任務(wù)6-1自動(dòng)焊接工具與設(shè)備知識(shí)分享

單元六：自動(dòng)焊接技術(shù)任務(wù)6.1自動(dòng)焊接工具與設(shè)備【內(nèi)容提要】

隨著電子產(chǎn)品的高速發(fā)展，以提高生產(chǎn)效率、降低成本、保證質(zhì)量為目的的機(jī)械化、自動(dòng)化錫焊技術(shù)不斷發(fā)展，先后出現(xiàn)了浸焊、波峰焊、回流焊等自動(dòng)焊接技術(shù)。

通過(guò)本任務(wù)的學(xué)習(xí)，了解自動(dòng)焊接技術(shù)所用工具與設(shè)備的結(jié)構(gòu)、分類，掌握自動(dòng)焊接設(shè)備的功能和工作原理。

6.1.1浸錫機(jī)

1.普通浸錫機(jī)

普通浸錫機(jī)是在一般錫鍋的基礎(chǔ)上加焊錫滾動(dòng)裝置和溫度調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成的，如圖6.1所示。它既可用于對(duì)元器件引線、導(dǎo)線端頭、焊片等進(jìn)行浸錫，也適用于小批量印制板的焊接。由于錫鍋內(nèi)的焊料不停地滾動(dòng)，增強(qiáng)了浸錫效果。1.普通浸錫機(jī)使用浸錫爐時(shí)要注意調(diào)整溫度。錫鍋一般設(shè)有加溫?fù)鹾捅負(fù)酢ｉ_關(guān)置加溫?fù)鯐r(shí)，爐內(nèi)兩組電阻絲并聯(lián)，溫度較高，便于熔化焊料。當(dāng)鍋內(nèi)焊料已充分熔化后，應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)向保溫?fù)酢４藭r(shí)電阻絲從并聯(lián)改為串聯(lián)，電爐溫度不再繼續(xù)升高，維持焊料的熔化，供浸錫用。為了保證浸錫質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)鍋內(nèi)焊料消耗情況，及時(shí)增添焊料，并及時(shí)清理錫渣和適當(dāng)補(bǔ)充焊劑。

2.超聲波浸錫機(jī)超聲波浸焊機(jī)是通過(guò)向錫鍋內(nèi)輻射超聲波來(lái)增強(qiáng)浸錫效果的，適于一般浸錫較困難的元器件焊接。超聲波浸焊機(jī)一般由超聲波發(fā)生器、換能器、水箱、焊料槽、加溫設(shè)備等幾部分組成。超聲波浸焊機(jī)在焊接雙面印制電路板時(shí)，能使焊料浸潤(rùn)到焊點(diǎn)的金屬化孔里，使焊點(diǎn)更加牢固，還能振動(dòng)掉粘在板上的多余焊料。

【做一做】

判別下列生產(chǎn)場(chǎng)合下適宜選擇哪種浸錫機(jī)進(jìn)行浸錫操作？并說(shuō)明理由。1.小批量少品種；2.大批量多品種；3.浸錫較困難的元器件焊接。

6.1.2波峰焊接機(jī)1.波峰焊接機(jī)的結(jié)構(gòu)波峰焊接機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是一個(gè)溫度能自動(dòng)控制的熔錫缸，缸內(nèi)裝有機(jī)械泵和具有特殊結(jié)構(gòu)的噴嘴。機(jī)械能根據(jù)焊接要求，連續(xù)不斷地從噴嘴壓出液態(tài)錫波，當(dāng)印制板由傳送機(jī)以一定速度進(jìn)入時(shí)，焊錫以波峰的形式不斷地溢出至印制板面進(jìn)行焊接。波峰焊接機(jī)通常由涂助焊劑裝置、預(yù)熱裝置、焊料槽、冷卻風(fēng)扇和傳送裝置等部分組成，其結(jié)構(gòu)形式有圓周式和直線式兩種，如圖6.2所示。(a)圓周式(b)直線式圖6.2

波峰焊接機(jī)結(jié)構(gòu)圖2.波峰焊接機(jī)工位組成波峰焊接機(jī)是進(jìn)行波峰焊的主要設(shè)備，常見的波峰焊機(jī)由圖6.3所示的工位組成。焊前準(zhǔn)備涂助焊劑預(yù)熱焊接熱風(fēng)刀冷卻卸板圖6-3

波峰焊機(jī)工位圖2.波峰焊接機(jī)工位組成１）焊前準(zhǔn)備。焊前準(zhǔn)備主要是對(duì)印制板進(jìn)行去油污處理，去除氧化膜和涂阻焊劑。2)涂助焊劑。涂敷焊劑的形式有發(fā)泡式、噴流式、浸漬式、噴霧式等，其中發(fā)泡式是最常用的形式。涂敷的焊劑應(yīng)注意保持一定的濃度，焊劑濃度過(guò)高，印制板的可焊性好，但焊劑殘?jiān)?，難以清除；焊劑濃度過(guò)低，則可焊性變差，容易造成虛焊。2.波峰焊接機(jī)工位組成

3)預(yù)熱。預(yù)熱可以逐漸提升PCB的溫度并使助焊劑活化，這個(gè)過(guò)程還能減小組裝件進(jìn)入波峰時(shí)產(chǎn)生的熱沖擊。它還可以用來(lái)蒸發(fā)掉所有可能吸收的潮氣或稀釋助焊劑的載體溶劑。

4)波峰焊接。印制板經(jīng)涂敷焊劑和預(yù)熱后，由傳送帶送入焊料槽，焊料槽中焊錫流動(dòng)的方向和板子的行進(jìn)方向相反，可在元件引腳周圍產(chǎn)生渦流，將上面所有助焊劑和氧化膜的殘余物去除，在焊點(diǎn)到達(dá)潤(rùn)濕溫度時(shí)形成潤(rùn)濕，完成焊接。2.波峰焊接機(jī)工位組成

5）熱風(fēng)刀。熱風(fēng)刀工序的目的是去除橋聯(lián)并減輕組件的熱應(yīng)力。

6）冷卻。強(qiáng)制冷卻的作用是減輕熱滯留帶來(lái)的不利影響。因?yàn)橛≈瓢搴附雍?，板面溫度很高，焊點(diǎn)處于半凝固狀態(tài)，輕微的震動(dòng)都會(huì)影響焊接的質(zhì)量，另外印制板長(zhǎng)時(shí)間承受高溫也會(huì)損傷元器件。因此，焊接后必須進(jìn)行冷卻處理，一般是采用風(fēng)扇冷卻。3.波峰焊接機(jī)的類型表面安裝使用的波峰焊接機(jī)是在傳統(tǒng)單波峰波峰焊接機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行重大革新，以適應(yīng)高密度組裝的需要。其外形如圖6.4所示，主要改進(jìn)在波峰上，新型的波峰焊機(jī)主要有斜坡式波峰焊機(jī)、雙波峰焊機(jī)、高波峰焊機(jī)、電磁泵噴射波峰焊機(jī)等。圖6.4

波峰焊接機(jī)外形圖1）斜波式波峰焊機(jī)這種波峰焊機(jī)的傳送導(dǎo)軌以一定角度的斜坡方式安裝，并且斜坡的角度可以調(diào)整（如圖6-5所示），好處是增加了電路板焊接面與焊錫波峰接觸的長(zhǎng)度。2）雙波峰焊機(jī)雙波峰焊機(jī)特別適合焊接那些THT+SMT混合元器件的電路板。雙波峰焊機(jī)的焊料波形如圖6-6所示。3）高波峰焊機(jī)高波峰焊機(jī)適用于THT元器件“長(zhǎng)腳插焊”工藝，其特點(diǎn)是焊料離心泵的功率比較大，從噴嘴中噴出的錫波高度比較高并且其高度可以調(diào)節(jié)，保證元器件的引腳從錫波里順利通過(guò)。4）電磁泵噴射波峰焊機(jī)在電磁泵噴射空心波峰焊接設(shè)備中，通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)與電流值，可以方便地調(diào)節(jié)特制電磁泵的壓差和流量，從而調(diào)整焊接效果。波峰焊接的輔助工具防護(hù)眼鏡耐高溫防護(hù)手套塑膠防護(hù)手套防護(hù)口罩防護(hù)靴【做一做】

1.什么是波峰焊接？波峰焊接機(jī)由哪幾部分構(gòu)成？2.表面安裝使用的波峰焊接機(jī)是在傳統(tǒng)波峰焊接機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行重大革新，以適應(yīng)高密度組裝的需要。其主要改進(jìn)在什么方面？3.表面安裝用波峰焊機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？6.1.3回流焊接機(jī)1.回流焊接機(jī)的組成回流焊接機(jī)主要由以下幾大部分組成：加熱系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、頂蓋升起系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、氮?dú)庋b備、抽風(fēng)系統(tǒng)、助焊劑回收系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。圖6-8

回流焊接機(jī)外形圖2.回流焊接機(jī)的分類根據(jù)回流焊接機(jī)加熱區(qū)域不同，回流焊接設(shè)備可分為兩大類：對(duì)PCB整體加熱和局部加熱。1）對(duì)PCB整體加熱對(duì)PCB整體加熱的回流焊接設(shè)備根據(jù)加熱方式不同，又可分為：紅外回流焊接機(jī)、紅外加熱風(fēng)回流焊接機(jī)和汽相回流焊接機(jī)。

（1）紅外回流焊接機(jī)

紅外回流焊結(jié)構(gòu)示意圖如圖6.10所示。紅外回流焊接以紅外輻射源產(chǎn)生的紅外線，照射到元器件上轉(zhuǎn)換成熱能，通過(guò)數(shù)個(gè)溫區(qū)加熱焊件，然后冷卻，完成焊接，具有較好的焊接可靠性。圖6-10

紅外回流焊接機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)（2）紅外加熱風(fēng)回流焊接機(jī)

紅外線輻射加熱的效率高，但加熱不均勻，先進(jìn)的再流焊技術(shù)結(jié)合了熱風(fēng)對(duì)流與紅外線輻射兩者的優(yōu)點(diǎn)，用波長(zhǎng)穩(wěn)定的紅外線(波長(zhǎng)約8μm)發(fā)生器作為主要熱源，加上熱風(fēng)強(qiáng)制對(duì)流可以使加熱更均勻。（3）汽相回流焊接機(jī)

汽相回流焊接機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖6-11所示。汽相回流焊是加熱傳熱媒介質(zhì)FC-70氯氟烷系溶劑，沸騰產(chǎn)生飽和蒸汽，遇到溫度低的待焊PCB組件放出汽化加熱，使焊膏融化后焊接待焊件。圖6-11

汽相回流焊接機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2）對(duì)PCB局部加熱對(duì)PCB局部加熱的回流焊接設(shè)備可分為：激光回流焊接機(jī)、聚焦紅外回流焊接機(jī)和光速回流焊接機(jī)等。

激光回流焊接機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖6-12所示。激光回流焊是利用激光束直接照射焊接部位，焊點(diǎn)吸收光能轉(zhuǎn)變成熱能，使焊接部位加熱，導(dǎo)致焊料熔化，光照停止后焊接部位迅速冷卻，焊料凝固。圖6-12激光回流焊接機(jī)結(jié)構(gòu)目前比較流行和使用的大多是紅外加熱風(fēng)回流焊和全熱風(fēng)