Fer à souder - Définition et Explications

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Un fer à souder est un outil qui permet de réaliser des soudures ; il s'appelle fer puisque son élément principal est la pièce métallique qui confère une température suffisante à des pièces destinées à être assemblées par une brasure. L'équivalent portatif est le fer à souder (Un fer à souder est un outil qui permet de réaliser des soudures ; il s'appelle fer puisque son élément principal est la pièce métallique qui confère une...) à gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas...) ou à braser, il possède un brûleur alimenté par un réservoir de gaz, pour chauffer la panne.

Note : le terme " fer à souder " est impropre, puisqu'il sert en fait à réaliser une opération de brasage. Il devrait plus justement être appelé " fer à braser ".

Un fer à souder simple (destiner à confectionner les brasures à l'étain entre les plaques de zinc (Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément chimique, de symbole Zn et de numéro atomique 30.) des toits), uniquement constitué d'une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse...) de cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur ses surfaces fraîches une...) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) reliée au manche de bois par une tige (La tige est chez les plantes à fleurs, l'axe, généralement aérien, qui prolonge la racine et porte les bourgeons et les feuilles. La tige se ramifie généralement en branches et...) métallique, était commercialisé au XXe siècle [1] que l'on faisait chauffer dans un brasero.

Fer à souder neuf d'électronicien (puissance d'une dizaine de watts)
Fer à souder neuf d'électronicien (puissance d'une dizaine de watts)

Composition

Un fer à souder est constitués de trois éléments :

  • la panne, fabriquée en métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le...) conduisant bien la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !). Les pannes en cuivre se corrodent assez rapidement, on leur préfère les pannes dites longue durée " faite d'alliage en couches ". Il existe des pannes de différentes formes en fonction des travaux à réaliser. En électronique, on utilisera une panne fine pour les composants les plus petits (CMS : composants montés en surface). Au XXe siècle, le commerce proposait une pierre ammoniacale destinée à décaper le fer à souder [2].
  • le système de chauffe, brûleur à gaz (butane ou propane) ou une résistance électrique.
  • la poignée, isolante électriquement et thermiquement.

Mise en œuvre

  • Les pièces doivent être débarrassées de toutes impuretés (oxyde, vernis à l'endroit de la soudure, ce qui se fait automatiquement avec la soudure auto-décapante ; ou manuellement en enduisant les pièces de " pâte à souder ".
  • La pâte à souder décape les pièces rapidement sous l'action de la chaleur et crée un flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément...) facilitant la pénétration par capillarité (La capillarité est l'étude des interfaces entre deux liquides non miscibles, entre un liquide et l'air ou entre un liquide et une surface. Elle est mise en...) du métal d'apport en fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion...) entre les pièces à réunir.
  • Le métal d'apport est alors appliqué, il devient fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des...) et enrobe les pièces, créant une liaison permanente une fois les pièces refroidies.
  • Ce type de soudure ou brasure n'est pas d'une solidité mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de...) à toute épreuve, le métal d'apport étant relativement fragile, mais est techniquement facile à réaliser, rend étanche les raccords, et assure un bon contact électrique entre les pièces.

Modèles de fer

Station de soudure simple
Station de soudure simple
  • La puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) d'un fer à souder est choisie en fonction du travail à réaliser :
    • de quelques dizaines de watts pour les travaux délicats en électronique, bijouterie, micromécanique...
    • à plus de 150 watts pour la tôle mince, le zinc (toit en zinc), la plomberie (La plomberie est une spécialité de l'ingénieur en Mécanique appliquée au bâtiment et du plombier spécialisé, regroupant...) (petits travaux).
    • En électronique, on utilise de préférence une station de soudage thermostatée.
  • Un fer à souder à gaz est utilisé pour les travaux de tôlerie et de zinguerie réclamant une puissance plus grande compte tenu de la masse des pièces à souder, induisant une inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle). Ainsi, un corps immobile ou en mouvement...) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant...) plus grande.
    • Le propane (Le propane est un alcane linéaire de formule C3H8.) fournit une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du...) et une puissance de chauffe supérieure à celles du butane (Le butane est un hydrocarbure saturé de la famille des alcanes de formule brute C4H10. Il existe sous 2 formes isomères, le butane ou n-butane et le 2-méthylpropane ou isobutane.).
  • En général le métal d'apport utilisé pour réaliser ce genre de soudure (on devrait dire brasage) est un alliage d'étain et de plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et de numéro atomique 82. Le mot et le symbole viennent du latin plumbum.) dont le point de fusion (Le point de fusion' ou la température de fusion d'un corps représente la température à une pression donnée, à laquelle un élément pur ou un composé chimique...) est de l'ordre de 200°C.
    • En plomberie, le rapport quantitatif de plomb/étain (60%)/(40%) est généralement plus élevé, que pour l'électronique ou l'étain est présent à 60%, ce qui donne une soudure de meilleure qualité électrique, plus fluide et brillante.
    • Ce métal d'apport est sous forme de fil pour l'utilisation en électronique ou les petits travaux ; ce fil à souder contient une pâte décapante (mélange acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les...) nettoyant à chaud les pièces à souder). On parle alors de soudure auto-décapante.
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