Pourquoi les essais de soudabilité sont-ils importants ?

Vous êtes-vous déjà demandé combien de soudures composent la structure de votre voiture ?

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Et s'ils n'étaient pas assez résistants pour supporter les chocs et l'usure du temps ? Mieux vaut ne pas y penser.

Heureusement, il y a ceux qui le font pour nous.

Le test de soudabilité est un test de laboratoire visant spécifiquement à garantir l'étanchéité de ces soudures et d'autres.

Découvrons-le ensemble.

À quoi sert le test de soudabilité ?

Les essais de soudabilité sont nécessaires pour vérifier le comportement et la résistance de tous les types de soudures lorsqu'elles sont soumises à des contraintes mécaniques et/ou à des environnements extrêmes.

Comme nous l'avons mentionné, le secteur automobile est parmi les plus touchés par les essais de soudage, étant donné le nombre élevé de soudures impliquées dans le châssis, la carrosserie et les différents composants du moteur d'une voiture courante.

Pour les mêmes raisons, dans les aéronautique, naval et militaire , les ingénieurs sont tenus de réaliser des tests de soudabilité rigoureux afin d'évaluer la résistance des soudures des véhicules qui doivent souvent supporter des contraintes extrêmes et des environnements atmosphériques non conventionnels.

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extrêmes

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Comment fonctionne le test de soudabilité

Le test de soudabilité est en fait un ensemble de tests individuels, principalement mécaniques, qui vérifient la résistance de la soudure à différents types de contraintes.

Les tests que l'on retrouve généralement dans le test de soudabilité prescrit par les normes internationales sont les suivants :

• essai de traction 
• Essai de flexion
• Essai de flexion
• Test de dureté

Chacun de ces tests soumet la soudure à un type de contrainte mécanique différent. 

L'échantillon soudé est placé à l'intérieur d'instruments de laboratoire spécifiques conçus pour les essais mécaniques sur des matériaux capables de réaliser un ou plusieurs essais de ce type.

Les tests à effectuer, et leur nombre, varient d'un secteur à l'autre et d'un produit à l'autre. 

Les principales normes internationales qui traitent des essais de soudabilité sont : ISO 5817:2014, AWS D1.1:2015, MIL-STD-750 Méthode 2026et J-STD-002.

Chambres climatiques et essais de soudabilité

Le test de soudabilité est principalement composé de tests mécaniques, comme nous l'avons vu, mais les tests climatiques ne sont pas à exclure.

Comme pour de nombreux autres tests sur des produits et des matériaux qui ne sont pas directement liés au climat, il faut tenir compte du fait qu'il n'existe pas d'environnement neutre et que chaque échantillon testé aura son cycle de vie dans un contexte atmosphérique spécifique.

En ce sens, les essais de soudabilité qui impliquent l'utilisation concomitante d'essais climatiques sont ceux qui concernent les soudures qui seront exposées à des environnements extrêmes tels que ceux des industries navales et sous-marines, exposées à un risque élevé de corrosion.

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La chambre climatique FDM pour les essais de soudabilité

Pour tester la résistance des soudures et autres matériaux à la corrosion et, de manière générale, aux environnements extrêmes, il n'existe pas de meilleur outil qu'une chambre climatique.

Les chambres environnementales FDM sont conçues pour réaliser tous les tests climatiques extrêmes, y compris ceux qui affectent des secteurs particulièrement sensibles tels que l'aéronautique militaire ou le génie naval.

Nous pouvons également concevoir des modules climatiques compatibles avec les presses hydrauliques pour les essais de traction. Nous l'avons déjà réalisé pour un client et décrit ici.

Pour toute question ou préoccupation supplémentaire, n'hésitez pas à nous contacter. 

Vous avez besoin d'un devis ou vous avez des questions sur le produit ?

Contactez -nous pour plus d'informations sur ce produit.

Normes de référence

• Norme IPC/EIA J-STD-002E — Tests de soudabilité des broches, terminaisons, cosses et fils des composants
• Norme IPC/EIA J-STD-003D — Tests de soudabilité des cartes imprimées
• CEI 60068-2-20 — Essai T : Soudage
• IEC 60068-2-58 — Essai Td : Soudabilité, résistance à la dissolution et à la chaleur de soudage
• ISO 9455 — Flux de brasage tendres — Méthodes d'essai
• IPC-A-610 — Acceptabilité des assemblages électroniques

Sources faisant autorité

• IPC — Association reliant les industries électroniques.
• CEI 60068-2-20.
• Normes JEDEC.

Questions fréquentes sur les essais de soudabilité

Qu'est-ce que la soudabilité ?

La soudabilité , formant ainsi des joints de soudure fiables. Elle dépend de : (a) la composition du revêtement (Sn, SnAg, SnBi, NiAu, ENIG, OSP, Imm Sn, Imm Ag) ; (b) la durée de stockage avant assemblage la contamination ; (d) l'humidité absorbée. Un composant difficilement soudable génère des joints de soudure froids, des vides, des joints non mouillés et une durée de vie moyenne avant panne (MTBF) réduite.

Comment mesure-t-on la soudabilité en laboratoire ?

Deux méthodes principales : l’immersion et l’inspection visuelle (test A de la norme IPC J-STD-002) : la pièce est immergée dans un flux d’étain fondu à 245 °C pendant 5 secondes, puis inspectée visuellement au microscope à l’aide d’un échantillon conforme aux normes IPC (couverture de la surface mouillée supérieure à 95 %). méthode de la balance de mouillage (test Td de la norme IEC 60068-2-58) : méthode quantitative, la pièce est suspendue sur une balance de précision et immergée dans de l’étain fondu. La force de mouillage est enregistrée en fonction du temps. Paramètres : temps de mouillage ( force de mouillage cible : > 200 µN).

Quelles sont les conditions préalables à appliquer avant les tests ?

Pour simuler le vieillissement de la finition : (1) Vieillissement à la vapeur pendant 8 h à 93 °C et 95 %RH (simule 1 à 2 ans de stockage) ; (2) Chauffage à sec à 155 °C pendant 4 à 16 h (simule plusieurs refusions) ; (3) Vapeur + cycle thermique pour les finitions OSP dégradées. Les composants sensibles au MSL (MSL 3 à 5) nécessitent d’imprégnation d’humidité . Les résultats du préconditionnement sont plus rigoureux et représentatifs des conditions réelles : un composant neuf présentant une bonne soudabilité peut devenir inutilisable après vieillissement, ce qui représente un risque sur le terrain.

Pourquoi la soudabilité est-elle essentielle pour les matériaux sans plomb ?

Les alliages (Sn-Ag-Cu / SAC305) exigés par la directive RoHS 2011/65/UE présentent les caractéristiques suivantes : (a) température de fusion de 217 à 220 °C (contre 183 °C pour le Sn-Pb), ce qui implique une refusion plus sévère ; (b) tension superficielle plus élevée, réduisant la mouillabilité de 15 à 25 % ; (c) sensibilité accrue à l’oxydation ; (d) exigence de finitions contrôlées (ENIG, Imm Ag). Le test J-STD-002 est obligatoire avant la production pour les composants électroniques de premier rang, avec des audits annuels sur les composants critiques. La qualité de la soudabilité détermine directement le rendement de première passe sur la ligne CMS.