Les outils de sertissage et le coût d'être bon marché

Nov 21, 2023

Les connecteurs à sertir offrent un moyen simple et pratique de connecter des composants électroniques tout en permettant de les retirer et de les échanger sans avoir à atteindre un fer à souder et une mèche à dessouder. En naviguant sur son site d'achat bon marché préféré, vous pouvez avoir l'impression que tout ce qu'il faut faire pour rejoindre le monde du sertissage est de commander un outil de sertissage à 20 $ et des assortiments de 'JST' et 'DuPont' (un clone Mini-PV) connecteurs qui vont avec. Après tout, ce n'est qu'un morceau de métal coincé autour d'un fil dénudé. À quel point cela pourrait-il être compliqué ?

La dure vérité est que, aussi ridicule que le prix des outils de sertissage officiels JST et Mini-PV puisse sembler à des centaines de dollars chacun, ils offrent des sertissages précis et reproductibles et une stabilité fiable à long terme. Il en va de même pour les connecteurs JST, Mini-PV et Molex authentiques. Le prix à payer pour « économiser de l'argent » peut finir par être beaucoup plus élevé que l'argent initialement économisé.

En décembre 2007, les unités de climatisation installées dans les motels et les appartements ont commencé à prendre feu, apparemment d'elles-mêmes. Toutes ces unités AC ont été fabriquées par une seule société texane : Goodman Co. Après plusieurs rapports d'unités prenant feu, il a été déduit qu'il devait s'agir de cordons d'alimentation défectueux d'un nouveau fournisseur : Tower.

Après un rappel d'unités avec des cordons d'alimentation fournis par la tour, la bataille juridique et l'enquête qui ont suivi ont tenté de déterminer la cause des incendies. En utilisant des unités qui n'avaient pas encore pris feu, la cause a été localisée jusqu'aux connecteurs de drapeau qui étaient sertis sur les fils toronnés du cordon d'alimentation. En raison d'une pression insuffisante appliquée lors du sertissage, des espaces ont été laissés dans le connecteur drapeau qui ont augmenté la résistance de contact.

Tirant de grandes quantités de courant, cela conduirait ainsi à un développement rapide de la chaleur et finalement à un incendie. L'usine de la tour n'a pas utilisé les machines de sertissage AMP spécifiées, mais des machines de contrefaçon mal configurées qui ont créé des sertissages inappropriés. Ici, la décision de Tower d'économiser quelques dollars leur a finalement fait perdre beaucoup de revenus et a mis en danger la vie et les biens.

L'élément essentiel d'un bon sertissage est celui de la déformation plastique : la propriété de plasticité naturelle des matériaux en question et si cette plasticité est pleinement utilisée pour obtenir un contact solide, mais pas (destructivement) dépassée ou - comme dans ce cas - à peine utilisée .

Ce que l'exemple précédent montre clairement, c'est que vous devez faire très attention à ce que vous achetez exactement : pas seulement les outils, mais aussi les composants. Un excellent exemple ici est celui des connecteurs knock-off, que l'on peut appeler aimablement le « syndrome de DuPont », après un clone bon marché d'un connecteur bien meilleur, qui est devenu plus connu que l'original.

Selon Matt Millman, Berg Electronics a introduit son connecteur Mini-PV dans les années 1950. Il s'agit d'un connecteur qui pourrait être confondu avec un connecteur 'DuPont', mais qui est en fait un connecteur bien meilleur, avec une conception bimétallique comprenant un ressort à lames BeCu qui est toujours produit par Amphenol aujourd'hui, y compris pour l'armée américaine et d'autres branches du gouvernement américain.

Berg Electronics a été acheté par DuPont Corporation en 1972, ce qui en fait une division de cette dernière. Cela pourrait expliquer pourquoi, lorsque, dans les années 1990, des connecteurs clones inspirés du Mini-PV moins chers ont commencé à apparaître (y compris ceux fabriqués par Harwin avec le M20), il est devenu connu sous le nom de «connecteur DuPont», même s'il est mécaniquement différent du Mini. -Connecteur photovoltaïque.

Depuis lors, les fabricants de clones ont non seulement commencé à produire leur propre version du connecteur " DuPont ", mais également des offres de JST, y compris leurs gammes XH, PH et autres. Les tolérances, les matériaux utilisés et d'autres spécifications telles que les revêtements sont à deviner, en particulier lorsqu'ils sont achetés auprès de vendeurs anonymes sur les sites d'achat bon marché susmentionnés.

Le problème de l'utilisation de métaux différents dans les connecteurs est celui de la corrosion galvanique. Bien que cela soit rarement un problème à court terme, l'utilisation de connecteurs plaqués différemment sur un circuit imprimé et le faisceau de câbles est susceptible d'entraîner une accumulation de pannes après plusieurs mois ou années, selon les conditions environnementales. Sans connaître les spécifications exactes des connecteurs et du câblage utilisés dans un projet, cela devient un risque important et doit absolument être évité lorsque la fiabilité à long terme est importante.

Tout comme pour économiser quelques dollars sur les connecteurs de contrefaçon bon marché, il est essentiel d'être conscient des problèmes avec les outils de sertissage bon marché, qui se présentent principalement dans des résultats de sertissage inférieurs à la moyenne et parfois des sertissages défectueux qui peuvent ne pas être détectés par un œil non averti. À titre d'exemple, jetons un coup d'œil à un outil de sertissage meilleur que la plupart pour 'JST' et 'DuPont' - que votre humble serviteur a également récemment obtenu - et que Matt Millman a examiné et comparé : le 'Preciva PR-3254' :

En tant que propriétaire d'un véritable outil de sertissage Berg/DuPont Mini-PV, Matt a pu faire une comparaison côte à côte des deux outils, ainsi que leurs résultats de sertissage. Le détail le plus important que Matt a noté est que le PR-3254 a la bonne forme de matrice, car le haut de la section pour 'DuPont' doit être une forme 'O', plutôt qu'une forme 'B', qui est la bonne forme pour une pince à sertir JST.

Malheureusement, ce n'est pas tout à fait la bonne forme quand on regarde de plus près. Le problème apparaît lorsque les mâchoires se referment, l'espace résultant est plus ovale que le cercle de la pince à sertir DuPont :

Bien que le sertissage résultant soit acceptable, il écrase l'isolation lors de l'utilisation d'un fil AWG 24 (0,205 mm2), et avec un fil AWG 28 (0,0810 mm2), l'isolation est finement sertie, mais la force sur le fil lui-même était insuffisante. Cela pourrait entraîner une résistance de contact accrue et d'autres problèmes.

Lors de l'examen d'un autre outil de sertissage économique (IWISS SN-025) qui prétend cibler les connecteurs "DuPont", Matt a trouvé qu'il était un peu meilleur que le PR-3254, mais comme d'habitude, il ne devrait pas être utilisé pour des applications critiques. À moins que l'on ne soit intéressé à devenir une autre entrée dans la liste des fabricants irresponsables aux côtés de Tower, il pourrait être judicieux de débourser de l'argent pour quelque chose comme l'outil de sertissage officiel Harwin M20 Z20-320 pour seulement 460 $ de nouveau.

Les caractéristiques offertes par ces outils incluent des subtilités telles qu'un arrêt de fil afin que vous ne puissiez pas insérer le connecteur à sertir trop loin, ainsi que divers guides à l'intérieur des matrices qui aident à stabiliser le connecteur avant et pendant qu'il est serti. Cela présente l'immense avantage que chaque sertissage est susceptible d'être aussi parfait que possible, alors qu'avec les outils manuels (sans cliquet) et les outils de sertissage économiques, un certain niveau de compétence est requis pour obtenir des résultats même acceptables.

Peut-être que le plus important à retenir de tout cela est qu'avant même d'entrer dans le vif du sujet des connecteurs à sertir et de l'outillage associé, il est essentiel de comprendre les bases. À la fois pour éviter de se retrouver avec des composants et des outils qui ne sont pas à la hauteur de la tâche pour laquelle ils ont été achetés, mais aussi pour éviter le pire. Même s'il ne s'agit "que" d'un projet de loisir, avoir une certaine confiance dans la fiabilité à moyen et long terme de ses sertissages est très souhaitable.

Bien que le sertissage des connecteurs doive et puisse être rapide et presque sans effort, avoir des composants et/ou des outils de mauvaise qualité est sûr de faire perdre du temps à toute personne impliquée. Quand il s'agit de choisir l'un ou l'autre, tout se résume à un choix conscient : obtenir des clones Harwin M20 Mini-PV, ou parier sur ce qu'un vendeur au hasard sur AliExpress avait en stock ce jour-là ? Un outil IWISS ou Preciva est-il le bon choix parce que c'est "juste pour quelques retouches", ou un sertissage défectueux pourrait-il entraîner des conséquences potentiellement très désagréables ?

Naturellement, la réponse facile est de simplement faire des folies, par exemple sur les pièces et outils officiels Harwin, JST et Molex, mais même si l'on trouve les outils de sertissage utilisés sur EBay ou plus, c'est encore beaucoup d'argent à investir dans ce qui est susceptible de être 'juste un passe-temps', et où l'échec n'est pas critique. Tant que l'on est conscient des limites des pièces et des outils utilisés, il n'y a probablement pas de véritable mauvais choix, à part peut-être utiliser un outil de sertissage dégoûtant bon marché qui mutile positivement le connecteur et/ou le fil.

[Image d'en-tête : tout un tas d'outils de sertissage. (Crédit : Matt Millman)]