ‘plus mauvais’ conducteur va alors s’échauffer et transmettre cette chaleur à la pièce à souder.
Avantages et inconvénients Quel est l’avantage? La rapidité avec laquelle la soudure se réalise. La préparation pour une bonne soudure (nettoyage, etc.) dure tout aussi longtemps, mais la chauffe et donc, la soudure proprement dite se réalise très rapidement. Cette rapidité évite que des soudures présentes à proximité ne s’échauffent et ne se désolidarisent. Sur des superficies relativement réduites, il est ainsi possible de fabriquer des constructions complexes. Un gros inconvénient par contre est constitué par le courant électrique qui doit traverser la pièce à souder, raison pour laquelle cette technique ne convient pas pour souder des composants électroniques.

Que peut-on attendre d’un appareil à soudure électrique?

Le concept de notre appareil à souder par résistance

Un solide transformateur réduit la tension du réseau 220 V en une basse tension, mais d’un courant inversement élevé. Avant ce transfo, nous placerons un dimer, grâce auquel la tension d’entrée pourra être réglée, et donc le courant de sortie. Dans le montage de ce dimer, nous prévoyons également un interrupteur, grâce auquel nous pouvons débuter ou interrompre le processus de chauffe à notre guise.

Construisons un appareil à souder par résistance

Veillez à ne pas économiser sur la qualité ni sur la fiabilité des pièces!

  • un transfo torique de 2x12 V 400 VA
  • accessoire pour transfo
  • boîtier suffi sant grand
  • souliers de câble 6-6

Pour le régulateur (dimer)

  • Triac BT39/800 800V 16A
  • Diac D0200
  • diode Zener 15Volt/1Watt
  • Led (5mm, rouge)
  • condensateur à membrane 100nF, 800V
  • bobine d’antiparasitage 10mH, 8A
  • Potentiomètre 500 kOhm
  • Résistances d’1 kOhm, 2,2 kOhm, 5,6 kOhm, 1 MOhm
  • fusible lent de 5 A.

Pour les câbles et leurs raccords

  • interrupteur à pied
  • Prises pour courant élevé
  • Pinces de labo
  • Pinces de raccord
  • câble de 4mm2.

Débutons maintenant l’assemblage de l’appareil. L’élément constitutif le plus important – et le plus cher – en est le transformateur. Nous utilisons un transfo d’une puissance de 400 VA, qui délivre une tension de sortie de 12 V sous… 33 Ampère! Lors des opérations de soudure, la sortie de ce transfo sera court-circuitée, ce qui doublera– voire triplera – l’ampérage délivré. Une fois que nous avons trouvé ce transformateur, nous pouvons nous mettre à la recherche d’un boitier,qui ne doit pas être plus grand que le transfo: les autres pièces ne prennent pas beaucoup d’espace.
La manière selon laquelle vous disposez vos éléments de commande sur le panneau frontal est une question de goût personnel, mais tenez quand même compte de la disposition des pièces dans le boitier et veillez à la facilité d’utilisation. Les raccords pour la tension de sortie doivent être dimensionnés pour des courants élevés. Ne rognez pas sur leur qualité, mais optez pour du matériel de qualité.

Une vue sur la partie arrière du panneau frontal montre les fils du secteur, entretemps raccordés. Veillez à un raccord correct et sûr. Les gros câbles de sortie du transformateur sont raccordés aux bornes que nous avons disposées sur la paroi avant et auxquelles nous allons tantôt raccorder les fiches-bananes.
Examinons maintenant le schéma électronique de notre dimer ‘fait maison’. Ce dimer doit être capable de faire: réguler des courants importants de notre transformateur. L’enclenchement et le déclenchement de tels courants provoquent des tensions d’induction qui sont beaucoup plus élevées que celles du réseau électrique! Lors de ces opérations, le transformateur génère lui-même une tension, raison pour laquelle les Triac et les condensateurs (visibles à droite sur le schéma) doivent pouvoir résister à une tension minimale de 600 V. Le fusible lent (à gauche en haut du schéma) de 5 A protège l’étage de sortie de toute surcharge.

Une platine électronique ‘gravée maison’ rend l’assemblage plus facile. L’étage de sortie du dimer doit pouvoir résister à des courants importants, raison pour laquelle il doit être refroidi.

Le petit circuit imprimé du montage électronique est prêt et installé. En disposant des ‘sucres’ par-dessus, les liaisons avec les autres éléments dans la boîte seront plus faciles et plus sûres à réaliser. Toutes les parties de notre platine électronique sont directement reliées au réseau 220 V et doivent donc bien être isolées. Il faut tout faire pour éviter l’électrocution!
Sur la paroi avant, nous pratiquons encore une ouverture pour le bouton rotatif. Grâce à un multimètre vous mesurez la tension de sortie. En regard de différentes positions du potentiomètre, tracez des traits et mentionnez les chiffres à l’encre indélébile, en côté du bouton rotatif.

Après l’appareil, les moyens d’aide

Les câbles et fiches-bananes utilisées pour amener le courant de l’appareil à la pièce à souder doivent être de bonne qualité et résister à des courants allant jusqu’à 50 ampères.
Pour de plus petits travaux de soudure réalisés à des profilés fins en laiton, nous réalisons nous-mêmes une pince. Chaque moitié de cette pince reçoit un pôle de notre source de courant, dans lequel différents modèles de points de contact peuvent être vissés. Les deux pôles sont isolés par des blocs de bois, qui peuvent être poussés l’un contre l’autre par un ressort. Un petit interrupteur sur cette pince peut servir pour un interrupteur à pédale.

En ce qui nous concerne, nous avons utilisé pour chaque partie en bois de deux chutes de MDF de 6 mm d’épaisseur, que nous avons fraisées à bonne forme. A l’extérieur, nous réalisons à chaque fois une rainure maintenue en place au moyen d’un bout rond en laiton de 10 mm d’épaisseur. A la partie gauche de la pince, on distingue encore une fente latérale, dans laquelle un micro-interrupteur sera monté.
La tige de laiton d’environ 8 cm de longueur peut être usinée. D’un côté, un trou de 5 mm de largeur est foré perpendiculairement. Dans ce trou, différentes pointes de fer pourront y être introduites. Sur la face frontale, un second trou est foré, pourvu d’une vis ‘M5’. Un trou perpendiculaire pour une vis ‘M5’ y est foré; il présentera assez d’espace pour un boulon, grâce auquel la pince en bois sera fixée. Enfin, nous forons dans la face frontale un trou de 4 mm de large et d’au moins 3 cm d’épaisseur, afin de pouvoir y disposer la fiche-banane.

Photo 21: D’une tige en laiton de 5 mm d’épaisseur, nous confectionnons par fraisage et limage plusieurs formes de pointes de fer à souder. Le micro-interrupteur est fixé à un bout de fil du secteur. Nous avons réutilisé un cordon pour secteur. Le bois a été recouvert entretemps d’une petite couche de peinture et toute la pince a été assemblée. L’interrupteur du réseau 220 V a été intégré dans la fente, cette dernière étant bouchée avec de la colle à deux composants.

Si vous désirez souder une plus grande pièce ou si vous voulez travailler en étant relié à un des pôles de l’alimentation, vous aurez encore besoin d’un autre type,qui ressemble à un fer à souder électrique classique. Pour la pointe, nous suivrons exactement la même procédure que celle décrite juste ci-dessus pour la pince. De cette façon, les pointes à souder sont également utilisables pour ce moyen d’aide.

Des électrodes de carbone

Pour la seconde méthode de soudure par résistance, nous utilisons un moins bon conducteur de courant. Ce moins bon conducteur de courant peut être du carbone. Nous utiliserons de préférence une tige en carbone pur provenant d’une ancienne pile. Commencez par retirer l’enveloppe de la pile. Si vous avez de la chance, vous pourrez alors extraire la tige de carbone de son enveloppe. Il peut par contre arriver que la tige de carbone reste fi xée dans l’intérieur en zinc; il faut alors ouvrir cette enveloppe au moyen d’une pince coupante jusqu’à la tige.

Quelque soit la manière dont vous avez obtenu votre carbone, il faudra encore le libérer du liquide dans lequel il baigne, ce qui sera réalisé de préférence au moyen d’une flamme au gaz. Lorsque plus aucune flamme jaune n’est visible, la tige est presque prête pour l’emploi.
Lorsque vous utiliserez cette pointe comme pôle de courant, il sera très utile de pouvoir disposer d’un plan de travail métallique. Pour ce faire, nous avons fait l’acquisition d’une très grande et épaisse plaque d’aluminium, sur laquelle nous avons disposé une connexion sur un des coins pour l’alimentation du courant. .

L’utilisation d’un appareil à soudure par résistance électrique

C’est en forgeant que l’on devient forgeron, et il est donc préférable de commencer avec des soudures simples. Le matériau dont vous aurez à chaque fois besoin pour toute soudure est de l’étain. Le problème lors de la soudure par résistance est que… ça dure vraiment peu de temps. On ajoute donc un peu d’étain pour soudure entre les deux pièces. Cet étain doit toutefois quelque peu être préparé
Découpez d’un bout de fil de soudure à la résine quelques petits disques de 2 millimètres de long.. Nous allons maintenant aplatir ces petits cylindres de façon à obtenir des petits disques d’étain, avec un peu de résine en leur centre. Nous pratiquons ainsi parce que ces disques devront ensuite être disposés entre la soudure à réaliser, car par la fusion de l’étain, la soudure pourrait légèrement bouger. Or, il est important d’éviter toute bulle d’air susceptible de produire un arc électrique. L’aplatissement du petit disque d’étain peut être réalisé entre les deux becs plats d’une pince

Afin de bien faire couler l’étain pendant la soudure, nous trempons au préalable les petits disques dans un peu de purine. Bien mouillé, le petit disque de soudure à la résine peut être disposé à l’endroit ad hoc. Pour des surfaces à souder plus importantes, il peut être nécessaire d’utiliser plusieurs disques.

Avec le fer à souder par résistance…

Disposez la pièce à souder au bon endroit. Il faut bien presser la barre de carbone à l’endroit où la chaleur doit être produite. Lors de la soudure, votre disque d’étain va en effet fondre et s’amincir, ce qui occasionnera un vide entre les deux pièces à souder. Dans cet espace vide, un arc électrique pourrait alors se produire, ce qui vous occasionnerait d’abord une vive surprise, mais aussi brûler les deux surfaces à souder.
Nous pouvons maintenant enclencher le courant. Cela doit généralement être très bref : une seconde environ. Une barre pointue constitue une grosse résistance à l’endroit à souder et nécessite ainsi une tension moindre à courant égal, pour un dégagement de chaleur identique. La chauffe se réalise très rapidement et la barre de carbone a besoin de peu de temps pour se refroidir. Votre pièce à souder sera sans doute encore plus rapidement refroidie.

Nous voudrions revenir quelque peu sur l’opération consistant à souder un fil sur un rail visible, déjà installé sur un réseau. Un appareil à souder par résistance convient encore mieux pour le faire. Les préparatifs sont identiques à ceux de la méthode décrite auparavant. Dans le cas présent, une pâte épaisse et concentrée est encore le produit convenant le mieux pour appliquer votre étain. Nous allons utiliser une pointe en carbone. L’autre pôle de notre appareil à souder est alors raccordé au rail. Pressez fermement votre fil de laiton contre le rail au moyen de votre pointe en carbone et enclenchez le courant pendant une seconde environ.

Avec une pince à souder…

En général, ce type de pince convient au mieux pour souder des pièces assez filigranes. Pour obtenir une bonne fixation avec la barre de carbone disposée à l’endroit voulu, il vous faudra certainement régler la pince de façon à ce que le conducteur ‘terre’ en laiton et la barre en carbone maintiennent fixement la pièce. Comme nous soudons généralement des petites pièces lors de l’utilisation de la pince à souder la soudure réalisée reste généralement chaude plus longtemps. Si vous êtes bien sûr que votre soudure ne bougera pas lorsque la pince aura été défaite, vous pouvez l’enlever avec précaution.

©2010 Gerolf Peeters - mise à jour le 28.12.2010 Voyez aussi: moulage - métal blanc - gravure - peinture