焊接工艺

手工焊接技术焊接的基础知识——罗耀虎使金属件之间紧密的连接在一起，具有一定的抗撕裂能力。使焊接操作人员能熟练的掌握手工焊接知识和操作技能。手工焊接静电防护手工焊接条件手工焊接工具选用电烙铁的选用和温度控制手工焊接基本技术和知识手工焊接基本技术和知识手工焊接合格的焊点判定反拆静电产生的原因---所有静电的生成都与绝缘材料有关。1.工作台面2.工作场地3.工作工具3.工作工具4.工作对象—原材料5.工作人员工作设备和工具--要有良好的接地和防静电防护操作人员--用防静电腕带容器--防静电托盘和静电耗散容器等作业环境--以下表格是静电强度和湿度的关系，综述所得作业环境在RH35—65是最佳的湿度。述所得作业环境在RH35—65是最佳的湿度。可焊性--被焊工件焊盘不可有潮湿，脏污和氧化显现等发生，如果工件违反以下任何一项发生就会出现虚焊，假焊出现。1．被焊件必须具备良好的可焊性可焊性是指被焊接的金属材料与焊锡在适当的温度和助焊剂的作用下，形成良好结合的性能。铜是常被采用的焊接材料。2．被焊金属表面应保持清洁由于受外界环境的影响，被焊金属表面很容易使其表面形成氧化层、油污和粉尘等，使焊料难以润湿被焊金属表面，焊由于受外界环境的影响，被焊金属表面很容易使其表面形成氧化层、油污和粉尘等，使焊料难以润湿被焊金属表面，焊接前必须进行清洁。3．焊锡、助焊剂的选择要恰当为了保证焊接效果，在焊接前应根据被焊金属的种类、表面状态、焊接点的大小来选择合适的焊锡和焊剂。4．具有适当的焊接温度5．具有合适的焊接时间一、焊料有铅焊料焊料是一种熔点比被焊金属低，在被焊金属不熔化的条件下能润湿被焊金属表面，并在接触界面处形成合金层的物质。通常锡焊的被焊金属是铜，焊料是锡铅合金。为什么要用铅锡合金而不单独使用铅或锡作为焊料金。为什么要用铅锡合金而不单独使用铅或锡作为焊料呢？有三点理由：1.降低熔点，便于使用。锡的熔点是232℃，铅的熔点是327℃，但把锡和铅作成合金，它开始熔化的温度可降到183℃。如图锡铅合金状态图所示，当锡的含量为61.9%时，锡和铅有一个共晶点，此时锡铅合金开始凝固和开始液化的温度是一定的，为183℃，是锡铅合金中熔点最低的一种。2.提高机械强度锡和铅都是质软、强度低的金属,如果把两者熔为合金,机械强度就会得到很大的改进。一般说来,锡的含量为65%时,强度最大(搞拉强度约为5.5kg/mm2；剪切强度大约为4.0kg/mm2)，约为纯锡的两倍。3.降低价格锡是价格较贵的金属，而铅却很便宜，因此锡铅合金的价较纯锡要便宜。应当指出，对焊接质量要求较高的场合，有时是使用掺银焊锡。所谓掺银焊锡就是高的场合，有时是使用掺银焊锡。所谓掺银焊锡就是在锡铅焊料中加进银，比例是：锡为60%、铅为37%、银为3%。由于银对铜的扩散作用大，因此可在铜材料的表面形成稳定的合金层。要焊接较厚的铜板，使用掺银焊锡就能避免焊锡脱落，效果较好。一个良好的连接点（焊点）必须有足够的机械强度和优良的导电性能，而且要在短时间内（通常小于3秒钟）形成在焊点形成的短时间内，焊料和被焊金属会经历三个变化阶段：1.熔化的焊料润湿被焊金属表面阶段；2.熔化的焊料在被金属表面扩展阶段；3.熔化的焊料渗入焊缝，在接触界面形成合金层阶段。其中润湿是最重要的阶段，没有润湿，焊接就无法进行。在焊接过程中，同样的工艺条件，会出现有的金属好焊，有的不好焊，这往往是由于焊料对各种金属的润湿能力不同。此外，被焊金属表面若不清洁，也会影响焊料对金属的润湿能力，给焊接带来不利。锡铅合金焊料，通常又称焊锡，有多种形状和分类。形状有块状、棒状、带状、丝状和粉末状。最常见的用于电子设备的是松脂芯棒状、带状、丝状和粉末状。最常见的用于电子设备的是松脂芯焊丝，如下图所示，这种焊锡丝的轴向芯内注有助焊剂（一种松香粉末）。松脂芯焊丝的外径通常分0.6、0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、2.3、3.0mm等尺寸。无铅焊料为了达到环保要求现在绝大多数电子焊接的焊料都采用无铅焊料，无铅焊料就是锡合金中不含铅但是功能和有铅焊料一致，具体内容就一一累述了。二、焊剂焊接是在空气中和高温下进行的，因此焊料和被焊金属表面必然产生氧化层，它阻碍着焊接的进程。焊剂是一种焊接辅助材料，它能去除氧化并防止焊接时金属表面再次氧化，故又称助焊剂。焊剂可分为无机类焊剂和有机类焊剂两大类。无机焊剂，例如盐酸、磷酸、氯化锌、氯化铵等。有的制品俗称焊油，它们的活性好但腐蚀性强，在电子设备中是禁止使用的。有机焊料，例如甲在电子设备中是禁止使用的。有机焊料，例如甲酸、乳酸、乙二胺及松香焊剂等，其腐蚀性较小，有较好的助焊性能。特别是松香焊剂，在电子设备的焊接中被广泛应用。因松香焊剂应用广泛，有的资料把它另列为树脂焊剂，与有机焊剂，无机焊剂并列为三种焊剂。松香焊剂是典型的有机酸类焊剂，其主要成分是松香酸（约占80%）。在对铜或铜合金进行焊接时，铜和松香酸在加热的条件下（170℃）生成松香酸铜（金属盐）。而松香酸铜在受热的条件下又会分解成活性铜和香酸铜在受热的条件下又会分解成活性铜和松香酸。活性铜与熔化的焊料中的锡反应，最终生成铜锡合金，从而完成了焊接。目前还出现了能提高助焊效果的活性松香焊剂和改性松香焊剂等。电烙铁是进行手工焊接最常用的工具，它是根据电流通过加热器件产生热量的原理而制成的。常用的有普通电烙铁、恒温式电烙铁、吸锡式电烙铁等。1.普通电烙铁普通电烙铁有内热式和外热式两类，以内热式居多。普通电烙铁只在焊接要求不高的场合使用。2．恒温电烙铁恒温电烙铁的重要特点是有一个恒温控制装置，使得焊接温度稳定，变化极小。恒温电烙铁可以用来焊接较精细的印制电路板。变化极小。恒温电烙铁可以用来焊接较精细的印制电路板。(1)数字显示恒温电烙铁数字显示的恒温电烙铁能将烙铁的温度实时地显示出来，方便、直观、便于控制(2)无显示恒温烙铁无显示的恒温烙铁的主要特点是价格低廉。3．吸锡电烙铁吸锡电烙铁是一种既可以吸锡，又可以焊接的特殊电烙铁，它是集拆、焊元器件为一体的新型电烙铁。内热式电烙铁的外形如图所示。其加热器用电阻丝缠绕在密闭的陶瓷管上制成，因其是把加热器插在烙铁头里面，直接对烙铁头加热，所以称为内热式电烙铁。1.电烙铁的使用根据手工焊接的技术要求，在选用电烙铁时，应注意下列要求：（1）必须满足焊接时所需热量。升温快，热效率高，在连续操作时能保持一定的温度。（2）烙铁头的形状要适合焊接空间的要求。（3）电气、机械性能安全可靠。质量小，操作舒适，工作寿命长，维修方便2.电烙铁的温度控制控制电烙铁的温度，是提高焊接质量，防止元器件过热损坏的重要措施。不控制温度的电烙铁，焊接时烙铁头的温度会有不同程度的下降，尤其是在连续操作时，如果烙铁头的温度不能迅速恢复到焊接所需温度会影响工作。另外，也有可能出现烙铁头温度过高，造成被焊元器件受热损坏的情况。可见，在手工焊接时，应对电烙铁的温度进行控制。控制电烙铁的温度常用下列几种方法：（1）通过调整烙铁头伸出的长度来控制。这种办法最简单，但必须有丰富的经验，且调温不够精确。（2）通过调整电源电压，即改变电烙铁输出功率来调控温度。（3）利用温度传播感器，通过电子线路来控制温度。此法控温精度高，调节方便，但结构复杂，价格较高。（4）使用装有磁性开关的恒温电烙铁。这种磁性开关是利用居里效应——软磁材料被加热到一定温度（称为居里点）即用居里效应——软磁材料被加热到一定温度（称为居里点）即失去磁性制成的。合适的焊接温度和焊接时间焊接温度是指焊料和被焊金属之间形成合金层所需要的温度。通常焊接温度控制在300℃左右，但考虑到烙铁头在使用过程中会散热，可以把电烙铁的温度适当提高一些，有铅控制在380±20℃，无铅控制在400±20℃为宜。一个良好的连接点（焊点）必须有足够的机械强度和优良的导电性能，而且要在短时间内（通常小于3秒钟）形成。一、手工焊接的基本步骤手工焊接的工艺流程如图所示，有准备、加热、加焊料、冷却和清洗等基本步骤。准备加热加焊料冷却清洗手工焊接工艺流程图1.准备焊接前的准备包括：焊接部位的清洁处理，导线与接线端子钩连，元器件插装以及焊料、焊剂和工具的准备，使连接点处于随时可以焊接的状态。2.加热烙铁头加热焊接部位，使连接点的温度升至焊接需要的温度。加热时，烙铁头和连接点要有一定的需要的温度。加热时，烙铁头和连接点要有一定的接触面和接触压力。3.加焊料加热到一定温度后，即可在烙铁头与连接点的结合或烙铁头对称的一侧，加上适量的焊料。焊料熔化后，用烙铁头将焊料拖动一段距离，以保证焊料覆盖连接点。4.冷却焊料和烙铁头离开连接点（焊点）后，焊点应自然冷却，严禁用嘴吹或其他强制冷却的方法。在焊料凝固过程中，连接点不应受到任何外力的影响而改变位置。5.清洗必须彻底清洗残留在焊点周围的焊剂、油污、灰尘。按清洗对象的不同，可采用手工擦洗、气相清洗尘。按清洗对象的不同，可采用手工擦洗、气相清洗和超声波清洗等。二、手工焊接的操作常识1.加热方法（1）电烙铁的握法通常用右手握住电烙铁，握法有反握、正握和笔握三种，如图所示。反握法对被焊件压力较大，适当于较大功率的电烙铁（75W）；正握法适用于弯烙铁头的操作或直烙铁头在大型机架上的焊接；笔握法适用于小功率的电烙铁焊接印制电路板上的元器件。（2）电烙铁的操作要领电烙铁要在短时间内将几种金属同时加热，烙铁头如何与被焊金属接触十分重要。例如，焊接印制电路板时，由于接触角度不同，会造成热传导速度或引线一侧快或铜箔一侧快，如图所示。为使加热均匀，烙铁头应对引线和铜箔同时加热。焊接结束时，烙铁头撤离的方法也要注意。因为烙铁头的主要作用是加热，焊料熔化后，烙铁头应迅速离开焊点。如果焊料停止供给后还继续加热，会造成焊料流淌，焊点表面出现粗糙状，失去金属光泽；如果烙铁头过早撤离，会造成加热不充分，焊剂作用不够，焊点强度降低，甚至会造成虚焊或假焊。电烙铁除具有加热作用外，还能够控制焊料量，带走多余的焊料，如图所示。图（a）为烙铁以450方向撤离，焊点圆滑，带走少量焊料；图（b）为烙铁头垂直向上焊点圆滑，带走少量焊料；图（b）为烙铁头垂直向上撤离，焊点容易造成拉尖；图（c）为烙铁头以水平方向撤离，带走大量焊料；图（d）为烙铁头沿焊点向下撤离，带走大部分焊料；图（e）为烙铁沿焊点向焊点向上撤离，带走少量焊料。掌握上述烙铁撤离方向，就能控制焊料留存量，使每个焊点符合要求，手工能控制焊料留存量，使每个焊点符合要求，这也是手工焊接的技巧之一。三.焊料供给方法（1）焊料的拿法是用左手拇指和食指轻轻捏住线状焊料，端3~5cm，借助中指推力往前送料。（2）焊料供给要领要掌握好焊料供给时机，即在焊点达到焊接温度时，及时供给焊料，这时焊剂最容易在金属表面起作用，及时供给焊料，这时焊剂最容易在金属表面起作用，促使焊料润湿被焊金属。同时，焊料供给的位置要正确，如图所示，先在烙铁头接触的被焊金属处供给少量焊料（图中①处）这样可以加快热传导；然后再向距烙铁头加热点最远的位置供给焊料（图中②处）。应当指出，供给焊料时，绝不能用烙铁头作为运载焊料的工具。因为手工焊接通常用含焊剂芯的线状焊料，如果烙铁头接触焊料并作为运载工具，那末焊剂在高温下早就分解挥发，从而运到焊点的焊料处于无焊剂状态，容易造成焊接缺陷。因此，手工焊接操作时，要一手拿烙铁，一手拿焊料，先对焊点加热后再加焊料。四.焊接步骤手工焊接可分为基本的五步操作法和节奏快的三步操作法。（1）五步操作法（2）三步操作法焊锡熔化的方法一般是先加热工件，再在工件上熔化焊锡，如图。在小块工件上操作时，也可先将焊锡放在工件上，再将烙铁头放在焊锡上，使焊锡熔化，如图（b）所示。图（c）所示，把焊锡丝放在烙铁头上熔化则是不正确的，因为这样操作会使焊锡丝芯内的助焊剂在尚未接触焊接处时即已全部分解挥发掉了。导线和接线端子的焊接是指各种导线与焊片、与继电器、与开关元件的接点以及与各种导电连接器的接点的焊接，这些焊接都是手工焊接的主