焊接的概念及其物理过程

焊接的概念及其物理过程

（1）、焊接的概念

焊接，一般用加热的方式使两件金属物体结合起来。如果在焊接的过程中需要熔入第三种物质，则称为“钎焊”，所加熔上去的第三种物质称为“焊料”。按焊料熔点的高低又将钎焊分为“硬钎焊”和软钎焊“，通常以450℃为界，低于450℃的称为”软钎焊“。电子产品安装工艺中的所谓”焊接“就是软钎焊的一种，主要用锡、铅等低熔点合金做焊料，因此俗称”锡焊

（2）、焊接的物理过程

任何焊接从物理学的角度来看，都是一个“扩散“的过程，是一个在高温下两个物体表面分子互相渗透的过程。这个概念很重要，充分理解这一点是迅速掌握焊接技术的关键。锡焊，就是让熔化的焊锡渗透到两个被焊物体（比如无器件引出脚与电路板焊盘的金属表面分子中，然后冷却凝固而使之结合的。）

焊接的条件和本质

要形成扩散层（或曰合金层），必须满足以下几个条件：

1，两金属表面能充分接触，中间没有杂质隔离（例如氧化膜、油污等）。

2 温度足够高

3）时间足够长

这样，金属分子才有机会、有足够的能量和时间进行扩散。因为焊接过程的本质是扩散，所以这三点是得到一个良好焊拉面的基本条件。然而，对于一个完整的焊接过程来说，还有：

4）冷却时，两个被焊手的位置必须相对固定。在凝固的那一瞬间不能有任何外力所造的位移了生，以便熔融的金属在凝固时有机会重新生成其特定的晶相结构，使焊接部位保持应有的机械强。

焊料、焊剂与元器件的可焊性

焊接工具

一，电烙铁

1，电烙铁的功能、构造

电烙铁在手工锡焊过程中担任着加热焊区各被焊金属，熔化焊料、运载焊料和调节器节焊料用量的多重任务。

电烙铁的构造很简单，除了一种手枪式快速电烙铁以外，其余都大同小异。

二，电烙铁的工作原理

电烙铁的工作原理简单地说就是一个电热器在电能的作用下，发热、传热和散热的过程：接能电源后，在额定电压下，由烙铁心以电热丝阻值所决定的功率发热）

三，烙铁的的分类和选用

普通电烙铁按结构分为内热式和外热式两种。内热式电烙铁的发热芯与管身一并被套在烙铁头的里面，外型小巧，预热率高，以功率为20瓦、30瓦的应用较多，但发热芯的可靠性比外热式的差，烙铁头的温度不便于调节，不太适合于初学者使用。外热式电烙铁的发热芯套在烙铁头的外面，结构牢固、经久耐用，热惯性大，工作时温度较为恒定，温度的调节比较方便。是目前采用得最为普通的结构型式。外热式电烙铁的功率规格齐全，从20瓦到300瓦都有。若用于一般的电子线路安装焊接接，有一把20-30瓦的为主，再配一把45-60瓦的为辅就足够了应付了。若要安装电子管扩音机之类的中、大型设备，则应该准备一把75瓦和一把150瓦的电烙铁。四，电烙铁头

烙铁头的外形主要有直头、弯头之分。工作端的形状有锥形、铲形、斜劈形、专用的特制形等。但通常在小功率电烙铁上，以使用直头锥形的为多，弯总经济师铲形的则比较适合于75瓦以上的电烙铁。烙铁头形状的选择可以根据加工的对象和个人的习惯来决定。普通电烙铁头都是用热容比大、导热率高的纯铜（紫铜）制成。锡和铜之间有很好的亲和力，因比熔融的焊锡才会很容易被吸附在烙猴头上任由调度。然而铜和锡会生成铜锡合金，合金的熔点大低于纯铜的熔点，在电烙铁的工作温度下会局部熔解。其熔解的速度与温度成正比，在烙铁头的工作面上各点的温度不会完全一样，温度高的地方铜金属消耗快，使工作面形成凹陷

五，其他工具

焊接所用的其他工具还有： 1，吸锡器、 2，方大

镜、 3，镊子、 4，尖嘴

钳、 5，小刀 6，台灯等

焊料

焊料又名钎料，在锡焊工艺中所用的焊料就是焊锡，它通常是锡（SN）与另一种低熔点金属-----铅（PB）所组成的合金。为了提高焊锡的理化性能，有时还有意地掺入少时的锑（SB）、铋（BI）银（AG）等金属。通常将焊锡料中除锡、铅以所含的其他微量金属成分称为杂质金属。杂质金属对焊料性能的影响很大，其中，锑可以增加强度，少量的锑可以防止低温下“锡疫”现象的发生。银可以增加导电率，改善焊接性能。含银焊料可以防止银腊在焊接时熔解，特别适合于陶瓷器件有银层处的焊接，还可用在高档音响产品的电路及各种镀银件的焊接。加入铋、镉、铟等金属右以降低焊料的熔融温度，制成低熔点焊料，但会降低焊料的机械性能。

共晶焊料及特点

共晶点所对应的焊料成分为61.9%的锡与38.1%的铅,这种配比的焊料熔点最低(183℃),并且在熔化或凝固时不经过半熔融状厉,特别适合于焊接操作,容易得到性能优良的焊点.这种焊料称

为共晶焊料.锡铅焊料中的含锡量越高,其浸润性越强.而含铅量越高时,焊点表面耐腐蚀性能越佳.手工焊接就尽量选用共晶焊料

焊剂的功能

焊剂一般由具有还原性的块状、粉状或糊状物质当任。焊剂的熔点比焊料低，其比重、粘度、表面张力都比焊料少。因此，在焊接时，焊剂必定会先于焊料熔化，很快地流浸、覆盖于焊料及被焊金属的表面，起到隔绝空气防止金属表面氧化的作用，起到降低焊料本身和被焊金属的表面张力，增加焊料润湿能力的作用。并且能在焊接的高温下与焊焊锡及被焊金属表面的氧化膜反应，使之熔解、还原出纯净的金属表面来，这时液态焊料的表面才得以体现它的表面张力和浸润性能，金属间的扩散才得以进行

焊剂的品种

焊剂的品种繁多，配方标准不一。焊剂分为有机类和无机类，有机焊剂又分为松香基和非松香苦焊剂。在电子技术中主要使用以松香为主的有机焊剂。松香是天然树脂，是一种在常温上呈浅黄色到棕红色的透明玻璃状固体，松香的主要成为松香酸，在74℃时溶解并呈现出活性，随着温度的升高，作为酸开始起作用，使参加焊接的各金属表面的氧化物还原、溶解，起到助焊的作用。

金属的可焊性

金属的可焊性是由金属的晶相结构和金属的化学活动性来决定：

金.银.紫铜.黄铜.磷铜.镍.锌.铁.铝

焊接过程与操作要领

1，焊接准备

2，焊接过程

焊接前准备

1，检查烙铁

2，调好烙铁的温度

3，试焊

试焊的判定

准备好的电烙铁应该先在锡条上熔锡，以便让烙铁头能带上适量的焊锡。熔锡时只要在锡条的端缘去熔解分割出几粒大小不等的锡珠，然后选择一粒大小适当的让烙铁头吃锡即可。要不时地让烙铁头到松香里去蘸一下，让焊锡、烙铁的工作面总是被一层松香的油膜包裹着。否则，烙铁吃锡时锡珠不成其为珠，液滴不成其为滴，无法控制吃锡量

焊接过程

1，元器件引出脚的上锡

2，焊接的操作手法

手工焊接有两种基本手法：一种是用实芯焊锡条时的手法，一种是使用松香焊锡丝作焊料时的物法