什么手工焊接技术.ppt

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1、什么手工焊接技术现在学习的是第1页，共35页 焊接是金属加工的基本方法之一。通常焊接技术焊接是金属加工的基本方法之一。通常焊接技术分为熔焊、压焊和钎焊三大类。锡焊属于钎焊中的软分为熔焊、压焊和钎焊三大类。锡焊属于钎焊中的软钎焊。钎焊。( (钎料熔点低于钎料熔点低于450)450)。习惯把钎料称为焊。习惯把钎料称为焊料，采用铅锚焊料进行焊接称为铅锡焊，简称锡焊。料，采用铅锚焊料进行焊接称为铅锡焊，简称锡焊。施焊的零件通称焊件，一般情况下是指金属零件。施焊的零件通称焊件，一般情况下是指金属零件。现在学习的是第2页，共35页 锡焊，简略地说，就是将铅锡焊料熔入焊件的缝隙使其连接的一种焊接方法，其特征

2、是： (1)焊料熔点低干焊件。 (2)焊接时将焊件与焊料共同加热到焊接温度，焊料熔化而焊件不熔化。 (3)连接的形式是由熔化的焊料润湿焊件的焊接面产生冶金、化学反应形成结合层而实现的。现在学习的是第3页，共35页 锡焊的使用非常方便，使其在电子装配中获得广泛应用。 (1)铅锡焊料熔点低于200，适合半导体等电子材料的连接。 (2)只需筒单的加热工具和材料即可加工，投资少。 (3)焊点有足够强度和电气性能。 (4)锡焊过程可逆，易于拆焊。现在学习的是第4页，共35页 我们首先回忆物理学中讲述的一个实验:将一个铅块和金块表面加工平整后紧紧压在一起，经过一段时间后二者“粘”到一起了，如果用力把它们分

3、开，就会发现银灰色铅的表面有金光闪烁，而金块的结合面上也有银灰色铅的踪迹，这说明两块金属接近到一定距离时能相互“入侵”，这在金属学上称为扩散现象。如图4-1。 现在学习的是第5页，共35页焊料与焊件扩散示意图图4-1现在学习的是第6页，共35页1、扩散 金属之间的扩散不是任何情况下都会发生，而是有条件的。两个基本条件是： (1)距离，两块金属必须接近到足够小的距离。只有在一定小的距离内，两块金属原子间引力作用才会发生。金属表面的氧化层或其他杂质都会使两块金属达不到这个距离。 (2)温度，只有在一定温度下金属分子才具有动能，使得扩散得以进行，理论上说，到“绝对零度”时便没有扩散的可能。实际上在常

4、温下扩散进行是非常缓慢的。 锡焊就其本质上说，是焊料与焊件在其界面上的扩散。焊件表面的清洁，焊件的加热是达到其扩散的基本条件。 现在学习的是第7页，共35页 2、润湿 润湿是发生在固体表面和液体之间的一种物理现象。这种润湿作用是物质所固有的一种性质(图4-2)。 图4-2 润湿角 不同的液体和固体，它们之间相互作用的附着力和液体的内聚力是不同的，其合力就是液体在固体表面漫流的力。当力的作用平衡时流动也停止了，液体和固体交界处形成一定的角度，这个角称润湿角，也叫接触角，是定量分析润湿现象的一个物理量。如图2-2所示，角从0到180，角越小，润湿越充分。现在学习的是第8页，共35页 锡焊过程中，熔

5、化的铅锡焊料和焊件之间的作用，正是这种润湿现象。如果焊料能润湿焊件，我们则说它们之间可以焊接，观测润湿角是锡焊检测的方法之一。润湿角越小，焊接质量越好。 一般质量合格的铅锡焊料和铜之间润湿角可达20，实际应用中一般以45为焊接质量的检验标准(图4-3)。图4-3 焊料润湿角 现在学习的是第9页，共35页3、结合层 焊料润湿焊件的过程中，符合金属扩散的条件，所以焊料和焊件的界面有扩散现象发生。这种扩散的结果，使得焊料和焊件界面上形成一种新的金属合金层，我们称之为结合层。(图4-4)结合层的成分是一种既有化学作用(生成金属化合物)，又有冶金作用的特殊层。由于结合层的作用将焊料和焊件结合成一个整体，

6、实现金属连续性。而锡焊就是靠结合层的作用实现连接的。 焊料与焊件扩散示意图 图4-4 锡焊结合层示意图 现在学习的是第10页，共35页 铅锡焊料和铜在锡焊过程中生成结合层，厚度可达1.210m。由于润湿扩散过程是一种复杂的金属组织变化和物理冶金过程，结合层的厚度过薄或过厚都不能达到最好的性能。结合层小于1.2m，实际上是一种半附着性结合，强度很低，而大于6m则使组织粗化，产生脆性，降低强度。理想的结合层厚度是1.23.5m，强度最高，导电性能好。 综上所述，我们获得关于锡焊的理性认识：将表面清洁的焊件与焊料加热到一定温度，焊料熔化并润湿焊件表面，在其界面上发生金属扩散并形成结合层，从而实现金屑

7、的焊接。 现在学习的是第11页，共35页4.2.1 电烙铁 电烙铁是手工施焊的主要工具，选择合适的烙铁，合理地使用它，是保证焊接质量的基础。 1、分类及结构 由于用途，结构的不同，有各式各样的烙铁，从加热方式分：有直热式、感应式、气体燃烧式等；从烙铁发热能力分：有20W，30W，300W等；从功能分:又有单用式、两用式、调温式等。最常用的还是单一焊接用的直热式电烙铁。它又可分为内热式和外热式两种。 现在学习的是第12页，共35页现在学习的是第13页，共35页 1）直热式烙铁 下图所示为典型烙铁结构，主要由以下几部分组成。图4-5 典型烙铁结构示意图 现在学习的是第14页，共35页 (1)发热元

8、件，其中能量转换部分是发热元件，俗称烙铁芯子。它是将镍铬电阻丝缠在云母、陶瓷等耐热、绝缘材料上构成的。内热式与外热式主要区别在于外热式的发 热元件在传热体的外部，而内热式的发热元件在传热体的内部，也就是烙铁芯在内部发热。显然，内热式能量转换效率高。因而，同样温度的烙铁内热式体积，重量都小于外热式。 (2)烙铁头，作为热量存储和传递的烙铁头，一般用紫铜制成。在使用中，因高温氧化 和焊剂腐蚀会变成凹凸不平，需经常清理和修整。 (3)手柄，一般用木料或胶木制成，设计不良的手柄，温升过高会影响操作。 (4)接线柱，这是发热元件同电源线的连接处。必须注意：一般烙铁有三个接线柱，其中一个是接金属外壳的，接

9、线时应用三芯线将外壳接保护零线。新烙铁或换烙铁芯时，应判明接地端，最简单的办法是用万用表测外壳与接线柱之间的电阻。显然，如果烙铁不热，也可用万用表快速判定是否烙铁芯损坏。 现在学习的是第15页，共35页2.电烙铁选用 如果有条件选用恒温烙铁是比较理想的。对一般研制、生产，可根据不同施焊对象选择不同功率的普通烙铁，一般也可满足需要。表2-1所提供的选择供参考。 烙铁头温度的高低，可以用热电偶或表面温度计测量，一般可根据助焊剂发烟状态粗略估计。如表2-2所示，温度越低，冒烟越小，持续时间长，温度高则反之。当然对比的前提是在烙铁头蘸上等量的焊剂。 实际使用时，根据情况灵活应用。需要指出的是不要以为烙

10、铁功率越小，越不会烫坏元器件。用一个小功率烙铁焊大功率三极管，因为烙铁较小，它同元件接触后不能很快提供足够的热量，所以焊点达不到焊接温度而不得不延长烙铁停留时间，这样热量将传到整个三极管上并使管芯温度可能达到损坏的程度。相反，用较大功率的烙铁；则很快可使焊点局部达到焊接温度而不会使整个元件承受长时间高温，因而不易损坏元器件。 现在学习的是第16页，共35页表4-1表4-2现在学习的是第17页，共35页现在学习的是第18页，共35页焊料是易熔金属，它熔点低于被焊金属，在熔化时能在被焊金属表面形成合金而将被焊金属连接到一起。按焊料成分，有锡铅焊料、银焊料、钢焊料等，在一般电子产品装配中主要使用锡铅

11、焊料。 锡铅合金：铅与锡熔形成合金后，具有一系列铅和锡不具备的优点：（）熔点低；（）机械强度高；（）表面张力小；（）抗氧化性好。现在学习的是第19页，共35页4.2.3 焊剂 助焊剂有三大作用： （1）除氧化膜，其实质是助焊剂中的氯化物、酸类同氧化物发生还原反应，从而除去氧化膜，反应后的生成物变成悬浮的渣，漂浮在焊料表面。 （2）防止氧化，液态的焊锚及加热的焊件金属都容易与空气中的氧接触而氧化助焊剂在熔化后，漂浮在焊料表面，形成隔离层，因而防止了焊接面的氧化。 （3）减小表面张力，增加焊锡流动性，有助于焊锡润湿焊件。 对助焊剂要求是: （1）熔点应低于焊料。只有这样才能发挥助焊剂作用。 （2）

12、表面张力、黏度、比重小于焊料。 （3）残渣容易清除。焊剂都带有酸性，而且残渣影响外观。 （4）不能腐蚀母材。焊剂酸性太强，就会不仅除氧化层，也会腐蚀金属，造成危害。 （5）不产生有害气体和刺激性气味。 现在学习的是第20页，共35页1、焊接操作姿势与卫生 电烙铁拿法有三种: 一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于30cm，通常以40cm时为宜 现在学习的是第21页，共35页焊锡丝一般有两种拿法 : 注意： 使用电烙铁要配置烙铁架，一般放置在工作台右前方，电烙铁用后一定要稳妥放于烙 铁架上，并注意导线等物不要碰烙铁头。 现在学习的是第22页，共35页、五步法训练 （1）准备施焊 准备好焊锡丝和烙铁。

13、此时特别强调的是烙铁头部要保持干净，即可以沾上焊锡(俗称吃锡)。 （2）加热焊件 将烙铁接触焊接点，注意首先要保持烙铁加热焊件各部分，例如印制板上引线和焊盘都使之受热，其次要注意让烙铁头的扁平部分(较大部分)接触热容量较大的焊件，烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件，以保持焊件均匀受热。现在学习的是第23页，共35页 （3）熔化焊料 当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。（4）移开焊锡 当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。 （5）移开烙铁 当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致45度的方向。现在学习的是第24页，共35页 上述过程，对一般

14、焊点而言大约二、三秒钟。对于热容量较小的焊点，例如印制电路板上的小焊盘，有时用三步法概括操作方法，即可将上述步骤2、3合为一步，4、5合为一步。实际上细微区分还是五步，所以五步法有普遍性，是掌握手工烙铁焊接的基本方法特别是各步骤之间停留的时间，对保证焊接质量至关重要，只有通过实践才能逐步掌握。 现在学习的是第25页，共35页、锡焊操作要领 焊件表面处理 手工烙铁焊接中遇到的焊件是各种各样的电子零件和导线，除非在规模生产条件下 使用“保鲜期内的电子元件，一般情况下遇到的焊件往往都需要进行表面清理工，去除焊接面上的锈迹、油污、灰尘等影响焊接质量的杂质。手工操作中常用机械刮磨和酒精、丙酮擦洗等简单易

15、行的方法。 现在学习的是第26页，共35页预焊 预焊就是将要锡焊器件引线或导线的焊接部位预先用焊锡润湿，一般也称为镀锡，上锡等。 称预焊是准确的，因为其过程和机理都是锡焊的全过程一 焊料润湿焊件表面，靠金属的扩散形成结合层后而使焊件表面“镀”上一层焊锡。 现在学习的是第27页，共35页不要用过量的焊剂 适量的焊剂是必不可缺的，但不要认为越多越好。过量的松香不仅造成焊后焊点周围需要清洗的工作量，而且延长加热时间(松香溶化、挥发需要并带走热量)，降低工作效率：而当加热时间不足时又容易夹杂到焊锡中形成“夹渣”缺陷；对开关元件的焊接，过量的焊剂容易流到触点处，从而造成接触不良。 合适的焊剂量应该是松香

16、水仅能浸湿将要形成的焊点，不要让松香水透过印刷板流到元件面或插座孔里(如IC插座)。对使用松香芯的焊丝来说，基本不需要再涂焊剂。 现在学习的是第28页，共35页保持烙铁头的清洁 因为焊接时烙铁头长期处于高温状态，又接触焊剂等受热分解的物质，其表面很容易氧化而形成一层黑色杂质，这些杂质几乎形成隔热层，使烙铁头失去加热作用。因此要随时在烙铁架上蹭去杂质。用一块湿布或湿海绵随时擦烙铁头，也是常用的方法。 现在学习的是第29页，共35页加热要靠焊锡桥 非流水线作业中，一次焊接的焊点形状是多种多样的，我们不可能不断换烙铁头。要提高烙铁头加热的效率，需要形成热量传递的焊锡桥。所谓焊锡桥，就是靠烙铁上保留少

17、量焊锡作为加热时烙铁头与焊件之间传热的桥梁。显然由于金属液的导热效率远高于空气，而使焊件很快被加热到焊接温度。应注意作为焊锡桥的锡保留量不可过多。 现在学习的是第30页，共35页焊锡量要合适 过量的焊锡不但毫无必要地消耗了较贵的锡，而且增加了焊接时间，相应降低了工作速度。更为严重的是在高密度的电路中，过量的锡很容易造成不易觉察的短路。 但是焊锡过少不能形成牢固的结合，降低焊点强度，特别是在板上焊导线时，焊锡不足往往造成导线脱落。 现在学习的是第31页，共35页焊件要固定 在焊锡凝固之前不要使焊件移动或振动，特别是用镊子夹住焊件时一定要等焊锡凝固再移去镊子。这是因为焊锡凝固过程是结晶过程，根据结

18、晶理论，在结晶期间受到外力(焊件移动)会改变结晶条件，导致晶体粗大，造成所谓“冷焊”。外观现象是表面无光泽呈豆渣状，焊点内部结构疏松，容易有气隙和裂缝，造成焊点强度降低，导电性能差因此，在焊锡凝固前一定要保持焊件静止实际操作时可以用各种适宜的方法将焊件固定，或使用可靠的夹持措施 现在学习的是第32页，共35页烙铁撤离有讲究 烙铁撤离要及时，面且撤离时的角度和方向对焊点形成有一定关系。图4-11所示为不同撤离方向对焊料的影响。撤烙铁时轻轻旋转一下，可保持焊点适当的焊料，这需要在实际操作中体会。现在学习的是第33页，共35页 4、锡焊基本条件1).焊件可焊性 2).焊料合格 3).焊剂合适 4).焊点设计合理现在学习的是第34页，共35页（1）掌握好加热时间 在保证焊料润湿焊件的前提下时间越短越好。5、手工焊接注意事项（2）保持合适的温度 保持烙铁头在合适的温度范围。一般经验是烙铁头温度比焊料熔化温度高50较为适宜。（3）用烙铁对焊点加力加热是错误的 会造成被焊件的损伤，例如电位器、开关、接插件的焊接点往往都是固定在塑料构件上，加力的结果容易造成元件失效。现在学习的是第35页，共35页