Souffler ou ne pas souffler sur l'articulation, telle est la question

Dans un certain livre de conception physique électronique , nous sommes informés qu'après le soudage:

Ne soufflez pas sur le joint, car cela ferait refroidir la soudure trop rapidement, entraînant une cristallisation et une fragilisation.

En revanche, un utilisateur (sinon le plus) célèbre de cette carte, nous conseille de

souffler doucement sur le joint jusqu'à ce qu'il durcisse.

Maintenant, cela ressemble à l'un de ces problèmes que le EEVblog ou même Mythbusters aborderait. Alors, quelqu'un connaît-il des expériences où l'effet du soufflage sur l'articulation a été étudié?

Mises à jour:

• Comme indiqué dans un commentaire ci-dessous, ce dernier conseil peut ne pas être pratique car il a été écrit car un petit joint peut durcir trop vite de toute façon pour que le soufflage soit utile à cet égard. Il peut toujours y avoir d'autres incitations pratiques à le faire, comme refroidir la carte / les pièces plus rapidement afin que vous puissiez passer à la prochaine articulation sans vous brûler (en touchant accidentellement les traces, les pièces, etc.). Je pense donc qu'il est juste de demander si les conseils donnés dans certains manuels (contre le soufflage) sont purement ex cathedra ou étayés par des preuves empiriques. Hélas, le livre que j'ai mentionné ne cite rien à l'appui de leur position.

• Après un peu plus de recherches, j'ai trouvé des preuves anecdotiques dans un blog EDN soutenant la revendication du livre. Cela semble encore assez insatisfaisant et peut-être pas assez scientifique, car ce blog a déclaré que tous les joints examinés sur ce site étaient des joints froids ("la soudure était visiblement fissurée et cristallisée dans toutes les directions"), mais cela aurait pu se produire pour d'autres raisons, à savoir cette preuve anecdotique manquait de contrôle .

• Comme indiqué dans les commentaires ci-dessous, le soufflage sur l'articulation est parfois l'aspirateur (ou le déflecteur de toute façon) du pauvre. Maintenant, comme de vrais extracteurs de fumées sont standard dans la plupart des magasins / laboratoires et que ceux-ci ont un flux d'air non trivial, je soupçonne que certains boffin ont étudié quel niveau de flux d'air devient dangereux pour la fiabilité des joints.

Cela dépend de quoi et comment vous soudez. Si vous soudez manuellement des choses qui sortent d'une planche, comme un fil, il est généralement bon de souffler doucement sur le joint pour le refroidir rapidement. Les avantages sont:

1. Il durcit rapidement l'articulation. Cela réduit le temps que vous avez pour maintenir les choses immobiles, ce qui réduit à son tour le risque que les choses bougent pendant que la soudure durcit. Lorsque vous tenez une ou plusieurs choses avec vos mains, cela est utile.

2. Vous pouvez obtenir une indication visuelle de la qualité de l'articulation. Voir la soudure durcir vous en dit un peu plus sur la façon dont la soudure a établi un contact thermique, ce qui dépend de la façon dont elle a coulé autour de toutes les parties métalliques du joint. C'est difficile à expliquer sans le montrer, mais parfois vous pouvez attraper un problème en remarquant que la soudure n'a tout simplement pas l'air juste après son refroidissement, ou en cours de refroidissement.

Cependant, lorsque les choses sont maintenues seules, vous avez l'avantage de laisser la soudure refroidir lentement. C'est le cas, par exemple, de la soudure d'une seule broche d'un composant plus gros sur une carte. Si les autres broches ont déjà été soudées, elles maintiendront la pièce en place. Le joint de la pièce ne sera pas affaibli en raison de l'oscillation de la pièce pendant le refroidissement de la soudure. Maintenant, laisser les contraintes mécaniques dues à un chauffage inégal se dissiper un peu en ralentissant le processus de durcissement aide.

Bien sûr, lorsque vous effectuez un soudage par refusion, suivez le profil de température recommandé. Dans ce cas, l'équipement gère tout cela, et vous ne devriez pas être là pour modifier le processus.

Avec la soudure manuelle à l'air chaud, vous ne voulez généralement pas non plus souffler sur les joints. Vous n'utiliseriez pas d'air chaud pour souder vous-même deux choses que vous tenez. En général, vous chauffez une pièce entière. L'air chaud chauffe la carte et les autres pièces autour de l'endroit où vous soudez. Donnez-leur une chance de se refroidir lentement et avec le moins de stress thermique.

Les effets du refroidissement comme dernière étape d'un four de refusion sont bien compris. En bref, vous voulez qu'il refroidisse aussi vite que possible en dessous d'une limite qui, je pense, est un choc thermique. En règle générale, 4 degrés par seconde sont à peu près à droite. Je risquerais de deviner que pour un joint de petite à moyenne taille en air libre, ce serait à peu près cela, mais aussi que souffler dessus ne changerait pas grand-chose. Le flux s'envole assez rapidement et la chaleur est localisée. Tldr: soufflez sur des objets lourds comme les pads d2pak et les connexions au cuivre à courant élevé. Faites ce que vous aimez pour le reste.

Mieux vaut ne pas souffler si vous êtes sûr à 100% qu'il ne bougera pas jusqu'à ce qu'il refroidisse. Mieux vaut souffler s'il y a des chances de mouvement avant de refroidir. Votre décision dépend de votre patience. Après tout, la fragilisation / cristallisation provoquée par le soufflage est meilleure que la fragilisation / cristallisation provoquée par le déplacement.

Je doute que le soufflage fasse une grande différence dans les caractéristiques des articulations.
Comme le note Loganf, les taux de refroidissement par refusion se situent généralement entre 2 et 4 C / seconde - plus probablement plus près de ce dernier. Dans le brasage à la main, vous serez passé au joint suivant bien avant qu'un taux de 4C / s ne réduise la température du joint à quelque chose comme la température ambiante.

On peut dire que la zone critique est légèrement supérieure à légèrement inférieure au point de transition liquide-solide. La soudure au plomb 60/40 traditionnelle est un «mélange eutectique» avec un point de transition très bien défini. Les soudures modernes sans plomb ont tendance à être proches des mélanges eutectiques, mais pas exactement ainsi et la transition se produit à travers une gamme de températures, le matériau étant "boueux" pendant sa transition. (Ceci est utilisé à bon escient, par exemple pour «essuyer le plomb» par les jointeurs de câbles et autres qui utilisent du metl fondu comme joint et maintiennent le métal dans la zone de transition tout en le «travaillant».)

Dans le cas de joints faits à la main (pas de rouler le vôtre), je suppose que vous auriez du mal à limiter les taux de refroidissement à seulement 4 ° C / seconde, même à l'air calme. Cela a tendance à entraîner des articulations plus dures et le soufflage augmentera quelque peu cet effet. Un joint plus malléable est sans doute préférable si les problèmes de support mécanique sont importants.

FWIW (discutable):

Les références suivantes concernent en grande partie le refroidissement après soudage à la vague ou par refusion, mais donnent quelques indications sur les processus impliqués.

Wikipédia - refusion

La dernière zone est une zone de refroidissement pour refroidir progressivement la carte traitée et solidifier les joints de soudure. Un refroidissement correct empêche la formation intermétallique excessive ou les chocs thermiques des composants. Les températures typiques dans la zone de refroidissement varient de 30 à 100 ° C (86 à 212 ° F). Une vitesse de refroidissement rapide est choisie pour créer une structure à grains fins qui est la plus saine mécaniquement. [1] Contrairement au taux d'accélération maximal, le taux de décélération est souvent ignoré. Il se peut que le taux de rampe soit moins critique au-dessus de certaines températures, cependant, la pente maximale admissible pour tout composant devrait s'appliquer, que le composant chauffe ou se refroidisse. Une vitesse de refroidissement de 4 ° C / s est couramment suggérée. C'est un paramètre à considérer lors de l'analyse des résultats du processus.

Wikipedia - soudure - recherche de "cool" - quelques observations utiles

Cris - Soudage à la vague

La dernière phase du processus de refusion est l'étape de refroidissement. Un bon refroidissement est vital dans le processus de soudage et améliore la résistance du joint de soudure final. Un refroidissement rapide entraîne une connexion de soudure plus solide mais trop rapide peut entraîner des contraintes de dilatation thermique sur les composants. Cree recommande une vitesse de refroidissement entre 2 ° C et 4 ° C par seconde.

PCB de refroidissement après soudage

Il n'est pas souhaitable que l'ensemble refroidisse trop lentement (séjour excessif aux températures de liquidus) ou trop rapidement (choc thermique en résultant). Le refroidissement contrôlé empêche la formation intermétallique excessive, le démouillage, l'oxydation, le choc thermique et d'autres problèmes

Utile - lié à la soudure sans plomb

En relation"

Wikipédia - Soudage à la vague

http://www.electronics-cooling.com/2006/08/thermal-conductivity-of-solders/

Résumé seulement

Soufflez. Quoi qu'il en soit, tout travail manuel que vous faites n'est pas assez professionnel pour être en l'air, alors ne vous inquiétez pas. Soufflez, gagnez du temps, tout ira bien.