焊接方法及经验总结
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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