Brasage tendre expliqué : types, techniques et guide étape par étape

Si vous démontiez tout appareil électronique contenant un circuit imprimé, vous verriez les composants attachés par des techniques de brasage tendre. Le brasage tendre est le processus de jonction de deux ou plusieurs pièces électroniques en fondant du brasage autour de la connexion. Bien que le brasage puisse créer une connexion permanente, il peut aussi être inversé avec un outil de débrasage.

Aujourd'hui, nous allons tout apprendre sur le brasage tendre. Qu'est-ce que c'est ? Quelles sont ses applications ? Comment se déroule le processus ?

Qu'est-ce que le brasage tendre ?

Le brasage tendre est un processus d'assemblage qui joint différents types de métaux en fondant du brasage. Le brasage est un alliage métallique, généralement étain et plomb, fondu avec un fer chaud. Le fer est chauffé à plus de 315 °C (600 °F), puis refroidit pour créer une liaison électrique forte.

Contrairement au soudage, les pièces ne sont pas fondues lors du brasage tendre. Le brasage fort ne fond pas non plus le métal de la pièce, mais le métal d'apport fond à plus haute température. Historiquement, presque tous les brasages contenaient du plomb, mais les préoccupations environnementales et sanitaires dictent de plus en plus l'utilisation d'alliages sans plomb pour l'électronique et la plomberie.

Qu'est-ce que le brasage (alliage) ?

Le brasage est un alliage métallique fusible utilisé pour créer une liaison permanente entre pièces métalliques. Le brasage est fondu pour adhérer et connecter les pièces après refroidissement, nécessitant un alliage dont le point de fusion est inférieur aux pièces jointes.

Le brasage doit aussi résister aux effets oxydants et corrosifs qui dégraderaient le joint dans le temps. Le brasage pour connexions électriques doit aussi avoir des caractéristiques électriques favorables.

Le brasage tendre a généralement une plage de fusion de 90 à 450 °C (190 à 840 °F ; 360 à 720 K), couramment utilisé en électronique, plomberie, tôlerie. Les alliages fondant entre 180 et 190 °C (360-370 °F ; 450-460 K) sont les plus utilisés. Le brasage avec alliages fondant au-dessus de 450 °C (840 °F ; 720 K) est appelé « brasage fort », « brasage à l'argent », ou brasage fort (brazing).

En proportions spécifiques, certains alliages sont eutectiques : le point de fusion de l'alliage est le plus bas possible pour ce mélange, et coïncide avec le point de solidification. Alliages non-eutectiques peuvent avoir des températures solidus et liquidus nettement différentes, avec transitions liquide/solide distinctes.

Mélanges non-eutectiques existent souvent comme pâte de particules solides dans matrice fondue de la phase à fusion plus basse à l'approche de températures assez hautes. En travail électrique, si le joint est perturbé dans cet état « pâteux » avant solidification complète, une mauvaise connexion électrique peut résulter ; l'utilisation de brasage eutectique réduit ce problème.

L'état pâteux d'un brasage non-eutectique peut être exploité en plomberie, permettant de modeler le brasage pendant le refroidissement, ex. pour joint étanche de tubes, dit « joint essuyé ».

Pour travail électrique/électronique, le fil de brasage est dispo en gamme d'épaisseurs pour brasage manuel (fer ou pistolet), avec cœurs contenant du flux.

Disponible aussi en pâte à température ambiante, feuille préformée adaptée à la pièce (production mécanisée), ou petits « onglets » enroulables autour du joint et fondus à la flamme quand le fer n'est pas utilisable/disponible, ex. réparations terrain.

Comment fonctionne le brasage tendre ?

Le brasage est fondu par la chaleur d'un fer connecté à un contrôleur de température. Il est chauffé au-dessus de son point de fusion vers 315 °C (600 °F), fondant puis refroidissant, créant le joint de brasage.

En plus de connexions électriques fortes, le brasage peut être retiré avec un outil de débrasage.

Le brasage est un alliage pour créer connexions permanentes fortes ; comme joints cuivre en circuits imprimés et joints tubes cuivre. Dispo en deux types/diamètres, avec/sans plomb, 0,032" à 0,062". Dans le cœur du brasage : le flux, matériau renforçant/améliorant propriétés mécaniques.

Quels métaux sont utilisés ?

Métaux d'apport en brasage étaient à base de plomb (brasage plomb). Dû aux régulations, brasages au plomb sont de plus en plus remplacés par sans-plomb : antimoine, bismuth, laiton, cuivre, indium, étain, argent.

Quel flux pour le brasage tendre ?

Il peut y avoir impuretés : huile, saleté, oxydation au point de connexion. Le flux prévient l'oxydation et peut nettoyer le métal. Flux utilisé = flux colophane (rosin) aidant résistance mécanique et contact électrique. Parfois agent mouillant pour réduire tension superficielle.

Différents types de brasage

En résumé, 3 types : sans plomb, base plomb, et flux. Base plomb = plus fiables, préférés applications critiques (médical, aérospatial).

Il y a tant de types de brasage sur le marché qu'il est difficile de choisir. Heureusement, seulement trois catégories principales pour affiner :

• Brasage base plomb a lancé la révolution électronique. Mélange courant 60/40 (étain/plomb) point fusion ~180-190°C. Connu comme brasage tendre, étain choisi pour bas point fusion, plomb inhibe whiskers d'étain. Plus haute concentration étain = meilleures résistances traction/cisaillement.
• Brasage sans plomb développé quand UE a restreint plomb en électronique grand public. US : avantages fiscaux pour sans-plomb. Whiskers d'étain atténués par recuit, additifs (nickel), revêtements conformes. Brasages sans-plomb = point fusion généralement plus haut.
• Brasage à cœur de flux vendu comme « bobine de fil » avec agent réducteur dans le cœur. Flux libéré pendant brasage réduit (inverse oxydation) le métal au point de contact = connexion électrique plus propre. Améliore aussi mouillabilité. En électronique, flux = colophane généralement. Cœurs acide = réparations métal/plomberie, NE PAS utiliser sur électronique.

Comment braser

Brasage = joindre 2+ pièces électroniques en fondant brasage autour connexion. Alliage métallique, en refroidissant crée liaison électrique forte. Réversible avec outil débrasage.

Pour mieux expliquer, démonstration application réelle : braser une LED sur circuit imprimé.

Étape 1 : Monter le composant : Insérez les fils de la LED dans les trous du circuit. Retournez la carte et pliez les fils vers l'extérieur à 45°. Cela aide le composant à mieux joindre le plot cuivre et l'empêche de tomber pendant le brasage.

Étape 2 : Chauffer le joint : Allumez fer à braser, si réglage température, mettez 400°C. Touchez la pointe au plot cuivre ET à la patte de résistance en même temps. Maintenez 3-4 secondes pour chauffer plot et patte.

Étape 3 : Appliquer le brasage au joint : En gardant le fer sur plot et patte, touchez la connexion avec votre brasage. IMPORTANT : Ne touchez PAS le brasage directement avec la pointe du fer. Vous voulez le joint assez chaud pour fondre le brasage au contact. Si joint trop froid = mauvaise connexion.

Étape 4 : Couper les pattes. Enlevez le fer et laissez le brasage refroidir naturellement. NE SOUFFLEZ PAS sur le brasage = mauvais joint. Après refroidissement, coupez le fil excédentaire.

Un bon joint est lisse, brillant, forme volcan/cône. Juste assez de brasage pour couvrir tout le joint mais pas trop pour faire boule ou déborder sur patte/joint adjacent.

Comment braser des fils

Maintenant, comment souder des fils ensemble. Recommandé : pinces « helping hands » ou dispositif serrage.

D'abord, dénudez l'isolement des bouts des deux fils. Si fil toronné, torsadez les brins avec les doigts. Assurez-vous que le fer est bien chaud et touchez la pointe au bout d'un fil. Maintenez 3-4 secondes.

En gardant le fer, touchez le fil avec le brasage jusqu'à enrobage complet. Répétez sur l'autre fil. Tenez les deux fils étamés l'un sur l'autre et touchez les deux avec le fer. Cela fond le brasage et enrobe les deux fils uniformément.

Enlevez le fer et attendez quelques secondes pour refroidissement/durcissement. Utilisez gaine thermorétractable pour couvrir la connexion.

Qu'est-ce que le débrasage ?

En électronique, le débrasage est l'enlèvement de brasage et composants d'un circuit pour dépannage, réparation, remplacement, récupération.

Le débrasage est le processus de fonte du brasage et enlèvement des joints entre deux matériaux. En électronique : enlèvement composants électriques de PCB pour dépannage, réparation, remplacement, récupération. Usage le plus courant.

Simplement : débrasage = inverse exact du brasage. Vous défaites tout ce que vous avez fait. Comme le brasage, le débrasage est complexe et nécessite compétence. Étapes similaires et mesures de sécurité strictes.

Méthodes de débrasage

Plusieurs méthodes, chacune requérant outils différents et niveaux de compétence. Liste complète :

1. Utiliser un fer à braser

Méthode la plus simple. Juste fer à braser et pince.

Procédure :

• Chauffez le brasage au fer jusqu'à fonte.
• Poussez les broches avec le fer et déplacez le brasage hors des joints.
• Tirez les composants avec la pince pour les sortir des trous.
• En tirant, appuyez sur les pointes pas les corps, sinon composants endommagés.

Pour enlever brasage des trous : plantez une épingle de sûreté dans le trou. Aspirera le brasage pour l'enlever facilement.

Avantages

• Seul fer nécessaire.
• Composants débrasés réutilisables.

Inconvénients

• Si fer trop longtemps, peut endommager la carte.

2. Utiliser une tresse à débraser (Soldering Wick)

Méthode pour enlever brasage indésirable après brasage. Tresse = fils cuivre tressés/entrelacés = « tresse de débrasage ».

Cuivre utilisé car bon conducteur chaleur. Brasage attiré par chaleur = bobines cuivre aspirent le brasage de la surface.

Certaines tresses ont du flux = enlèvement plus facile. Si pas de flux, trempez bout dans flux pour accélérer.

Procédure :

• Entrelacez quelques pouces de fils cuivre en tresse.
• Appliquez flux sur tresse en trempant le bout.
• Placez portion de tresse sur joint à débrasé.
• Maintenez fer chaud sur pointe tresse et broche désirée.
• Attendez quelques secondes : brasage fond, tresse aspire.
• Retirez tresse et enlevez portion couverte de brasage.
• Répétez jusqu'à enlèvement tout brasage indésirable.

En manipulant la tresse, ne la touchez pas mains = très chaud. Utilisez pince pour tenir/positionner.

Avantages

• Méthode bon marché, simple, facile.
• Excellente pour surfaces planes.
• Taille modifiable selon quantité brasage à enlever.
• Composants réutilisables.

Inconvénients

• Tresse non réutilisable. Coupez portion couverte brasage.
• Tresse très chaude = difficile à positionner contre joint.
• Difficile d'enlever brasage trous d'épingle avec cette méthode.

3. Utiliser une pompe à débraser (Desoldering Pump)

Pompe à débraser = petite pompe vide haute pression. Avant d'aspirer, il faut chauffer/fondre le brasage.

Étapes :

• Fer à braser pour chauffer brasage jusqu'à fonte.
• Pressez poire ou appuyez piston pompe et placez sur brasage fondu.
• Relâchez poire pour aspirer le brasage.
• Certaines pompes ont bouton relâche = pas besoin presser poire constamment.
• Enlevez composants débrasés.
• Répétez jusqu'à enlèvement excès brasage.

Certaines pompes incluent fer à braser = pas besoin d'en acheter séparément. Jetez brasage dans pompe en pressant/relâchant poire répétitivement.

Avantages

• Pompes styles/mécanismes variés pour facilité.
• Excellente pour trous d'épingle et petits composants.
• Composants réutilisables.

Inconvénients

• La plupart pompes grandes = difficile espaces étroits.

4. Utiliser un pistolet à air chaud (Heat Gun)

Fonctionne comme fer à braser. Chauffe brasage pour enlever composants. Station air chaud possible aussi. Très efficace mais cher.

Procédure :

• Allumez pistolet air chaud.
• Tenez PCB fermement avec support ou pince.
• Tenez pointe pistolet contre brasage jusqu'à fonte.
• Enlevez composants avec pince.

Ne tenez pas trop longtemps sur carte = fondera/endommagera carte.

Avantages

• Débrasage et enlèvement composants en quelques secondes.
• Composants réutilisables.

Inconvénients

• Chauffe très vite = endommage composants la plupart cas = inutilisables. Parfois endommage carte. Risque blessure si pas prudent.

FAQ

Qu'est-ce que le brasage tendre ?

Procédé d'assemblage joignant différents métaux en fondant du brasage. Alliage généralement étain/plomb fondu au fer chaud. Fer > 315 °C (600 °F) puis refroidit = liaison électrique forte.

Qu'est-ce que le brasage (alliage) ?

Alliage fusible pour liaison permanente pièces métalliques. Fondu pour adhérer/connecter après refroidissement, nécessite alliage point fusion < pièces jointes. Résistant oxydation/corrosion. Caractéristiques électriques favorables pour connexions électriques.

Quels sont les types de brasage ?

En résumé, 3 types : sans plomb, base plomb, flux. Base plomb = plus fiables, préférés applications critiques (médical, aérospatial).

Le brasage est-il du soudage ?

Comme beaucoup termes tôlerie, brasage et soudage utilisés indifféremment. Mais processus/sous-techniques différents. Différence principale = fusion. En brasage, on chauffe le métal à lier mais NE LE FOND PAS.

Qu'est-ce que la méthode de brasage ?

Procédé joignant pièces métalliques pour liaison mécanique/électrique. Utilise alliage bas point fusion (brasage) fondu/appliqué sur pièces à joindre, lie aux pièces et forme connexion quand brasage solidifie.

De quoi ai-je besoin pour braser ?

Liste complète accessoires :

• Préchauffeurs de brasage.
• Pinces « helping hands ».
• Tapis de brasage.
• Loupe de brasage.
• Absorbeur de fumée.
• Ruban de brasage.
• Set pinces précises.
• Nettoyeur pointe fer (laine laiton)

Quels sont les deux types de brasage ?

Trois formes, températures croissantes, résistance joint croissante :

• Brasage tendre, originellement alliage étain-plomb comme métal d'apport.
• Brasage à l'argent, alliage contenant argent.
• Brasage fort (brazing), alliage laiton pour métal d'apport.

Le brasage va-t-il devenir illégal ?

Illégal pour toute personne d'introduire dans le commerce brasage/flux non sans-plomb sauf si étiquette proéminente : illégal d'utiliser dans installation/réparation plomberie eau consommation humaine.

Comment braser étape par étape ?

5 étapes importantes brasage vague :

• Étape 1. Fondre le brasage. Première étape tout le processus.
• Étape 2. Nettoyer les composants. Étape cruciale.
• Étape 3. Placement du PCB.
• Étape 4. Application du brasage.
• Étape 5. Nettoyage.

Quels sont les trois types de brasage ?

En résumé, trois types principaux : base plomb, sans plomb, cœur flux.

De quoi est fait le brasage ?

Généralement alliages basés sur étain, plomb, cadmium, zinc, indium. Formes physiques variées pour faciliter application. Lingots brasage pour recharger grands bains trempage/vague.

A-t-on besoin de flux pour braser ?

Oui, on peut braser sans flux. Utile car flux casse oxydes sur métal, mais pas indispensable. La plupart brasages modernes ont cœur colophane = fait le travail du flux.

Comment braser en sécurité ?

Sécurité brasage

• Ne touchez jamais l'élément du fer.
• Tenez fils à chauffer avec pinces précises/serre-joints.
• Gardez éponge nettoyage humide pendant usage.
• Remettez toujours fer sur support quand pas utilisé. Jamais sur établi.
• Éteignez et débranchez quand pas utilisé.

Quel type de brasage est le plus fort ?

Brasage 60-40 (60% étain, 40% plomb) = plus cher, mais liaison la plus forte et plus facile à travailler grâce bas point fusion. 40-60 moins cher = plus difficile. 50-50 = bon compromis coût/facilité.

Pourquoi l'étain dans le brasage ?

Mélange étain/plomb = point fusion plus bas que les deux métaux à lier. En soudage, même métal de base peut joindre les deux pièces.

Pourquoi flux en brasage ?

Triple rôle : enlève métal oxydé surfaces à braser, scelle air prévenant oxydation, facilite amalgamation = améliore mouillabilité brasage liquide.

Le brasage est-il aussi fort que le soudage ?

Liaison créée quand matériau brasé fondu solidifie. Pas aussi fort que soudage ou brasage fort. Joint brasé pas liaison mécanique. Si mal fait, pièces ne conduiront pas électricité correctement.

Peut-on braser sur bois ?

Beaucoup finitions surface brasables avec bon flux. Appareils électroniques : brasage lie cuivre, argent, or... mais saviez-vous qu'on peut braser surfaces bois ? Facile avec bon flux.

Sur quoi le brasage n'adhère-t-il pas ?

Brasage n'adhère PAS à surfaces sales/oxydées. Nettoyez surfaces planes à braser avec laine acier, lime, toile émeri, etc. Important : nettoyez soigneusement. Grattez fil à braser avec dos couteau ou métal plat.

Est-ce OK de braser fils électriques ?

Règle 110.14 : pas contre code NEC d'avoir épissures électriques brasées si conforme. Peut varier juridictions locales, mais si travail ancien, généralement grandfathered sauf danger incendie.

Peut-on braser 230V ?

Oui, brasage fond facilement conditions défaut. Bien que fluide ~180/220°C selon grade, peut devenir plastique < 120°C.

Quels sont les 4 types de brasage ?

Trois principaux : sans plomb, base plomb, cœur flux. Autre type : brasage alliage argent. Types selon composition alliages. Autres types selon forme, style cœur, application.

À quelle chaleur le brasage fond ?

Brasage tendre : 90-450 °C (190-840 °F ; 360-720 K), courant électronique/plomberie/tôlerie. Alliages 180-190 °C (360-370 °F ; 450-460 K) = plus courants.

Qu'est-ce qui peut être brasé ?

Métaux brasables : or, argent, cuivre, laiton, fer. Métal d'apport (brasage) fond. Solidifié = lié aux pièces = joint. Liaison pas aussi forte que brasage fort ou soudage.

Quels sont les avantages du brasage ?

Avantages :

• Faible puissance requise ;
• Basse température processus ;
• Pas distorsions thermiques/contraintes résiduelles pièces ;
• Microstructure non affectée par chaleur ;
• Processus facilement automatisable ;
• Matériaux dissemblables joinables ;
• Grande variété matériaux joinables ;
• Pièces parois fines joinables ;

Que puis-je utiliser si pas de flux ?

Vaseline = meilleure alternative flux commercial. Cires/eau minérale = antioxydant = utilisable comme flux brasage.

Puis-je utiliser de la colle au lieu du brasage ?

Il n'y a AUCUN bon substitut au brasage. Aucune colle ne conduit l'électricité ni ne tient aussi bien que le brasage.