Qu’est-ce qu’un bain de soudure ?
Un bain de soudure est un récipient ou une cuve qui est rempli de soudure en fusion et qui est doté d’un chauffage pour maintenir la soudure à l’état fondu dans le récipient.
Les bains de soudure sont parfois appelés pots de soudure. En fonction de la forme et de la quantité de l’objet à souder, leur taille peut varier, depuis les petits récipients de table utilisées dans les laboratoires jusqu’aux grandes unités utilisées sur les lignes de production.
Il existe deux types de bains de soudure : les bains fixes, dans lesquels la soudure reste immobile dans le bain, et les bains à jets, dans lesquels une buse se trouve à l’intérieur du bain permettant à la soudure de s’écouler en jets.
Utilisations des bains de soudure
Bien que certains travaux de soudure soient effectués à la main, la soudure en bain de soudure est utilisée pour souder de grandes quantités d’objets relativement simples de manière efficace et avec une qualité stable.
Les méthodes de soudure utilisant des bains de soudure conviennent à des domaines tels que la brasure de fils et le montage de composants sur des cartes de circuits imprimés. Les bains de soudure sont utilisés lors du brasage. Bien que certains travaux de soudure soient effectués à la main, la soudure en bain de soudure est utilisée pour souder de grandes quantités d’objets relativement simples de manière efficace et avec une qualité stable.
Principe des bains de soudure
Un bain de soudure se compose d’un récipient pour stocker la soudure en fusion et d’un dispositif de chauffage pour maintenir la soudure à l’état fondu. La structure est simple : la chaleur est appliquée pour maintenir la soudure à l’état fondu, mais la plupart des bains de soudure introduits en tant qu’équipement de production sont équipés d’un convoyeur qui peut contrôler la température du bain de soudure en détail et transporter l’objet jusqu’au bain de soudure.
Il existe deux types de bains de soudure : les bains fixes, dans lesquels la solution de soudure reste immobile dans le bain, et les bains à jet, qui sont équipés de buses pour projeter la soudure. La soudure dans le bain de soudure s’oxyde lorsqu’elle est exposée à l’air à l’état fondu pendant une longue période, produisant des oxydes. Les oxydes détériorent la mouillabilité de la brasure et du métal de base à souder, et sont une cause majeure de défauts de soudure.
Il est donc important de disposer en permanence d’une brasure en fusion non oxydée pour réaliser un bon brasage. C’est pourquoi on utilise souvent le type à jet, qui utilise une buse pour éjecter la soudure en fusion de l’intérieur du bain de soudure afin d’amener la soudure non oxydée en contact avec le métal de base.
Des mesures d’élimination des oxydes sont nécessaires pour les deux types de brasage, mais le brasage au jet présente l’avantage de réduire le risque de formation d’oxydes car la soudure coule en permanence, ce qui réduit le travail d’élimination des oxydes.
1. Soudure à l’aide d’un bain de soudure de type fixe
La soudure en fusion est placée dans le bain de soudure et les composants à souder, tels que les cartes de circuits imprimés, sont immergés dans la soudure en fusion.
2. Soudure à l’aide d’un bain de soudure à jet
Pour le brasage à l’aide d’un bain de soudure à jet, une buse se trouve à l’intérieur du bain de soudure contenant de la soudure en fusion. Cette poudre est ensuite projetée sur les composants à souder, tels que les cartes de circuits imprimés, pour achever le processus de brasage.
Cette méthode d’utilisation d’un bain de soudure équipé de buses pour éjecter la soudure est connue sous le nom de soudure en flux et est largement utilisée dans le domaine de la fabrication de circuits imprimés. La structure spécifique de l’équipement est telle que les puces sont intégrées dans la carte de circuit imprimé et transportées par convoyeur jusqu’au bain de soudure, où la soudure en fusion est éjectée et montée en place sur la carte et les composants, dans le cadre d’un processus de fabrication automatisé.
Autres informations sur la soudure
1. Types de soudure
Lors de l’utilisation de la soudure, on utilise un “flux” ou un “vernis”. L’objectif est d’assurer une soudure propre. Le “flux” est un liquide contenant du chlorure d’ammonium ou du chlorure de zinc.
Il est utilisé pour éliminer les impuretés de la carte de circuit imprimé et pour nettoyer la surface de la carte afin qu’elle puisse être soudée proprement. Il est également utilisé pour prévenir l’oxydation des surfaces de câblage en cuivre des circuits imprimés.
Les limailles sont fabriquées à partir de goudron de pin, ce qui empêche l’oxydation de la soudure et garantit une soudure propre.
2. Matériaux de soudure
La brasure (en anglais : solder) est un alliage composé principalement de plomb et d’étain. Elle est principalement utilisée pour coller divers composants électroniques et connecteurs montés sur des cartes de circuits imprimés qui composent les circuits électroniques au câblage de la carte de circuits imprimés, leur permettant ainsi de conduire l’électricité. Une autre application est largement utilisée pour le collage métallique entre tuyaux.
L’utilisation de la soudure remonte à la civilisation mésopotamienne, vers 3000 av. La soudure “argent-cuivre” ou “étain-argent” était utilisée pour fixer des poignées en argent sur des récipients en cuivre. Plus tard, à l’époque gréco-romaine, la soudure “étain-plomb”, qui est aujourd’hui le principal type de soudure, était utilisée pour raccorder les conduites d’eau.
Plus tard, lorsque la toxicité du plomb est devenue évidente, l’UE est devenue le premier pays au monde à réglementer l’utilisation de la soudure à l’étain-plomb (directive Rohs 2006). Aujourd’hui, les fabricants de soudures et d’appareils électriques du monde entier prennent l’initiative de développer des soudures “sans plomb”, qui sont largement utilisées dans le monde entier. Actuellement, les principaux composants des alliages de soudure sont les systèmes “étain-argent-cuivre”, “étain-cuivre-nickel” et “étain-zinc-aluminium”, qui n’utilisent pas de “plomb”.
Un bain de Soudure se compose d’un récipient pour stocker la soudure en fusion et d’un dispositif de chauffage pour maintenir la soudure à l’état fondu. Bien que la structure soit simple – la chaleur est appliquée pour maintenir la soudure à l’état fondu – les bains de Soudure introduits comme équipement de production sont principalement équipés d’un convoyeur qui peut contrôler en détail la température du bain de Soudure et transporter l’objet vers le bain de Soudure, et de buses qui pulvérisent la soudure, et sont utilisés dans le domaine de la production de cartes de circuits imprimés. Ils sont utilisés dans le processus connu sous le nom de brasage en flux dans le domaine de la fabrication de circuits imprimés.
Cette section décrit les bains de soudure utilisés dans le processus de soudure en flux. Il existe deux types de bains de soudure utilisés dans ce procédé : le bain stationnaire et le bain à jet.
La soudure dans le bain de soudure s’oxyde lorsqu’elle est exposée à l’air à l’état fondu pendant une longue période, produisant des oxydes. Les oxydes détériorent la mouillabilité du métal de base et de la brasure, ce qui entraîne des défauts de soudure. Un approvisionnement constant en métal d’apport fondu et non oxydé est la clé d’une bonne soudure.
Les deux types de bains de Soudure nécessitent des mesures pour éliminer ces oxydes, mais pour le type à jet, une buse est utilisée pour éjecter la soudure en fusion de l’intérieur du bain de soudure afin de mettre la soudure non oxydée en contact avec le métal de base.
3. Température de la soudure
La température de la soudure varie en fonction de la solution de soudure, mais le point de fusion de la soudure contenant du plomb est de 183°C et celui de la soudure sans plomb est d’environ 210°C, la soudure sans plomb ayant un point de fusion plus élevé. C’est pourquoi il a été souligné que la soudure sans plomb présente l’inconvénient d’être difficile à fondre et à étaler.
Toutefois, des produits comparables aux systèmes classiques “étain-plomb” ont été mis au point et les points de fusion des brasures sans plomb représentatives bien connues “étain-argent-cuivre” (Sn 96,5%, Ag 3%, Cu 0,5%) et “étain-cuivre-nickel” (Sn 99%, Cu 0,7%, Ni et autres additifs) se situent entre 217 et 227°C.