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焊接方法及经验总结

发布日期:2020-07-29 09:23 作者:南通棋牌 点击:

  焊接方法及经验总结_工学_高等教育_教育专区。在很多焊接资料基础上结合自己焊接实际总结出这份文档,希望对大家有帮助。

  焊接方法及经验总结 一、焊接的概念 采用锡铅焊料进行焊接称为锡铅焊,简称锡焊,其机理是:在锡焊的过程中将焊料、焊 件与铜箔在焊接热的作用下,焊件与铜箔不熔化,焊料熔化并湿润焊接面,依靠焊件、铜箔 两者问原子分子的移动, 从而引起金属之间的扩散形成在铜箔与焊件之间的金属合金层, 并 使铜箔与焊件连接在一起,就得到牢固可靠的焊接点。 二、焊接工具 1、 电烙铁 电烙铁是最主要的焊接工具。电烙铁的种类很多,有直热式、感应式、储能式及调温式多种, 电功率有 15W、20W、35W……300W 多种,主要根据焊件大小来决定。小功率电烙铁的烙铁 头温度一般在 300~400℃之间。一般元器件的焊接用 20W 内热式电烙铁。另外,电烙铁功 率的选择和与环境温度有关系,经验上说,夏季 20W,春秋 35W,冬季 50W。使用环境恒 温则不在此范围。 使用须知: ①新的烙铁使用前,应用细纱纸将烙铁头打光亮,通电烧热,蘸上松香后用烙铁头刃面接触 焊锡丝,使烙铁头上均匀的镀上一层锡,这样可以便于焊接并防止烙铁头表面氧化。 ②使用过程中,如果烙铁头上有焊料残渣,应将烙铁头在含水(水不要太多)的海绵上擦拭 一下再使用,以免将残渣焊入焊点,导致虚焊。应尽量避免用砂纸或锉刀打磨,这样会加 快烙铁头的氧化损耗速度,缩短烙铁头寿命。 ③若使用时间很长,烙铁头已经氧化发黑、凸凹不平时,可用小锉刀轻锉去表面氧化层并修理 平整,在其露出光亮的紫铜后用同新烙铁头镀锡的方法一样进行处理,才能使用。实在无 法正常使用时,可以选择更换新的烙铁头。 电烙铁要用 220V 交流电源,使用时要特别注意安全。 应做到以下几点: ①电烙铁插头最好使用三级插头,要使外壳妥善接地。焊接对静电敏感的元件时,要将烙铁 头接地。 ②使用前,认真检查电源插头、电源线有无损坏。并检查烙铁头是否松动。 ③电烙铁使用中,不能用力敲击,同时要防止跌落。烙铁头上焊锡过多时,可用湿布擦掉, 不可乱甩,以防烫伤他人。 ④焊接过程中,烙铁不能到处乱放。不使用时,应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁 头上,以防烫坏绝缘层而发生事故。 ⑤使用结束后,应及时切断电源,拔下电源插头。冷却后,再将电烙铁收回工具箱。 2、焊料与焊剂 焊接时,还需要焊料和焊剂。 1)焊料:常见的焊料按成分可分为锡铅焊料、银焊料和铜焊料。按熔点分为软焊料(熔点 450℃)和硬焊料(熔点≥450℃) 。最常用的锡铅焊料(即锡料)是软焊料。 锡料:锡(Sn)是一种质地柔软、延展性大的银白色金属,熔点为 232℃,在常温下化学性 能稳定,不易氧化,不失金属光泽,抗大气腐蚀能力强,能使元器件引线与印制电路板的连 接点连接在一起。铅(Pb)是一种较软的浅青白色金属,熔点为 327℃,高纯度的铅耐大气 腐蚀能力强,化学稳定性好,但对人体有害。锡中加入一定比例的铅和少量其它金属可制成 熔点低、流动性好、对元件和导线的附着能力强、机械强度高、导电性好、不易氧化、抗腐 蚀性好、焊点光亮美观的焊料,一般称焊锡。 锡焊不宜用于含大量铝、铬、钼、钨元素材料的焊接。焊锡加热时间过长,温度过高时,焊 接质量较低。 焊锡按含锡量的多少可分为 15 种,按含锡量和杂质的化学成分分为 S、A、B 三个等级。焊 接电子元件,一般采用有松香芯的丝状焊锡丝。这种焊锡丝,熔点较低,而且内含松香助焊 剂,使用方便。 2)焊剂:分助焊剂和阻焊剂 ①助焊剂 助焊剂一般可分为无机助焊剂、 有机助焊剂和树脂助焊剂, 能溶解去除金属便面的氧化物 (提 高可焊性) ,并在焊接加热时包围金属的表面,使之与空气隔绝,防止金属在加热时氧化; 可降低熔融焊锡的表面张力,有利于焊锡的湿润。 良好的助焊剂应具备的以下性能: (1)有适当的活性温度范围,具有清除氧化物的能力; (2) 良好的热稳定性(大于 100℃) ; (3) 密度应小于液态焊料的密度; (4) 助焊剂的残留物不应有腐蚀性; 采用较多的助焊剂是松香或松香水(将松香溶于酒精中) 。使用助焊剂,可以帮助清除金属 便面的氧化物,利于焊接,又可保护烙铁头。焊接较大元件或导线时,也可采用焊锡膏。但 它有一定腐蚀性,焊接后应及时清除残留物。 适量的助焊剂对焊接非常有利。过量使用松香焊剂,焊接以后势必需要擦除多余的焊剂,并 且延长了加热时间,降低了工作效率。当加热时间不足时,又容易形成“夹渣”的缺陷。焊 接开关、接插件的时候,过量的焊剂容易流到触点上,会造成接触不良。合适的焊剂量,应 该是松香水仅能浸湿将要形成焊点的部位, 不会透过印制板上的通孔流走。 对使用松香芯焊 丝的焊接来说,基本上不需要再涂助焊剂。目前,印制板生产厂在电路板出厂前大多进行过 松香水喷涂处理,也无需再加助焊剂。 ②阻焊剂 限制焊料只在需要的焊点上进行焊接,把不需要焊接的印制电路板的板面部分覆盖起来, 保护面板使其在焊接时受到的热冲击小,不易起泡,同时还能防止桥接、拉尖、短路、虚焊 等情况。 使用焊剂时, 必须根据被焊件的面积大小和表面状态适量施用, 用量过小则影响焊接质量, 用量过多,焊剂残渣将会腐蚀元件或使电路板绝缘性能变差。 3、辅助工具 为了方便焊接操作采用尖嘴钳、偏口钳、剥线钳、镊子、吸锡器和小刀等做为辅助工具。应 正确使用这些工具。 三、电烙铁简介 电烙铁分为外热式电烙铁、内热式电烙铁和其他烙铁。 1、外热式电烙铁 一般由烙铁头、烙铁芯、外壳、手柄、插头等部分所组成。烙铁头安装在烙铁芯内,用以热 传导性好的铜为基体的铜合金材料制成。 2、内热式电烙铁 由连接杆、手柄、弹簧夹、烙铁芯、烙铁头(也称铜头)五个部分组成。烙铁芯安装在 烙铁头的里面(发热快、热效率高达 85%~90%) 。 烙铁芯采用镍铬电阻丝绕在瓷管上制成,一般 20W 电烙铁其电阻为 2.4kΩ左右,35W 电烙铁其电阻为 1.6kΩ左右。常用的内热式电烙铁的工作温度有 350℃、400℃、420℃、440 ℃、455℃,而烙铁的功率有 20W、25W、45W、75W、100W 等几种。 一般来说电烙铁的功率越大,热量越大,烙铁头的温度越高。焊接集成电路、印制线路 板、CMOS 电路一般选用 20W 内热式电烙铁。使用的烙铁功率越大,容易烫坏元器件(一 般二、三极管结点温度超过 200℃就会烧坏)和使印制板导线从基板上脱落;使用的烙铁功 率太小,焊锡不能充分熔化,焊剂不能挥发出来,焊点不光滑、不牢固,易产生虚焊。焊接 时间过长,也会烧坏器件,一般每个焊点在 1.5~4S 内完成。 3、其他烙铁 1)恒温电烙铁 恒温电烙铁是由手柄、发热丝、烙铁头、电源线、恒温控制器等部分组成。 恒温电烙铁的烙铁头内,装有磁铁式的温度控制器(加热棒) ,来控制通电时间,实现恒温 的目的。在焊接温度不宜过高、焊接时间不宜过长的元器件时,应选用恒温电烙铁。 2)吸锡电烙铁 吸锡电烙铁是将活塞式吸锡器和电烙铁溶于一体的拆焊工具,它具有使用方便、灵活、使用 范围宽等特点。不足之处是每次只能对一个焊点进行拆焊,并且容易损坏焊盘。 3)汽焊烙铁 一种用液化气、 甲烷等可燃气体燃烧加热烙铁头的烙铁。 适用于供电不便或无法供给交流电 的场合。 四、电烙铁的使用方法 1、电烙铁的握法 电烙铁的握法分为三种。 ①反握法 是用五指把电烙铁的柄握在掌内,烙铁头在小指一端。动作稳定,长时间操作不 易疲劳。此法适用于大功率电烙铁,焊接散热量大的被焊件。 ②正握法 用五指把电烙铁的柄握在掌内, 烙铁头在大拇指一端。 此法适用于中功率的电烙 铁和带弯头的电烙铁。 ③握笔法 用握笔的方法握电烙铁,此法适用于小功率电烙铁,焊接散热量小的被焊件,如 焊接收音机、电视机的印制电路板及其维修等。 2、电烙铁使用前的处理 电烙铁使用前一定要上锡。 首先根据所焊元件的大小及间距选用不同大小的烙铁头(防止搭锡) ,然后根据需要用锉刀 把烙铁头锉成一定的形状,接上电源,当烙铁头温度升到能熔锡时,将烙铁头在松香上沾涂 一下,等松香冒烟后再沾涂一层焊锡,如此反复进行二至三次,使烙铁头的刃面全部挂上一 层锡便可使用了。电烙铁使用完后,也要先将烙铁头上镀一层薄锡再将其收进工具箱,以减 缓其氧化。 电烙铁不宜长时间通电而不使用,这样容易使烙铁芯加速氧化而烧断,缩短其寿命,同时也 会使烙铁头因长时间加热而氧化,甚至被“烧死”不再“吃锡” 。 3、电烙铁使用注意事项 ①根据焊接对象合理选用不同类型的电烙铁。 ②使用过程中不要任意敲击电烙铁头以免损坏。内热式电烙铁连接杆钢管壁厚度只有 0.2mm,不能用钳子夹以免损坏。在使用过程中应经常维护,保证烙铁头挂上一层薄锡。 ③一定要注意被焊接元件是否有极性要求。 对于有些元件还要注意防静电 (防静电手腕带) 。 4、焊锡丝的拿法: 焊锡丝的拿法有两种,连续锡焊时焊锡丝的拿法和断续锡焊时焊锡丝的拿法; 连续锡焊时,左手手背朝上,用拇指、食指轻轻捏住焊锡丝,后续焊锡丝在手心一侧。断续 锡焊时,后续焊锡丝在手背上方,其他相同。 由于焊丝成分中,铅占一定比例,众所周知铅是对人体有害的重金属,因此操作时应戴手套 或操作后洗手,避免食入。 电烙铁使用后,一定要稳妥放置在烙铁架上,并注意导线等其他杂物不要碰到烙铁头,以免 烫伤导线,造成漏电、火灾等事故。 五、手工焊接的基本操作步骤 1、焊接方法 焊接 检查 剪短 五步焊接法: 1)准备施焊 左手拿焊丝,右手握烙铁,进入备焊状态。要求烙铁头保持干净,无焊渣等 氧化物,并在烙铁头上镀一层锡。焊接前,电烙铁要充分预热。 2)加热焊件 将烙铁头刃面紧贴在焊点处,加热整个焊接部位,时间大约 1~2 秒钟。要注 意使烙铁头同时接触两个被焊接物,使其达到能够熔化焊锡的温度。加热时,应该让焊件上 需要焊锡浸润的各部分均匀受热, 而不是仅仅加热焊件的一部分, 更不要采用烙铁对焊件增 加压力的办法,以免造成损坏或不易觉察的隐患。有些初学者用烙铁头对焊接面施加压力, 企图加快焊接,这是不对的。正确的方法是,要根据焊件的形状选用不同的烙铁头,或者自 己修整烙铁头, 调整烙铁头和焊接的接触位置和角度, 使烙铁头与焊件形成面的接触而不是 点或线的接触。这样,就能大大提高传热效率。 另外,注意烙铁和面部的距离(30-40cm) ,以免吸入过量有害气体或被烫伤。 3)送入焊丝 电烙铁与水平面大约成 60℃角,以防熔化的锡被烙铁头带下。焊件的焊接面 被加热到一定温度时,焊锡丝从烙铁对面接触焊件。烙铁头在焊点处停留的时间控制在 2~ 3 秒钟。注:不要把焊锡丝送到烙铁头上! 4) 移开焊丝 当焊丝熔化一定量后, 立即向左上 45°方向移开焊丝。 一定注意焊锡的用量, 少则不牢固。多了的话,焊锡可能造成搭锡,或焊锡透过通孔在电路板另一侧和相邻引脚短 路。 5) 移开烙铁 焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后, 向右上 45°方向移开烙铁, 结束焊接, 然后用偏口钳剪去多余的引线。 送焊丝到移开烙铁的时间大约也是 1~2S。注意先移开焊丝,再移开电烙铁。注意:移开电 烙铁的方向对焊点存留焊锡的量和形状有影响, 正确的撤离方向可以保证焊锡量和焊点的牢 固性。 另外,在竖直焊件平面上焊接时,应向斜上方移开电烙铁,以免将大量焊锡带下。 对于热容量小的焊件,例如印制板上较细导线的连接,可以简化为三步操作。 三步焊接法: 1)准备施焊。 2)加热与送丝:烙铁头放在焊件上后即放入焊丝。 3)去丝移烙铁:焊锡在焊接面上浸润扩散达到预期范围后,立即拿开焊丝并移开烙铁,并 注意移去焊丝的时间不得滞后于移开烙铁的时间。 对于吸收低热量的焊件而言,焊接的这个过程的时间也不过 2~4S。 2、焊接质量及焊接经验 电子产品的故障中,有 50%是由焊接不良引起的,所以一定要引起重视。 焊接时,要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。要保证焊接质量。好的焊点应是锡点光亮, 圆滑而无毛刺,锡量适中。锡和被焊物融合牢固。不应有虚焊和假焊,甚至漏焊。 虚焊是指焊料与被焊件表面没有形成合金结构, 只是简单地依附在被焊金属表面上, 焊点处 只有少量锡焊住,造成接触不良,时通时断。虚焊点的接触电阻会引起局部发热,局部温度 升高又促使不完全接触的焊点情况进一步恶化, 最终甚至使焊点脱落, 电路完全不能正常工 作。 假焊是指表面上好像焊住了,但实际上并没有焊上,有时用手一拨,元件就从焊点中拔出。 这两种情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。预防办法是:保证烙铁头的清洁; 焊接过程中元件不能移动;控制焊锡量、焊接温度和时间;注意烙铁头离开时的角度。 检查时, 除目测外还要用指触、 镊子拨动、 拉线等办法检查有无导线断线、 焊盘剥离等缺陷。 典型焊点的形状为近似圆锥而表面稍微凹陷,呈漫坡状,以焊接导线为中心,对称成裙形展 开。虚焊点的表面往往向外凸出,可以以此辅助鉴别。 拆焊和重焊:如果要拆焊的元件引脚较少,可用电烙铁将熔解原焊点的焊锡,另一手用镊子 轻轻夹住元件向外拉(高温!切忌用手直接拔) ,将元件取下。对于多引脚的元件,一般要 使用吸锡器,将电烙铁头贴在焊点上,待焊点上的锡熔化后,用吸锡器将熔化的锡吸出,再 用镊子等将元件拔出或撬下,再重新焊接。有时焊点剩余焊锡过少时,加热再长时间焊锡也 不会熔化,这时应补一些焊锡,利用其进行热量传递将剩余的焊锡熔化,吸锡后,再取下元 件。注意一定在元件所有引脚松动后再取下元件,否则极易造成焊盘的损坏。 一些焊接经验: ①焊接较大规模的电路板时, 应按功能将其分为不同部分进行焊接, 每焊接一部分后上电检 查该部分工作是否正常,无误后再进行下一部分的焊接工作。 ②同时应注意优先焊接高度较低、 体积较小的元件, 如贴片电阻、 电容等, 最后再焊接较高、 体积较大的元件、如钽电容、串口等。先焊接高大元件后可能使矮小的元件无法焊接。 ③焊接小贴片元件时, 使用常规焊接方法很容易在焊接一端时导致元件另一端翘起而无法进 行焊接, 这时可以用左手拿镊子夹住元件固定在焊盘位置, 将焊丝头自然搭放在元件一端 和焊盘接触的位置, 右手取烙铁接触焊点待少量焊锡熔化后即撤离, 元件一端就被固定在 焊盘上了。然后移开镊子,用常规焊接方法焊接另一端。最后检查各焊点是否缺锡,如有 需要进行补焊。这样就能保证焊接平整、牢固了。 ④用飞线(印刷线以外的导线)连接两焊点时,导线头要镀锡。具体操作方法是:将氧化发 黑、杂乱的导线头剪掉,用剥线钳剥出一段干净的导线头,用手将其拧为一股,蘸取少量 的焊锡膏(增强浸润性) ,烙铁头和导线接近焊锡丝进行镀锡。镀锡要均匀,并要保证锡 层覆盖整个导线头。导线镀锡的好处是,易于导线和焊点的焊接,增强了导线的柔韧性, 并可有效防止搭接短路。 六、对焊点的基本要求 1. 焊点要有足够的机械强度,保证被焊件在受振动或冲击时不致脱落、松动。不能用过多 焊料堆积,这样容易造成虚焊、焊点与焊点的短路。 2. 焊接可靠,具有良好导电性,必须防止虚焊和假焊。 3. 焊点表面要光滑、清洁。焊点表面应有良好光泽,不应有毛刺、空隙、夹渣,且应无污 垢,尤其是焊剂的有害残留物质,要选择合适的焊料与焊剂。 七、焊接温度与加热时间的控制 一定要选择功率足够大的电烙铁, 否则加热较大焊件时, 加热再长时间焊件温度也达不到 要求。 电烙铁功率足够的情况下,烙铁头在焊件上停留的时间与焊件温度的升高基本呈正比关 系。如果加热不足,焊锡流动性差,容易凝固,不能充分浸润焊件,形成松香夹渣而虚焊。 反之,过量的加热,除有可能造成元器件损坏以外,还有如下危害和外部特征: 1. 焊点的外观变差。如果焊锡已经浸润焊件以后还继续进行过量的加热,将使助焊剂全部 挥发,造成熔态焊锡过热而流淌,降低浸润性能,焊点不易存锡;当烙铁离开时容易拉出 锡尖,同时焊点表面发白,出现粗糙颗粒,失去光泽。 2. 高温造成松香助焊剂的分解炭化。松香一般在 210℃开始分解,不仅失去助焊剂的作用, 而且在焊点内形成炭渣而成为夹渣缺陷,造成虚焊。如果在焊接过程中发现松香发黑,肯 定是加热时间过长所致。 3. 过量的受热会破坏印制板上铜箔的粘合层,导致铜箔焊盘的剥落。因此,在适当的加热 时间里,准确掌握加热火候是优质焊接的关键。

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