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(jī)理焊接機(jī)理可以概括為以下３個(gè)過(guò)程。１．浸潤(rùn)浸潤(rùn)是發(fā)生在固體和液體表面之間的一種物理現(xiàn)象，其過(guò)程可以描述如下：焊料經(jīng)加熱后熔化，靠毛細(xì)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(rùn)的程度用浸潤(rùn)角θ描述，如圖２－１所示。θ越小，焊接質(zhì)量越好，實(shí)際應(yīng)用中通常以４５°為標(biāo)準(zhǔn)衡量浸潤(rùn)是否良好２．?dāng)U散金屬學(xué)上的擴(kuò)散是指兩塊金屬接近到一定距離時(shí)能互相“滲入”的現(xiàn)象。金屬之間的擴(kuò)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(kuò)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(shí)，會(huì)使其不能達(dá)到這個(gè)距離。（２）溫度。兩塊金屬必須達(dá)到一定的溫度，才能使其分子具有足夠的動(dòng)能使擴(kuò)散得以進(jìn)行。由此可見(jiàn)，焊件表面的清潔和焊件的加熱是實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散的基本條件。３．合金層焊件浸潤(rùn)后，焊料和焊接件之間相互擴(kuò)散，冷卻后會(huì)在兩者之間形成一種新的金屬合金層，從而實(shí)現(xiàn)焊件之間的連接。焊件經(jīng)過(guò)浸潤(rùn)、擴(kuò)散后形成合金層，焊件得以連接，這就是焊接的全部過(guò)程。一、烙鐵釬焊焊接機(jī)理二、烙鐵釬焊工具１．電烙鐵電烙鐵是進(jìn)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(chǔ)熱部分和手柄部分組成。常見(jiàn)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(jiàn)。（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(dāng)，頭部溫度可達(dá)３５０℃。由于２０Ｗ的電烙鐵電熱絲較細(xì)、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(guò)熱氧化，并且可以防止元器件因烙鐵頭溫度過(guò)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(diǎn)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(jiǎn)單，烙鐵加熱后，熔化焊接點(diǎn)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(duì)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(jiàn)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(diǎn)；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(diǎn)和小而怕熱的元器件。二、烙鐵釬焊工具圖２－６幾種常見(jiàn)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(huì)過(guò)多地傳導(dǎo)給焊接部位，從而損壞元器件或電路板。一般來(lái)說(shuō)，烙鐵頭越長(zhǎng)、越尖，則溫度越低，需要焊接的時(shí)間越長(zhǎng)。（２）電烙鐵種類的選擇。電烙鐵的種類很多，應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)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(shí)間較長(zhǎng)，并且焊接元器件數(shù)量較少，應(yīng)考慮使用長(zhǎng)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(guò)大則容易燙壞元器件，過(guò)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(duì)連續(xù)焊接、熱敏元件焊接，應(yīng)選用功率偏大的電烙鐵；對(duì)大型焊點(diǎn)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(hù)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(hù)作用，但使用一段時(shí)間后由于高溫作用和助焊劑的腐蝕，烙鐵頭表面會(huì)被氧化而變得凹凸不平，需要對(duì)其進(jìn)行修整。修整時(shí)，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(lái)回摩擦，直至整個(gè)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(yùn)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(huì)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(diǎn)低、流動(dòng)性好、對(duì)元件和導(dǎo)線的附著能力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、不易氧化、抗腐蝕性好、焊點(diǎn)光亮美觀等優(yōu)點(diǎn)。（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(gè)等級(jí)，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(shí)導(dǎo)致元器件的溫度過(guò)高，最好選用６０Ｓｎ或６３Ｓｎ。另外，６５Ｓｎ常用于印制電路板的自動(dòng)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(dòng)焊接機(jī)；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(shí)，為了簡(jiǎn)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(jí)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(shí)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(guò)程中的焊料繼續(xù)氧化，并幫助焊料流動(dòng)和濕潤(rùn)，如圖２－８所示。三、焊料與焊劑２）助焊劑的分類及特點(diǎn)。助焊劑可分為樹脂類助焊劑、無(wú)機(jī)助焊劑、有機(jī)助焊劑等幾種。ａ．松香助焊劑是最常見(jiàn)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(dá)到助焊的目的。另外松香焊接后形成的膜層具有覆蓋焊點(diǎn)、保護(hù)焊點(diǎn)不被氧化腐蝕的作用，并且松香焊劑焊后容易清洗，沒(méi)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(wú)機(jī)助焊劑的化學(xué)作用強(qiáng)，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?jiān)宄蓛簟Ｒ话汶娮釉O(shè)備的焊接幾乎不使用這類助焊劑。ｃ．有機(jī)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?jiān)灰浊宄蓛?，在焊接過(guò)程中，分解物對(duì)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(hù)起來(lái)，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(lái)，保護(hù)板面使其在焊接時(shí)受到的熱沖擊小，不易起泡，同時(shí)還起到防止橋接、拉尖、短路、虛焊等情況，使焊點(diǎn)飽滿。在自動(dòng)焊接的波峰焊、浸焊中，廣泛使用阻焊劑來(lái)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(jī)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(shí)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(shí)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(shí)拿筆的姿勢(shì)，易于掌握，但長(zhǎng)時(shí)間操作易疲勞，適用于用小功率電烙鐵對(duì)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(dòng)作穩(wěn)定，長(zhǎng)時(shí)間操作不易疲勞，適于用大功率電烙鐵對(duì)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(tái)上焊接時(shí)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(gè)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(shí)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(shí)一般放置在操作臺(tái)的右上方。通電后不使用時(shí)，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(zhǔn)備施焊。準(zhǔn)備好焊錫絲和烙鐵。此時(shí)特別強(qiáng)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(diǎn)，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(dāng)焊件加熱到能熔化焊料的溫度后將焊錫絲置于焊點(diǎn)，焊料開始熔化并潤(rùn)濕焊點(diǎn)。（４）移開焊錫絲。當(dāng)熔化一定量的焊錫后將焊錫絲移開。（５）移開電烙鐵。當(dāng)焊錫完全潤(rùn)濕焊點(diǎn)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(zhǔn)備施焊。右手拿經(jīng)過(guò)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(shì)。（２）同時(shí)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(shí)接觸到焊接部位，并使適量焊錫熔化，浸滿焊接部位。（３）同時(shí)移開電烙鐵和焊錫絲。焊點(diǎn)形成后，拿開烙鐵頭和焊錫絲。注意拿開焊錫絲的時(shí)機(jī)，不得遲于烙鐵的撤離。五、手工焊接基本步驟六、補(bǔ)焊與拆焊工藝１．補(bǔ)焊無(wú)論手工或自動(dòng)化焊接生產(chǎn)，在大批量元器件安裝結(jié)束后，都必須對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)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(shí)加以糾正，尤其針對(duì)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(diǎn)等位置進(jìn)行補(bǔ)錫，提高牢固程度；對(duì)高頻、高壓和高密度安裝的電路部分，檢查有無(wú)容易引起電磁干擾、高壓放電的問(wèn)題存在，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題要及時(shí)排除。２．拆焊將已焊焊點(diǎn)拆除的過(guò)程稱為拆焊。測(cè)試和維修中常需要更換一些元器件，在實(shí)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(zhǔn)則。在拆焊前，一定要確認(rèn)原來(lái)焊接點(diǎn)的特點(diǎn)，不能輕易動(dòng)手。基本準(zhǔn)則為：１）拆焊時(shí)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(guò)程中應(yīng)盡量避免拆動(dòng)其他元器件，如果無(wú)法避免，應(yīng)做好復(fù)原工作。六、補(bǔ)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(lái)吸取焊點(diǎn)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(guò)特制的吸錫嘴，將熔化的錫液吸入球體空腔內(nèi)。當(dāng)空腔內(nèi)的殘錫較多時(shí)，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(shí)際上是一根空心不銹鋼管，如圖２－１４所示。操作時(shí)，將針孔對(duì)準(zhǔn)焊點(diǎn)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(shí)左右轉(zhuǎn)動(dòng)，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(diǎn)上的焊錫，使用時(shí)將焊錫熔化，使之吸附在吸錫繩上。六、補(bǔ)焊與拆焊工藝六、補(bǔ)焊與拆焊工藝（３）拆焊方法。對(duì)于一般的焊接點(diǎn)，拆焊比較簡(jiǎn)單。只需用電烙鐵對(duì)焊點(diǎn)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(shí)際情況靈活選用，常用的拆焊方法有以下幾種：１）分點(diǎn)拆焊法。臥式安裝的電容器、電阻器等元器件只有兩個(gè)焊點(diǎn)，可用電烙鐵分點(diǎn)加熱，逐點(diǎn)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(diǎn)距離很近，應(yīng)先用電烙鐵和吸錫工具逐個(gè)將焊接點(diǎn)上的焊錫吸去，再用排錫管將元器件引線逐個(gè)與焊盤分離，最后將元器件拔下。３）保留拆焊法。對(duì)需要保留元器件引線和導(dǎo)線端頭的拆焊，要求比較嚴(yán)格?？捎梦a工具先吸去焊接點(diǎn)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(duì)引線未挑開的個(gè)別焊接點(diǎn)加熱，待焊錫熔化時(shí)，趁熱拔下元器件。六、補(bǔ)焊與拆焊工藝七、幾種實(shí)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(lái)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(duì)印制電路板施力過(guò)大，以免焊盤翹起。２）不能在一個(gè)焊點(diǎn)上停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，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(shí)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(dòng)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(wú)銅箔的一面，引線穿過(guò)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