电子手工焊接技术论文
电子手工焊接技术论文
焊接是设备机械制造和维修中不可或缺的基本环节，广泛的应用在各类工业部门，学习啦小编整理了电子手工焊接技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
电子手工焊接技术论文篇一
手工焊接的技术要领
摘要：文章简述了手工焊接的基本概念和相关术语，同时对操作中常见的问题和注意事项进行了讨论
关键词：焊接;设备;安全
前言
焊接是设备机械制造和维修中不可或缺的基本环节，广泛的应用在各类工业部门，从尖端领域的航天工程的人造卫星，运载火箭的民用领域，到导弹、舰艇等种常规军事领域，从核工业、大型热电厂及水轮发电机组到各类民用设备，从船舶工业、陆路运输、航空运输等运输工具;从各类石油化工生产机械，重型起重机械、开矿设备、农业设备、电气设备、电子元器件。建筑安装工业等都离不开焊接这种工艺技术。在一些工业领域，焊接都属于关键技术环节，金属设备、工件与电子元器件的安装与维修中焊接工艺也是意义重大。
一、焊接的常用术语与分类
焊接的定义是指金属之间，用局部快速加热和加压等措施，激发金属内部的原子结合能量，让金属连接成一个刚体的一类热加工技术。具体可分为溶解焊接、高压焊接、钎焊三个类别。
溶解焊接是指把焊接的金属结合部分快速加温到熔化程度，同时加入填充金属物质，使其凝固后彼此链接在一起成刚体。常用的有电子弧焊、燃气焊等。高压焊是施加特定的压力，让两个结合面充分接触并产生较大的塑性形变，从而让两焊接件结合在一起。接触电焊、摩擦电焊等都属于高压焊接技术。钎焊是只对焊接工件的填充金属用的钎料实施适当加温，中间没有焊件金属熔化的过程，而熔点比较与焊件金属低的钎料熔化会大量填充在焊件间的缝隙处，使焊件紧密的链接起来。
二、电弧焊设备简介
手动电弧焊的特点是操作简单，对设备要求不高，是可以在各种环境中顺利的完成各类金属材料在各个位置的不同接头型式的焊接工艺，在实际生产中应用很广泛。手动电弧焊装备施工中需要满足一下条件，引弧过程简单，通常用直流焊机的空载40-90V，交流焊机需要50-90v。同时电焊机的短路电流要注意避免过大，焊接电流可以灵活调节。电焊机的结构要求简单可靠、重量轻同时容易维修。
交流电焊机一类能满足焊接要求的特种降压装置，又称焊接变压装备。电焊机主的有以下几部分组成，固定铁芯、可动铁芯、一级线弧圈与二级线弧圈等构成。电源外特性依靠二级线圈数量的变动实施粗调节。接线板上有两种接线方式，接法包括全部的线圈，导致焊接电流较小，空载状态电压高较高。第二种接法包括部分和全部线圈，焊接状态电流很大，同时空载电压较低。细调节是用手柄移动活动铁芯完成调节。
直流电焊机可以分为焊接发电装置与焊接整流装置两类。焊接发电装置是由交流电动部分与直流电焊部分构成，空载的电流的可调节范围为40-320A。焊接整流装置让交流电模式转化成直流电模式。同时此类装置没有旋转部分，一般由交流降压变压装置、磁饱与电抗器和整流装置几部分构成。整流装置的通途是使交流电变转化成直流电。使用直流电焊机的过程中，工件接入正极，焊条接如负极时成为正接法，反之成为反接法。正接法焊件的温度很高，熔化效果明显，反接法焊件温度较低，熔化比较缓慢。电焊条由焊丝与焊接皮组成。焊丝的主要作用是充焊缝金属与稳定电流的作用，它的化学构成间接影响焊缝的质量。药皮的主要功能是确保焊缝金属有合乎标准的化学构成与机械能力等，同时保证焊条有优秀的焊接工艺能力。电焊条的号码和指标加数字表示含义。首先表示电焊条的大分类，几个数字的中前几位数字表示各大分类中的若干小类别，第三位的字码表示药类型与电源类型。例如结420，表示钢结构专用焊条，42代表抗拉伸不小于42OMPa，第三个数字2代表药皮是钦硅胶，电源种类是交直双待。焊条的牌号众多，可以参照相关手册中查到。
三、焊接作业前准备工作
首先要穿戴好焊接工作服，在焊接有色金属工件操作，需要戴过滤和防毒面具。在潮湿关键种的电焊必须站在干燥的木板上保证安全，同时专用穿橡胶绝缘鞋。同时要认真研究结构件焊接技术、焊缝尺寸具体要求，选择科学合理的施焊技术。焊接电流选择要根据工件的材料，厚度和焊条型号与牌号，焊接方法和焊条使用说明来决定。
四、焊接过程的注意事项
从焊条直径来分析，一般的焊件的厚度变大，选择的焊条直径相应变粗，但焊厚板的过程中对接接头接口内的表面焊层使用较细的焊条。针对根部可以避免均匀焊透的不开接口的角度，T字接头、搭接缝隙和后期铲根封底焊的对接缝隙，焊接电流的通常情况下增加焊接电流能提升生产效率，由于电流很多，易发生焊缝咬边、击穿等问题出现，电流过小，也容易造成夹渣、未焊透的问题，且生产效率较低。
五、焊接过程的常见问题
在焊接作业中，经常发生设计不科学，原材料不兼容要求，准备工作不够，焊接规范选择不合理等问题，同时还出现焊接技术与工艺措施不合理等现象，都会使焊接接头造成比较明显的缺陷。焊接接口的缺陷可以区分为表面与核心的缺陷，表面的焊接瑕疵包括焊缝成型缺陷、夹渣和咬边等现象。焊透不完全的主要运用是有焊接规范不科学，接口中和前的层次缝隙上有夹杂物，焊缝清理没有做到认真彻底，缝隙是焊接结构中最严重的一种隐患。砂眼是焊接接中经常发生的缺陷问题，它对焊接的致密性和强度有很大影响。原因是由于金属在液态时含有杂质气体，应对此问题，焊条应充分烘干，焊前要注意清理接头处的铁锈与油污。
六、手工焊接的安全问题
电焊工必须认真学习焊接的知识，充分熟悉所运用的装置，设备的性能，遵守各类器具操作规程，预防生产事故和人身安全事故的发生。开始作业之前，需要熟悉焊接场地的工件、设备、工具等放置位置同时调整合理，同时对设备进行安检，注意电气联线和保护接地线的正确安全，电线接线点要接保证触良好，防止发热或出现火花。当确认工作场地无危险隐患后，才可以实施合闸，按动启动按钮给电，开始焊接。及时更换焊条，身体不能接触焊钳与零件，避免遭到电击。工作结束后停机操作，需要及时按动停止按钮，关闭电焊机电源，再关闭电源刀闸开关。注意有负荷状态下拉闸，避免烧伤拉闸者。
参考文献
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[2]王素.焊接的概念及电焊技术(上) 山东农机化2004.04.
[3]王素.焊接的概念及电焊技术(下) 山东农机化2004.05.
[4]宿忠旗.电焊焊接技术浅析.黑龙江科技信息.2013.32.
电子手工焊接技术论文篇二
手工焊接技术与技巧
摘要：本文介绍了电子产品制作和维修过程中，手工焊接和手工拆焊的一些技术方法和技巧，工具的选择与使用，以及需要注意的问题。
关键词：电子制作 手工焊接 手工拆焊
在电子产品开发、企业小规模生产以及工程技术人员电子产品维修等领域，手工焊接仍是不可缺少的。
1 焊料和工具选择
1.1 焊料的选择
焊料是连结被焊金属的材料。
1.1.1 松香焊锡丝。手工焊接常使用免清洗活性松香焊锡丝，使铅锡合金芯管中填满助焊剂松香。松香在74℃时呈活性，随温度上升，使金属表面氧化物以金属皂形式激离，温度超过300℃松香失去活性。锡中加铅可提高流动性和强度，降低成本，锡62.7%、铅37.3%的配比使熔点和凝固点都在183℃，称为共晶点焊锡。焊丝的线径根据焊盘的大小选择，现在的电子产品小焊盘居多，一般选用0.5-0.8mm的松香焊丝。
市场上松香焊丝质量差别较大，价格相差也较多，正规大厂家的质量好、价高，假冒的也多，选购时应注意甄别。商标要清晰，标有A#的表示质量等级高，更重要的是要进行外观检查和火焰测试。表面润泽光亮有金属晶莹感的质量好，发黑发暗光泽度差的、有拉伸痕纹或发白而缺乏光泽的不好使用。用打火机烧锡丝头并观察，有松香喷雾并形成光亮润泽剔透球珠的质量过关。
1.1.2 焊锡膏，由焊料金属粉末溶于浓助焊剂中制成，简称焊膏。在表面帖装中充当焊料和助焊剂，同时起粘结作用，一般选用中度活性。
其它材料。①助焊剂(松香水或助焊膏)，一般使用笔式或针式容易控制用量。②清洁剂(清板水或无水酒精)，用于清除元器件和电路板上残留的助焊剂，使用时用镊子夹持脱脂棉球，在棉球上打上清洁剂。
1.2 焊接工具的选用与控制
1.2.1 电烙铁和烙铁架。普通焊接工具为电烙铁，功率一般选择20-30瓦，分内热式和外热式两种，调节烙铁头与烙铁芯之间的插入深度，可调整烙铁头温度。还有可调温电烙铁，更好的是恒温焊台，具有良好的接地装置，通过调节电流控制温度。烙铁头温度一般控制在200-400℃之间。温度过低会增加加热时间，容易损伤器件，温度过高也会伤害元器件及电路板，需要根据焊接对象和环境温度等加以调节，原则上应用尽可能低的焊接温度，以避免损坏主件。使用电烙铁配备较好的烙铁架，可以保护导线、桌面物品和人体不被烫伤，有助于散热。
烙铁头选择三要素。加热头的接触面积、热容、长度与形状。常用烙铁头形状有锥形、凿型、蹄型、刀型等几种。加热头接触面积影响传热速度，应由焊接面积决定加热头类型，原则是，在不大于焊接区域前提下尽可能选择面积大的烙铁头。足够的热容可以保持热量，在保证足够润湿下使焊接尽快完成。合适的烙铁头长度，可以将烙铁伸到元件密集的区域进行焊接。
烙铁头上锡。购买电烙铁要选择正规电工工具厂家生产的，经过认证的质量有保证。烙铁头使用前和使用结束要上锡，即在加热头上镀一薄层焊锡，使其容易吸附焊锡、增加热传递效率和阻止氧化。上锡温度220℃为宜，可以在烙铁架的金属盒里融一些松香和一个稍大一点的锡球，方便上锡。长寿型烙铁头的尖端表面渗镀了一层铁镍合金，不容易在高温下氧化锈蚀，不要将其锉掉。普通烙铁头用铜制成，用久形成氧化层会降低热传递速度，需用锉刀清除并镀锡。
1.2.2 专用烙铁头。专用烙铁头可以安在普通电烙铁上，用于片式元器件的焊接和拆焊，可对元器件所有引脚同时加热，但对于片式集成块不同的尺寸要有与其对应的烙铁头。
1.2.3 热风焊机(热风枪)。利用热风进行片式元器件的焊接和拆焊，焊接元器件一般使用管状枪头，使用时枪嘴垂直电路板并保持一定距离。开机时热量较大，容易将电路板吹焦，需预热30秒后使用。一般选择风力1-3档、热量5档，因产品而异。选择技巧是，观察电热丝应呈暗红色，用枪头对着废板吹能听到风哨声，无声或“唰唰”声为风力不足或过大。
1.2.4 其它。吸锡电烙铁或吸锡器。镊子、尖嘴钳、剥线钳、吸锡带。烙铁擦(高强度纤维棉)，用于清洁电烙铁上的氧化物残渣，用水浸泡后挤干水分使用。棉线手套，可以减小焊接时热量对手的热灼和锡丝中铅对皮肤的污染。电钻用于补钻焊孔，在需要时使用。如有手虎钳或台虎钳，则更方便电路板的夹持与固定。
2 手工焊接技术与技巧
电路板如有污染需用清洁剂或橡皮清洁，元器件引脚若有氧化锈蚀应先刮除锈斑，引脚成型后可以焊接。
2.1 分立直插元器件的焊接
五步焊接法。①准备：电烙铁调至合适温度并预热，将被焊元器件插入电路板，准备好焊锡丝。②加热：用烙铁头对焊盘和引脚同时加热。③送锡：将焊锡丝送入烙铁头加热的另一侧引线与焊盘之间，焊锡开始融化流动并润湿焊盘。④撤锡：加锡量合适时撤离焊锡丝。⑤撤电烙铁：焊锡充满焊盘和焊孔成锥形并呈润泽状态时，沿45°方向移开电烙铁。
安装元器件要注意位置准确、极性正确、高度合适。合适的锡量，是焊点呈圆锥形并略向内凹曲，焊锡过少会降低导电性能和机械强度，过多不仅浪费还容易形成虚焊。沿与电路板成45°角方向移开电烙铁，可避免出现拉尖现象。手要稳，电烙铁移开后，焊锡凝固过程不应受到任何振动，否则会形成渣焊(虚焊)降低导电性和机械强度。合适的加热时间，焊锡充分融合，与被焊金属表面形成原子互相渗透的合金层，凝固后形成表面润泽光亮的锥形焊点，导电性能和强度良好。加热时间不足容易形成冷焊点，导电性和强度降低，未蒸发的助焊剂埋裹在焊点里，成为日后电化学腐蚀的诱因。加热时间过长，容易损伤元器件和电路板。
初学者可在加热过程心中默数1、2，送锡过程心中默数3、4，移开锡丝默数5后移开电烙铁。可通过练习加以熟练，使整个过程不超过3秒钟。半导体器件一次加热时间不能超过3秒，如需修整，要在冷却后进行。如需对焊接后的焊点二次焊接，原有松香已经蒸发，需加少量松香增加焊锡的流动性。小的元器件焊接，可用三步焊接法，即将五步焊接法中的第2、3步合为一步，将4、5步合为一步。 常有人急于求成，嫌焊锡融化太慢，用电烙铁搬运焊锡。将焊锡丝先在电烙铁上融化，然后将融化的焊锡用电烙铁移到焊点上，并用悬浮的烙铁头拨动焊锡，使焊锡包裹引线粘满焊盘。松香在搬运过程中已经挥发，焊盘和引线没有足够热度，不能形成合金层，容易形成冷焊点，这种被称为转移焊接的做法是不可取的，但在贴片元件焊接中是一种可靠的方法。
现代手工焊接技术中流行的做法，是建立焊桥。将焊锡丝头部置于引线与焊盘之间，用烙铁头加热，焊锡融于引线与焊盘及加热头之间，成为加热的桥梁，加快了导热速度，焊桥形成后，迅速将焊锡丝移到另一侧加锡。这样，大大提高了焊接速度。
对于有安装螺丝的器件，应先安装定位螺丝，以免焊接后螺孔与板孔错位影响安装。对于像双联或四联可变电容器的片状引线，应在定位安装后将片状引线折倒压平后再焊接。像电阻等长引线元器件，焊接后应用斜口钳剪除多余的引线，原则是应根据引线的粗细，在焊锡的锥顶留有0.3-0.5mm，一般最长不超过1mm。像变压器、滤波器等器件，露出的引脚较短，不要剪除。掰动陶瓷元件的引脚容易掰列器件，如果焊孔间距不合适，应用电钻修整。对于双列直插集成块，可用拖焊方式进行焊接。
烙铁头选择。小焊盘可选用锥形烙铁头，大的可选用蹄型、凿型或刀型，总的原则是加热时接触面不应超出焊盘，否则会伤及电路板。
焊接完成后应清洗并检查，看是否有虚焊、短路、错焊和漏焊等需要修补。焊接完成，应清洁剂擦净残留的助焊剂。
手工焊接常见不良习惯：①用力过大，焊接时用力下压，至焊盘翘起或变形，正确做法是轻轻地保证烙铁头和焊点的良好接触。②焊桥不合适。③错误的加热头尺寸。④温度过高。⑤助焊剂使用过量，容易产生焦渣，残留的助焊剂极具腐蚀性和导电性，发生电子迁移长出金属须造成短路。⑥转移焊接，最大危害是在通孔焊接时使焊锡失去流动性。⑦不必要的修饰和返工，焊点的外观不能作为判定是否需要返工的唯一标准，除非连接有发生故障的可能性，对连接处的每一次加热都会增加金属间化合层的增长，降低强度。
2.2 贴片式元器件的焊接
贴片元器件一般使用热风枪焊接，元件引脚和焊盘上应有锡丘，或将焊盘涂上焊膏，将元器件对正在焊盘上，热风枪先将周围预热一下，然后对元件焊接。也可以使用专用烙铁头焊接。只使用电烙铁也可以焊接多引脚芯片，元件引脚和焊盘涂上助焊剂后对正，先用点焊方式焊接对角两个焊点将元器件定位，然后用转移焊接或拖焊方式进行焊接，用吸锡带吸除多余焊锡。
3 手工拆焊技术与技巧
分立元件的拆焊。常用工具是吸锡电烙铁，一般为35瓦，可靠的接地线接地，可以消除静电对元器件可能带来的损伤。使用时先预热，然后按下活塞按钮排除吸锡腔内的空气，将烙铁嘴对准被拆元器件引线插入，吸嘴传递热量将焊盘上的焊锡融化时，按下吸锡开关，活塞向外弹射使吸锡腔产生负压，在大气压作用下，焊锡进入吸嘴进入吸锡腔，此时可用镊子在另一侧向外轻轻拉动元器件引脚，将引线拔出，切勿向电路板铜箔面方向推引线，容易将铜箔推离基板(脱层)。如果元器件不便单个引脚拔出，可将各引脚都吸锡后整体拔出。元器件拆除后要清理焊盘和焊孔余锡，以备安装新元件。
使用吸锡电烙铁，吸嘴应垂直于电路板并略有倾斜，才有利于焊锡被吸入，千万不要在吸锡时有提拉动作，吸嘴吸住铜箔时提拉会产生撕扯力，将铜箔拉离电路板基板或扯断，造成电路板损伤，片式芯片引脚遇此情况也会被折断。使用吸锡电烙铁，应通过按压将停留在吸锡管内的焊锡及时排出，否则会在冷却后将吸管焊死，通过加热难以全部融化而不能使用。一旦吸锡管被焊死，可先用手电钻钻出焊锡，但细钻头较短，如没有通透，可用剪断的探针(剪口朝前)代替钻头，可达到通透效果。要定期拆卸吸锡腔，清理内部积累的锡渣，保证使用效果。使用电烙铁与吸锡器配合，可达到与吸锡电烙铁同样的效果。
拆焊过程如有医用注射针头配合使用，可收到更完美效果。吸锡后将针头套在引线上并穿过焊接孔，在焊锡凝固过程中快速捻动针头，使元件引线与焊孔在余锡凝固过程中彻底脱离焊接。
贴片式元器件的拆焊。一般使用热风枪或专用烙铁头拆焊。使用普通电烙铁拆焊的方法是，将引脚列加满焊锡，拖焊使引脚列焊锡整体融化，即可撬起拆除。
参考文献：
[1]张立.电子产品制作工艺与实训[M].北京：电子工业出版社，2012：188-208.
[2]福瑞丝.手工焊接的七大恶习[DB/OL].
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