焊接工艺

1、焊料、焊剂的选

(1)焊料的选用。焊料的作用时将被焊物连接在一起。焊料的熔点比被焊五熔点低,且易于与被焊物连为一体。焊料按其组成成分,可分为锡铅焊料、引焊料、铜焊料等。

锡铅焊料受热后很容易称为液态,而将被焊点的接合处填满,冷却后便凝固起来,完成焊接。电气工程中大部分使用锡铅合金作为焊料。

焊料可根据需要加工成线装或带状等形状。目前在印制电路板上焊接元件是,都选用低温焊锡丝,这种焊锡丝为空心,内心装有松香焊剂,熔点为140摄氏度,使用较为方便。

(2)焊剂的选用。金属在空气中,加热情况下,表面会生成氧化膜薄层。在焊接时,它会阻碍焊锡的浸润和接电合金的形成,采用焊剂能改善焊接性能。焊剂能破快金属氧化物,使氧化物漂浮在焊锡表面上,有利于焊接;又能覆盖在焊料表面,防止焊料或金属继续氧化;还能增强焊料与金属表面的活性,增加浸润能力。焊剂的种类较多,一般有强酸性焊剂、弱酸性焊剂、中性焊剂和以松香为主的焊剂等。电工常用的焊剂有松香、松香乙醇溶液(松香40%、乙醇60%)。焊膏和盐酸(加入适量的锌经化学反应后方可使用)等,应根据不同的焊接攻坚选用,常用的焊剂的适用范围如下表所示:

各种焊剂均有不同成都的腐蚀作用,所以焊接完毕后必须清除残留的焊剂。特别注意焊接电子元件时,不准选用具有酸性的焊剂,盐酸只能用来焊接(或搪镀)钢铁工件。

2.焊接点的质量要求

焊接时,必须把焊点焊透、焊牢,以减小连接点的接触电阻;焊点上的锡液必须充分渗透,锡结晶颗粒要细而光滑并有光泽,最关键的要避免虚假焊点和夹生焊点。

虚假焊是指焊件表面没有充分镀上锡,焊件之间没有被锡固定,其原因是焊件表面的氧化层未清除干净或焊剂用得过少。夹生焊是指锡为充分融化,焊件表面的锡晶粗糙,焊点强度低,其原因是烙铁温度不够和烙铁焊头在焊点停留时间太短。

假焊使电路完全不通、虚焊使焊点成为有接触电阻的连接状态,从而使电路工作时噪声增加,产生不稳定状态,电路的工作状态时好时坏没有规律,给电路检修工作带来很大的困难。所以,虚焊是电路可靠性的一大隐患,必须尽力避免。几种典型的不良焊接示例如下图:


3.焊接前的准备

(1)熟悉所焊电路板的装配图,检查元器件型号、规格及数量是否合乎图纸要求,做好有关准备工作。

(2)视被焊器件的大小,准备好电烙铁以及镊子、剪刀、斜口钳、尖嘴钳、焊料、焊剂等辅助工具。

(3)焊前要将被焊元器件引线等表面用电工刀或砂布刮净,清理干净,在焊接处涂上适量的焊剂。

4.电子分立元器件的焊接方法

(1)清除元器件焊脚表面的氧化层,并对焊脚搪镀锡层。锡缸内的锡液温度宜保持在350摄氏度左右,不宜过高或过低。过高时,锡液表面因氧化过剧而悬浮的氧化物大量增加,容易玷污镀层;过低时,容易造成镀层锡结晶粗糙。

(2)安装元器件的印制电路板(或空心锚定板),如果表面没有镀过银或虽镀过银但已经发黑的,应清除表面氧化层后,涂上一层松香酒精溶液,以防继续氧化。

(3)有的元器件必须检查其引出线头的极性,在焊脚的位置确认无误时,方可下焊。每次下焊时间,一般不超过2S。

(4)使用的电烙铁以25W较为适宜,焊头要稍尖。焊接时,焊头含锡量要适当,每次以满足一个焊点需要为度,不可太多,否则会造成落锡过多而焊点粗大的情况,如下图所示。要注意,在焊点较密集的印制电路板上,焊点过大就容易造成搭焊短路。


(5)焊接时,焊头先蘸附一些焊剂,接着将蘸了锡的的烙铁头沿元器件引脚环绕一圈,使焊锡与元器件引脚和铜箔线条充分接触,如下图所示,烙铁头在焊点出再稍停留一下,待锡液在焊点四周充分溶开后,快速收起焊头(要垂直向上提起焊头),使留在焊点上的锡液自然收缩成半圆粒状,如下图所示。焊接完毕,要用砂布蘸适量纯乙醇后揩擦焊接处,把残留的焊剂清除干净。

(6)焊接电子元器件时,要避免受热时间过长,并切忌采用酸性焊剂,以防降低其介质性能和加剧腐蚀。


5.集成电路块(特别时MOS集成电路块)的焊接方法

焊接时,除了需要掌握分立元器件焊接方法外,尚需掌握以下几点:

(1)为了避免周围带电器具所存在的电场对集成电路块的影响,工作台面必须有金属薄板覆盖,并进行妥善的接地。同时,置于台面上的集成电路块要避免经常摩擦,以防形成静电场。暂时不进行加工的集成电路块,要放置在有屏蔽外壳的盒内。

(2)所用电烙铁的金属外壳要进行可靠的接地,因为,电烙铁的焊头存在感应电动势,如果电源电压采用220V,电烙铁的焊头的感应电动势对地的电位往往达70V左右,而集成电路块的耐压一般在20~45V,因而容易被击穿。电烙铁若存在漏电,则焊头的对地电位还会更高,如果采用电源电压为36V的电烙铁,其金属外壳仍需进行接地,以防电烙铁漏电。

(3)集成电路块管脚因焊接需要弯曲时,应避免用力过猛而损伤其内部结构。下焊时要防止落锡过多和焊点过大,过大焊点容易出现搭接。

6.绕组线端的焊接方法

中小型电动机在变压器等绕组线端或导线的连接,通常都需用钎焊加固,以减小其接触电阻。

(1)焊接前,清除连线头的绝缘层和导线表面的氧化层,按连接要求进行接头,涂焊剂。

(2)焊接时,在接头处与绕组间要用纸板隔开,防止锡液流入绕组隙缝。

(3)将线头连接处置于水平状态下再下焊,这样锡液就能充分填满接头上所有空隙。焊接后的接头两端锡焊要丰满光滑,不可有毛刺。

(4)焊接后要清除残留的焊剂,恢复绝缘。

7.线端与接线耳连接的焊接方法

各种电动机或电器的进出线端,大多数采用接线耳(即线鼻子)进行连接,一般在接线耳与线端之间允许用钎焊固定。接线耳中填锡较多,要用较大功率的电烙铁以使锡能充分融化,有效地掺入所有空隙。

(1)焊接时,剥去线端的绝缘层和清除芯线表面的氧化层,多股芯线清除氧化层后要拧紧。

(2)清除接线耳内的赃物和氧化层,涂焊剂。

(3)将线头镀锡后塞进涂有焊剂的接线耳套中后下焊。焊接后接线耳断口含锡要丰满光滑。

(4)焊接后,为避免出现焊锡夹生现象,在焊锡为充分凝固时,不要摇动接线耳、线头或清除残留焊剂。