Patty se rendait à son bureau lorsqu'elle a vu passer le professeur Ulf Gabrielson. "Quel vieil homme impressionnant", pensa-t-elle. Il avait été candidat au prix Nobel il y a quelques décennies et venait encore au bureau la plupart du temps. Il était âgé de 85 ans environ.
Ce qui a frappé Patty dans le milieu universitaire, c'est la quasi-vénération dont font l'objet les professeurs plus âgés. Une poignée de professeurs âgés de plus de 70 ans enseignaient et faisaient de la recherche à plein temps, et les étudiants de premier et de deuxième cycle recherchaient avidement leurs conseils sur des questions techniques, professionnelles et, souvent, même personnelles.
L'expérience de l'université Ivy s'est avérée positive pour elle et Rob. Ils allaient tous deux obtenir leur doctorat prochainement. Désormais, Patty ne se sentirait plus aussi mal à l'aise en tant que professeur sans doctorat. Rob a obtenu un poste de chercheur à l'université Ivy après avoir obtenu son diplôme. Bien que le poste soit moins bien payé que ce qu'il pourrait gagner dans l'industrie, il apprécie lui aussi l'ambiance universitaire et la flexibilité des horaires de travail.
Après être entrée dans son bureau, Patty s'est assise pour répondre à ses courriels et en a vu un de Mike Madigan.
Elle disait : "Professeur Coleman, pourriez-vous, avec l'équipe, élaborer une liste de recommandations sur l'assemblage de soudures mixtes sans plomb et avec plomb-étain ? Votre humble étudiant Mike".
C'était la période d'interruption entre deux trimestres et Patty avait un peu de temps ; et cette mission semblait amusante. Elle a immédiatement envoyé une note à Rob et Pete et leur a proposé de faire des recherches, puis de se retrouver dans quelques jours.
Comme toujours, les jours passent vite. "L'équipe s'est retrouvée dans le bureau de Patty en un rien de temps.
"Hé, Rob ! Maintenant que tu es chercheur scientifique, tu as un meilleur bureau que Patty ?" plaisante Pete.
"Oui, c'est vrai ! Je suis maintenant plus célèbre que le célèbre professeur Coleman", rétorque Rob.
"OK ! OK ! Mettons-nous au travail", dit Patty en riant avec Rob et Pete.
"Ce qui me frappe le plus, en rassemblant des informations pour cette petite mission, c'est que, malgré toutes les inquiétudes concernant la fiabilité des soudures sans plomb, tant de gens ont assemblé des produits avec des technologies mixtes et semblent s'en moquer éperdument", a déclaré Pete, très sérieusement.
"Je suis d'accord", a déclaré Rob.
"Pensez à ce système d'alliage de soudure mixte. Quatre métaux (étain, plomb, cuivre et argent) en quantités incontrôlées dans le joint de soudure", poursuit Pete.
"On ne peut donc pas vraiment dire quelle est la température de fusion ou quelles sont les propriétés mécaniques. Elles varient d'un point à l'autre du joint de soudure", ajoute Patty.
"C'est vrai, mais il faut être un peu pragmatique. De nombreuses personnes ont assemblé avec succès de tels systèmes d'alliages mixtes, et ce depuis longtemps", a suggéré Pete.
"Regardez les travaux de Bradley et al avec NEMI sur les cycles thermiques", poursuit Pete.
Le trio regarde la carte que Pete a imprimée.
Les données de Bradley suggèrent que la fiabilité des cycles thermiques des mélanges étain-plomb et sans plomb est à peu près égale à celle des soudures étain-plomb.
"Comme prévu, les soudures à l'étain-plomb sont à la traîne par rapport aux soudures sans plomb. Mais il est intéressant de constater que les résultats des soudures mixtes et des soudures à l'étain-plomb sont à peu près identiques". souligne Patty.
"Les données montrent une situation typique. Les soudures SAC sont meilleures dans le cycle thermique. Si nous disposions de données sur les chocs de chute, les soudures à l'étain-plomb et les soudures mixtes sembleraient meilleures", a déclaré Rob.
Le trio a passé en revue d'autres données pendant un court laps de temps...
"Je pense que nous sommes d'accord pour dire que, pour l'électronique non critique, les systèmes d'alliages mixtes peuvent fonctionner. Mais je pense que nous sommes également d'accord sur le fait que, pour quelque chose comme un avion de chasse ou un appareil médical, cela ne devrait même pas être envisagé", a déclaré M. Patty.
Rob et Pete murmurent leur accord.
"OK. Il semble donc que ces données permettent de mélanger les soudures à l'étain-plomb et les soudures sans plomb. Mais qu'en est-il du processus ?" demande Patty.
"Nous ne pouvons pas utiliser des températures de soudure étain-plomb lorsque nous utilisons également de la soudure SAC, car nous risquons de ne pas faire fondre complètement la soudure SAC. Regardez ces images que j'ai trouvées (voir figure 2)", explique Rob.
Figure 2. Lors de l'utilisation de soudures mixtes étain-plomb et sans plomb, il convient de s'assurer que la température de refusion est suffisamment élevée pour faire fondre la soudure sans plomb.
"Whoa !" dit Pete. "Regardez la mauvaise structure du grain ! Pas besoin d'être un génie de la métallurgie pour voir que cette soudure est faible".
"Je suis d'accord. Mais si la température est basse, il est vraiment utile d'avoir une pâte à souder avec un bon flux. Vous vous souvenez des travaux de Mario Scalzo à ce sujet ? J'ai la photo de son expérience (voir figure 3)", a déclaré Patty.
Figure 3. Bien qu'il soit conseillé d'avoir une température de refusion maximale supérieure au point de fusion de la soudure sans plomb (généralement 219 °C environ), un bon flux peut faciliter la fusion de la soudure sans plomb à des températures plus basses. Le résultat, à droite, est obtenu à 208°C.
Je me souviens de ce travail. Il l'a présenté lors d'un atelier auquel j'ai assisté. Il a réussi à faire fondre une boule de soudure SAC305 dans une soudure à l'étain-plomb à seulement 208 °C. Il a utilisé un flux formidable qui a facilité le processus", ajoute Rob. Il a utilisé un flux extraordinaire qui a facilité le processus", a ajouté Rob.
"Comme nous l'avons vu précédemment, une bonne pâte à braser est le point de départ", ajoute Pete.
Patty est allée sur son tableau blanc pour résumer. Elle a écrit :
- L'assemblage électronique mixte sans plomb et étain-plomb peut fonctionner pour des applications non critiques.
- Il devrait toujours y avoir une certaine gêne lors de la création d'un système d'alliage de quatre métaux de composition différente.
- Le joint de soudure qui en résulte présente des propriétés mécaniques et des températures de fusion variables
- Les résultats des cycles thermiques seront moins bons que ceux des soudures SAC.
- La résistance aux chocs peut être meilleure que les soudures SAC
- Le profil de refusion doit être tel que la température maximale soit supérieure au point de fusion de la soudure SAC.
- Comme toujours, travaillez avec votre fournisseur de pâte à souder pour obtenir la meilleure pâte à souder pour cette application difficile.
Après avoir examiné la liste et l'avoir jugée valable, Pete a proposé de jouer neuf trous de golf.
Santé,
Dr. Ron
