第2單元焊接基本操作課題2

課題２烙鐵釬焊第2單元焊接基本操作一、烙鐵釬焊焊接機理焊接機理可以概括為以下３個過程。１．浸潤浸潤是發(fā)生在固體和液體表面之間的一種物理現(xiàn)象，其過程可以描述如下：焊料經(jīng)加熱后熔化，靠毛細管作用沿焊件表面蔓延，焊料金屬原子和焊件金屬原子之間接近到能夠相互吸引而結(jié)合的距離。浸潤的程度用浸潤角θ描述，如圖２－１所示。θ越小，焊接質(zhì)量越好，實際應(yīng)用中通常以４５°為標準衡量浸潤是否良好２．擴散金屬學(xué)上的擴散是指兩塊金屬接近到一定距離時能互相“滲入”的現(xiàn)象。金屬之間的擴散不是在任何情況下都能發(fā)生，而是需要條件。金屬之間的擴散的基本條件是：（１）距離。兩塊金屬之間的距離必須小到一定的范圍之內(nèi)，如果兩金屬表面存在雜質(zhì)或氧化層時，會使其不能達到這個距離。（２）溫度。兩塊金屬必須達到一定的溫度，才能使其分子具有足夠的動能使擴散得以進行。由此可見，焊件表面的清潔和焊件的加熱是實現(xiàn)擴散的基本條件。３．合金層焊件浸潤后，焊料和焊接件之間相互擴散，冷卻后會在兩者之間形成一種新的金屬合金層，從而實現(xiàn)焊件之間的連接。焊件經(jīng)過浸潤、擴散后形成合金層，焊件得以連接，這就是焊接的全部過程。一、烙鐵釬焊焊接機理二、烙鐵釬焊工具１．電烙鐵電烙鐵是進行手工焊接的主要工具，是根據(jù)電流加熱器件產(chǎn)生熱量的原理制成的?；窘Y(jié)構(gòu)由發(fā)熱部分、儲熱部分和手柄部分組成。常見的電烙鐵類型有：外熱式電烙鐵、內(nèi)熱式電烙鐵、溫控式電烙鐵、吸錫式電烙鐵等。（１）外熱式電烙鐵。外熱式電烙鐵的烙鐵芯包在烙鐵頭的外面，有直立式、Ｔ形等不同形式，其外形及組成如圖２－２所示。外熱式電烙鐵的功率一般有２５Ｗ、４５Ｗ、７５Ｗ、１００Ｗ、１５０Ｗ、２００Ｗ等，其中１００Ｗ以下的較為常見。（２）內(nèi)熱式電烙鐵。內(nèi)熱式電烙鐵的烙鐵芯安裝在烙鐵頭的內(nèi)部，因此熱量能被烙鐵頭充分吸收，其外形及組成如圖２－３所示。內(nèi)熱式電烙鐵發(fā)熱快、熱效率高、體積小、耗電少，在手工焊接中應(yīng)用較廣泛。二、烙鐵釬焊工具內(nèi)熱式電烙鐵的功率一般有２０Ｗ、３０Ｗ、３５Ｗ、５０Ｗ等。其中手工焊接中使用最多的是２０Ｗ的，其發(fā)熱功率與２５～４５Ｗ的外熱式電烙鐵相當，頭部溫度可達３５０℃。由于２０Ｗ的電烙鐵電熱絲較細、熱量集中，因此使用中應(yīng)注意避免燒斷電熱絲。（３）溫控式電烙鐵。溫控式電烙鐵是指烙鐵頭的溫度可以控制的電烙鐵，根據(jù)控制方式不同可分為電控式電烙鐵和磁控式電烙鐵，如圖２－４所示的是磁控式電烙鐵的結(jié)構(gòu)。磁控式電烙鐵的工作原理是：電烙鐵接通電源后，軟磁物質(zhì)吸合鐵芯，電路導(dǎo)通，加熱器工作；烙鐵頭溫度到一定值后，軟磁物質(zhì)失去磁性，電路斷開，加熱器停止工作；烙鐵頭溫度降到一定值后，軟磁物質(zhì)重獲磁性又開始加熱烙鐵頭。如此周而復(fù)始，保持烙鐵頭的溫度在一定范圍內(nèi)變化。由溫控式電烙鐵的工作原理可知，溫控式電烙鐵耗電少，烙鐵頭不易過熱氧化，并且可以防止元器件因烙鐵頭溫度過高而損壞二、烙鐵釬焊工具二、烙鐵釬焊工具（４）吸錫式電烙鐵。吸錫式電烙鐵是一種拆焊專用工具，用于吸除焊接點上的焊錫，從而分離引腳和焊盤，其外形如圖２－５所示。吸錫式電烙鐵操作簡單，烙鐵加熱后，熔化焊接點上的焊錫，然后按吸錫開關(guān)即可。二、烙鐵釬焊工具２．電烙鐵的選擇根據(jù)焊接對象的不同，選擇合適的電烙鐵。主要從烙鐵頭的形狀、電烙鐵的種類、電烙鐵的功率三方面考慮。（１）烙鐵頭的選擇。為了保證可靠方便地焊接，必須合理選用烙鐵頭的形狀和尺寸，如圖２－６所示為幾種常見的烙鐵頭的外形。圖中，圓斜面式是烙鐵頭的一般形式，適用于在單面板上焊接不太密集的焊點；鑿式及半鑿式烙鐵頭多用于電氣維修工作；尖錐式及圓錐式烙鐵頭適用于焊接高密度的焊點和小而怕熱的元器件。二、烙鐵釬焊工具圖２－６幾種常見的烙鐵頭二、烙鐵釬焊工具選擇烙鐵頭應(yīng)該遵循的原則：使烙鐵頭尖端的接觸面積小于焊接處的面積，否則熱量會過多地傳導(dǎo)給焊接部位，從而損壞元器件或電路板。一般來說，烙鐵頭越長、越尖，則溫度越低，需要焊接的時間越長。（２）電烙鐵種類的選擇。電烙鐵的種類很多，應(yīng)根據(jù)實際使用情況進行選擇。一般的焊接應(yīng)首選內(nèi)熱式電烙鐵。如果焊接中存在大型的元器件或直徑較大的導(dǎo)線，應(yīng)考慮選擇功率較大的外熱式電烙鐵。如果焊接時間較長，并且焊接元器件數(shù)量較少，應(yīng)考慮使用長壽命的恒溫電烙鐵。（３）電烙鐵功率的選擇。電烙鐵功率的選擇一定要合適，選擇功率過大則容易燙壞元器件，過小則容易出現(xiàn)假焊或虛焊，直接影響焊接質(zhì)量。焊接較精密的元器件和小型元器件，宜選用２０Ｗ內(nèi)熱式電烙鐵或２５～４５Ｗ外熱式電烙鐵；對連續(xù)焊接、熱敏元件焊接，應(yīng)選用功率偏大的電烙鐵；對大型焊點及金屬底板的接地焊片，宜選用１００Ｗ及以上的外熱式電烙鐵。二、烙鐵釬焊工具３．烙鐵頭的修整電烙鐵的烙鐵頭表面有鍍層，鍍層的作用是保護烙鐵頭不被氧化生銹。普通的烙鐵頭表面鍍一層鋅合金，雖有一定的保護作用，但使用一段時間后由于高溫作用和助焊劑的腐蝕，烙鐵頭表面會被氧化而變得凹凸不平，需要對其進行修整。修整時，取下烙鐵頭用銼刀修平，然后用砂紙打磨光。修整后的烙鐵頭要馬上鍍錫，在修整好的烙鐵頭上涂一層焊錫，然后在松香中來回摩擦，直至整個烙鐵頭的修整面被均勻地鍍上一層焊錫為止。另外，有些烙鐵頭的外面鍍了一層鐵鎳合金，這種烙鐵頭不用修整，使用后用濕布擦拭干凈即可。但這種烙鐵頭運載焊錫的能力不如普通烙鐵頭。新烙鐵在使用之前要先浸松香，不然烙鐵頭表面會形成難以鍍錫的氧化層。二、烙鐵釬焊工具三、焊料與焊劑１．焊料焊料是一種易熔金屬，通常是用錫與鉛再加入少量其他金屬制成的材料，一般稱為焊錫。焊錫具有熔點低、流動性好、對元件和導(dǎo)線的附著能力強、機械強度高、導(dǎo)電性好、不易氧化、抗腐蝕性好、焊點光亮美觀等優(yōu)點。（１）焊錫的種類。常用的焊錫按含錫量和雜質(zhì)的化學(xué)成分分為Ｓ、Ａ、Ｂ三個等級，如表２－１。三、焊料與焊劑焊接電子元器件使用的焊錫一般為４０Ｓｎ～６５Ｓｎ，手工焊接中使用較廣泛的是５０Ｓｎ型焊錫，但是其液化溫度較高，約為２１５℃，因此為了防止焊接時導(dǎo)致元器件的溫度過高，最好選用６０Ｓｎ或６３Ｓｎ。另外，６５Ｓｎ常用于印制電路板的自動焊劑。（２）焊錫的形狀。常用焊錫有塊狀、棒狀、帶狀、絲狀、粉末狀等。塊狀及棒狀焊錫用于浸焊和波峰焊等自動焊接機；絲狀焊錫主要用于手工焊接，俗稱焊錫絲，如圖２－７所示，其直徑（單位為ｍｍ）有０．５、０．８、０．９、１．０、１．２、１．５、２．０、２．３、２．５、３．０、４．０、５．０等。圖２－７焊錫絲三、焊料與焊劑手工焊接時，為了簡化操作，將焊錫絲制成管狀，管內(nèi)夾帶固體焊劑。焊劑一般用特級松香并添加一定的活化劑（如二乙胺鹽酸鹽）制成。２．焊劑焊劑按照其在焊接時所起的不同作用分為助焊劑和阻焊劑兩類。（１）助焊劑。１）助焊劑的作用。助焊劑用于清除金屬表面的氧化物、硫化物、油和別的污染物，防止在加熱過程中的焊料繼續(xù)氧化，并幫助焊料流動和濕潤，如圖２－８所示。三、焊料與焊劑２）助焊劑的分類及特點。助焊劑可分為樹脂類助焊劑、無機助焊劑、有機助焊劑等幾種。ａ．松香助焊劑是最常見的樹脂助焊劑，也是一種應(yīng)用最多的助焊劑，它在加熱情況下，能去除焊件表面氧化物，從而達到助焊的目的。另外松香焊接后形成的膜層具有覆蓋焊點、保護焊點不被氧化腐蝕的作用，并且松香焊劑焊后容易清洗，沒有污染，成本低，因此得到了廣泛的使用。圖２－８助焊劑三、焊料與焊劑ｂ．無機助焊劑的化學(xué)作用強，腐蝕作用大，錫焊非常好。由于其腐蝕作用大，使用這類助焊劑焊接后，一定要將其殘渣清除干凈。一般電子設(shè)備的焊接幾乎不使用這類助焊劑。ｃ．有機助焊劑具有較好的助焊性能，被廣泛使用。但因其有一定的腐蝕性，殘渣不易清除干凈，在焊接過程中，分解物對操作者有害，因而在電子工業(yè)裝配中的使用受到限制。（２）阻焊劑。１）阻焊劑的作用。阻焊劑將不需要焊接的部分保護起來，阻止焊錫流到這些部位。一般用阻焊劑把不需要焊接的板面部分覆蓋起來，保護板面使其在焊接時受到的熱沖擊小，不易起泡，同時還起到防止橋接、拉尖、短路、虛焊等情況，使焊點飽滿。在自動焊接的波峰焊、浸焊中，廣泛使用阻焊劑來提高焊接質(zhì)量。２）阻焊劑的要求。阻焊劑的使用要求是：良好的工藝性、耐熱性、黏結(jié)性，良好的絕緣性、耐溶劑化學(xué)藥品性和機械性。三、焊料與焊劑四、手工焊接操作方法１．電烙鐵的握法使用電烙鐵時不能燙傷、損壞導(dǎo)線或元器件，因此必須正確掌握手持電烙鐵的方法。電烙鐵的握法因電烙鐵的種類和焊接要求不同，有筆握法、反握法、正握法三種形式，具體使用時可靈活選擇。（１）筆握法，如圖２－９（ａ）所示。筆握法類似于寫字時拿筆的姿勢，易于掌握，但長時間操作易疲勞，適用于用小功率電烙鐵對小型電子電器設(shè)備及印制線路板的焊接。（２）反握法，如圖２－９（ｂ）所示。這種握法動作穩(wěn)定，長時間操作不易疲勞，適于用大功率電烙鐵對熱容量大的工件的焊接。（３）正握法，如圖２－９（ｃ）所示。在操作臺上焊接時多采用正握法，適用于中等功率電烙鐵或帶彎頭的電烙鐵的操作。四、手工焊接操作方法２．焊錫絲的拿法焊接中，一般一只手拿電烙鐵，另一只手拿焊錫絲，拿焊錫絲的方法有兩種，如圖２－１０所示。（１）連續(xù)焊錫絲拿法，如圖２－１０（ａ）所示。拇指和食指握住焊錫絲，其余三個手指配合拇指和食指把焊錫絲連續(xù)向前送出，適用于成卷焊錫絲的手工焊接。（２）斷續(xù)焊錫絲拿法，如圖２－１０（ｂ）所示。用拇指、食指、中指夾持住焊錫絲。這種拿法焊錫絲不能連續(xù)向前送出，適合小段焊錫絲的手工焊接。由于焊錫絲成分中含鉛，焊接時應(yīng)戴手套或操作后洗手。四、手工焊接操作方法３．電烙鐵的放置電烙鐵要和烙鐵架配合使用，焊接時一般放置在操作臺的右上方。通電后不使用時，一般放在烙鐵架上，注意不要用手去觸及烙鐵頭，不能用烙鐵頭碰到電源導(dǎo)線或塑料制品四、手工焊接操作方法五、手工焊接基本步驟手工焊接可分為五步操作法和三步操作法。五步操作法適合于焊接熱容量較大的焊件，如圖２－１１所示；三步操作法適用于焊接熱容量較小的焊件，如圖２－１２所示。五、手工焊接基本步驟１．手工焊接五步操作法（１）準備施焊。準備好焊錫絲和烙鐵。此時特別強調(diào)的是烙鐵頭部要保持干凈，即可以搪上焊錫。（２）加熱焊件。將烙鐵接觸焊接點，注意首先要保證烙鐵加熱焊件各部分，例如，印制板上引線和焊盤都使之受熱；其次要注意讓烙鐵頭的扁平部分（較大部分）接觸熱容量較大的焊件，烙鐵頭的側(cè)面或邊緣部分接觸熱容量較小的焊件，以保證焊件均勻受熱。（３）熔化焊料。當焊件加熱到能熔化焊料的溫度后將焊錫絲置于焊點，焊料開始熔化并潤濕焊點。（４）移開焊錫絲。當熔化一定量的焊錫后將焊錫絲移開。（５）移開電烙鐵。當焊錫完全潤濕焊點后移開電烙鐵，注意移開電烙鐵的方向應(yīng)該是大致４５°角的方向。五、手工焊接基本步驟２．手工焊接三步操作法（１）準備施焊。右手拿經(jīng)過預(yù)熱、清潔并搪上錫的電烙鐵，左手拿焊錫絲，靠近烙鐵頭，作待焊姿勢。（２）同時加熱被焊件和焊錫絲。將電烙鐵和焊錫絲從被焊件的兩側(cè)同時接觸到焊接部位，并使適量焊錫熔化，浸滿焊接部位。（３）同時移開電烙鐵和焊錫絲。焊點形成后，拿開烙鐵頭和焊錫絲。注意拿開焊錫絲的時機，不得遲于烙鐵的撤離。五、手工焊接基本步驟六、補焊與拆焊工藝１．補焊無論手工或自動化焊接生產(chǎn)，在大批量元器件安裝結(jié)束后，都必須對焊接質(zhì)量進行仔細檢查，主要檢查是否存在漏焊、虛焊、多錫、少錫、搭錫、漏錫等現(xiàn)象，并及時加以糾正，尤其針對電路中的大功率器件、變壓器、接線柱、開關(guān)、插座、散熱片、引線焊點等位置進行補錫，提高牢固程度；對高頻、高壓和高密度安裝的電路部分，檢查有無容易引起電磁干擾、高壓放電的問題存在，對出現(xiàn)的問題要及時排除。２．拆焊將已焊焊點拆除的過程稱為拆焊。測試和維修中常需要更換一些元器件，在實際操作中，拆焊比焊接難度高，因此需要掌握一些拆焊的技巧，以免損壞元器件或印制板。（１）拆焊的基本準則。在拆焊前，一定要確認原來焊接點的特點，不能輕易動手。基本準則為：１）拆焊時不能損壞待拆除的元器件、導(dǎo)線及周圍的元器件。２）如果確定待拆器件已經(jīng)失效，可先將其引腳剪斷再拆除。３）拆焊過程中應(yīng)盡量避免拆動其他元器件，如果無法避免，應(yīng)做好復(fù)原工作。六、補焊與拆焊工藝（２）拆焊工具。拆焊工具除了上面介紹的吸錫式電烙鐵之外，還有以下幾種工具：１）吸焊器。吸焊器是用來吸取焊點上存錫的一種工具。它的形式有多種，常用的球形吸焊器如圖２－１３所示。球形吸焊器是將橡皮囊內(nèi)部空氣壓出，形成低壓區(qū)，再通過特制的吸錫嘴，將熔化的錫液吸入球體空腔內(nèi)。當空腔內(nèi)的殘錫較多時，可取下吸錫嘴，倒出存錫。２）排錫管。排錫管是使印制電路板上元器件引線與焊盤分離的工具。它實際上是一根空心不銹鋼管，如圖２－１４所示。操作時，將針孔對準焊點上元器件引線，待烙鐵將焊錫熔化后迅速將針頭插入印制電路板元器件插孔內(nèi)，同時左右轉(zhuǎn)動，移開電烙鐵，使元器件引線與焊盤分離。３）吸錫繩。吸錫繩用于吸取焊接點上的焊錫，使用時將焊錫熔化，使之吸附在吸錫繩上。六、補焊與拆焊工藝六、補焊與拆焊工藝（３）拆焊方法。對于一般的焊接點，拆焊比較簡單。只需用電烙鐵對焊點加熱，熔化焊錫，然后用鑷子或尖嘴鉗拆下元器件引線。具體的拆焊方法應(yīng)根據(jù)實際情況靈活選用，常用的拆焊方法有以下幾種：１）分點拆焊法。臥式安裝的電容器、電阻器等元器件只有兩個焊點，可用電烙鐵分點加熱，逐點拔出。如果引線是彎曲的，用烙鐵頭撬直后再拆除。２）集中拆焊法。晶體管及立式裝置的元器件等的焊點距離很近，應(yīng)先用電烙鐵和吸錫工具逐個將焊接點上的焊錫吸去，再用排錫管將元器件引線逐個與焊盤分離，最后將元器件拔下。３）保留拆焊法。對需要保留元器件引線和導(dǎo)線端頭的拆焊，要求比較嚴格?？捎梦a工具先吸去焊接點外面的焊錫露出元器件引線輪廓，再用鑷子挑開焊盤與引線間的殘留焊料，最后用烙鐵頭對引線未挑開的個別焊接點加熱，待焊錫熔化時，趁熱拔下元器件。六、補焊與拆焊工藝七、幾種實用的錫焊技術(shù)１．印制電路板的焊接（１）電烙鐵的選用。印制電路板上的焊接，一般采用２０～４０Ｗ的電烙鐵，溫度控制在２５０～３００℃之間。（２）焊劑焊料的選用。印制電路板上的焊劑焊料應(yīng)根據(jù)印制導(dǎo)線的密度和焊盤大小，以及工藝要求來選擇。焊錫絲一般采用直徑為０．５～１．２ｍｍ的松香芯焊錫絲，焊劑可采用中性焊劑，如松香，注意不能用酸性焊劑。（３）焊接要求。在印制電路板的焊接中，應(yīng)特別注意的是１）烙鐵頭不能對印制電路板施力過大，以免焊盤翹起。２）不能在一個焊點上停留時間過長，以免焊盤剝離或在基板上產(chǎn)生焦斑。３）印制電路板焊接完成后，應(yīng)根據(jù)焊劑殘留物的實際情況和產(chǎn)品的具體要求確定是否清洗。４）元器件、導(dǎo)線與接線端子等應(yīng)牢固地焊接在印制電路板上，其表面不允許有損傷，連接不能有松動現(xiàn)象。（４）單面板及雙面板的焊接。單面板是指只有一面有印制導(dǎo)線和焊盤的印制電路板，元器件應(yīng)裝在無銅箔的一面，引線穿過連接孔與焊盤連接在一起。雙面板是指兩面都有印制導(dǎo)線和焊