Conductor Facts: Solderability

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L’aptitude au soudage est définie par la capacité du métal d’être mouillé par une soudure fondue. Les mesures de l’aptitude au soudage peuvent s’effectuer de differentes manières. Une balance de mouillage mesure et enregistre la force de mouillage en fonction du temps. Comme il s’agit d’un test quantitatif, il présente certaines complications lorsque le résultat est comparé à la pratique effective du soudage. De plus il requiert l’usage d’un équipement de laboratoire fort coûteux. Autre test qualitatif fréquemment employé le trempage en bain de soudure suivi d’observations. Ce test emploie un mécanisme de trempage, un pot de soudure, un microscope à faible grossissement et peut nécessiter un vieillissement à la vapeur des échantillons. La procédure pour l’utilisation de ce test est bien définie par l’American National Standard ANSI/J-STD-002 et par MIL-STD 202/208F. Le Standard NEMA WC65 décrit les questions liées à l’aptitude au soudage et les recommandations associées avec les conducteurs revêtus d’argent, de nickel et d’étain.

Définitions

  • Mouillage
  • Formation d’un film relativement uniforme, continu et adhérent de soudure sur le métal de base. 
  • Mouillage partiel
  • La soudure fondue revêt la surface puis tend à former des ammoncellements de forme irrégulière séparés par des surfaces couvertes par un film de soudure très fin n’exposant pas le métal de base.
  • Non-mouillage
  • Adhérence partielle de soudure fondue sur une surface laissant le métal de base exposé.
  • Piqûres
  • Imperfections de la surface mouillée apparaissant comme de petits trous atteignant le métal de base.
  • Durée de conservation
  • Période de temps usuellement mesurée en mois et partant de la date de revêtement du fil, durant laquelle celui-ci passe le test d’aptitude au soudage.

Le test de trempage dans un bain de soudure suivi d’observations est un indicateur général de propreté de la surface et de présence d’une oxydation de surface. Il est aussi un bon indicateur de l’aptitude au soudage du conducteur lorsqu’il est en service. Le critère général d’acceptation du test de trempage suivi d’observations est un minimum de couverture de 95% par mouillage.

On remarque une limite au MIL-STD-202/208. La méthode ne permet d’utiliser qu’une seule procédure de test pour tous les types de conducteurs. Il ne tient pas compte des différentes propriétés des matériaux de revêtement. La méthode emploie un critère d’acceptation visuelle très subjective et la procédure peut ne pas être apte à donner des résultats consistants pour la corrélation de l’aptitude au soudage et de la durée de conservation.

Aptitude au soudage d’un conducteur

Un matériau montre une bonne aptitude au soudage lorsque sa surface est apte À former une Liaison avec la soudure Fondue. La plupart des métaux à l’état pur ainsi que des alliages peuvent immédiatement se lier à la soudure ; cependant, l’oxydation de surface, les impuretés et la formaation de composés intermétalliques peuvent empêcher cette liaison. Au Cours du temps croît la couche d’oxyde et la Formation intermétallique Augmente, si bien que l’aptitude au soudage diminue.

L’épaisseur et l’adhérence de la couche d’oxyde dépend du métal ou de l’alliage. Les flux décapants contiennent des agents réducteurs et sont employés pour briser la couche d’oxyde et pemettre le soudage. Les oxydes épais et plus stables demandent plus de flux actif pour activer le soudage. Les compositions intermétalliques ont des oxydes très stables et réclament les plus grandes quantités de flux pour obtenir un bon soudage. Les métaux nobles tels que l’argent et l’or peuvent être immédiatement soudés sans employer de flux.

Aptitude au soudage et durée de conservation

L’aptitude au soudage après stockage est importante dans de nombreuses applications. Comme le vieillissement altère l’aptitude au soudage, des méthodes ont été développées pour permettre l’aptitude au soudage après un Long stockage. La méthode 208, MIL-STD-202 fut à l’origine développée pour les terminaisons, les barrettes et les plombs. Cette méthode a ensuite subi des modifications de manièreà inclure les conducteurs isolés et fait usage du vieillissement à la Vapeur des échantillons revêtus. Le vieillissement à la vapeur est utilisé comme artifice pour stimuler et accélérer le processus naturel de vieilliessement. Malgré tout, compte tenu des effets multiples de variables afférentes aux revêtements, aux métaux de base, au revêtement intermédiaires et aux environnements de stockage, il n’est pas possible de prédire avec certitude la durée maximale deconservation en  stockage de quelque conducteur revêtu que ce soit.

Revêtement d’étain

L’ASTM B 33 définit les paramètres pour les conducteurs revêtus d’étain. Les oxydes d’étain recouvrant le cuivre se forment dès les conditions de stockage normales (10-35°C). Les composés intermétalliques étain-cuivre se forment aussi à température ambiante, sont très friables et empêchent l’aptitude au soudage. Ces deux phénomènes contribuent à la dégradation de l’aptitude au soudage du cuivre revêtu d’étain au long du temps. En portant l’épaisseur d’étain au-delà de ce que requiert l’ASTM B 33 a été proposé comme solution pour augmenter la durée de conservation en entrepôt. Ceci pourrait être accepté lorsqu’il s’agit de fils monobrins, mais n’est pas souhaitable pour les torons. Une plus grande épaisseur d’étain a pour résultat une plus grande résistance électrique et peut provoquer un pontage des brins au sein du toron. 

Revêtement de nickel

L’ASTM B 355 définit les différents paramètres pour les conducteurs revêtus de nickel. Par le passé, les conducteurs revêtus de nickel étaient rarement utilisés dans les applications requérant des terminaisons soudées ; cependant, étant donnée l’excellente résistance à la corrosion du nickel, ils sont spécifiés plus couramment dans des applications plus générales. Le nickel forme un oxyde particulièrement tenace qui requiert un flux très actif pour permettre le soudage.

Revêtement d’argent

L’ASTM B 298 définit les différents paramètres concernant les conducteurs revêtus d’argent. Il n’est normalement pas besoin de flux pour souder les conducteurs de cuivre revêtus d’argent. Au contraire de l’étain, l’argent ne forme pas de composé intermétallique Avec le cuivre et la durée de conservation en est excellente moyennant un emballage standard libre de soufre et un environnement de stockage correspondant. L’argent confère la meilleure des aptitudes au soudage et des durées de conservation de tous les métaux de revêtement usuels.

Afin de maximiser l’aptitude au soudage de tout conducteur revêtu, il est nécessaire de stocker le conducteur ou le fil dans un emballage approprié afin d’éviter une trop grande pénétration de l’air, de préférence dans un environnement au climat contrôlé. Lorsque l’aptitude au soudage est requise, le fil revêtu devrait être testé à nouveau pour son aptitude au soudage après un stockage prolongé.

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