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焊接工具、焊料與助焊劑是什麽?

1 電烙鐵

電烙鐵是壹種電熱器件,通電後能產生300℃的高溫,可使焊錫熔化。隨著焊接技術的不斷發展,電烙鐵的種類不斷增加,除常用的外熱式和內熱式外,還有恒溫電烙鐵、吸錫電烙鐵、超聲波電烙鐵、熱風槍等。電烙鐵的規格壹般用功率來表示,常用規格有20W、30W、35W、50W、100W、300W等多種。功率越大,烙鐵頭的溫度越高。壹般來說,焊接小的部件可以采用功率小的電烙鐵,焊接大的部件要采用功率大的電烙鐵。由於內熱式電烙鐵的熱效率比外熱式電烙鐵高,選用的時候,內熱式電烙鐵可以比外熱式電烙鐵小壹個規格。電烙鐵的種類較多,這裏以內熱式電烙鐵、外熱式電烙鐵、吸錫電烙鐵為例進行介紹。

1)外熱式電烙鐵

外熱式電烙鐵由烙鐵頭、烙鐵芯(電熱絲)、外殼、手柄等組成,如圖3-8(a)所示。烙鐵芯是關鍵部件。烙鐵芯的最裏面是筒管骨架,骨架的外面包壹層絕緣用的雲母片,電熱絲繞在雲母片上,匝與匝之間留有壹定間隙。繞好壹層電熱絲包壹層雲母片,大約有四、五層。最外層包壹層較厚的雲母片,並用鍍鋅鐵絲捆緊。烙鐵芯的兩根引出線穿過瓷座、瓷管,分別固定在手柄的兩個電源線接線柱上。

2)內熱式電烙鐵

內熱式電烙鐵也由烙鐵頭、烙鐵芯、外殼、手柄等組成,如圖3-8(b)所示。不同的是,內熱式電烙鐵電熱絲繞在瓷管心的外面,瓷管套再套在它們的外面。烙鐵芯的壹根引出線從瓷管心的中心孔引出,另壹根線從瓷管心和瓷套管之間引出。烙鐵頭套在外殼的外面,烙鐵芯裝在外殼的裏面。

外熱式和內熱式電烙鐵的主要區別在於:外熱式電烙鐵烙鐵芯發出的熱量是從外向裏傳給烙鐵頭的,而內熱式電烙鐵的烙鐵芯發出的熱量是從裏向外傳給烙鐵頭的。

3)吸錫電烙鐵

吸錫電烙鐵是將普通電烙鐵與活塞式吸錫器合為壹體的拆焊工具。它的使用方法是電源接通3~5s後,把活塞按下並卡住,將錫頭對準欲拆的元器件,待錫熔化後按下按鈕,活塞上升,焊錫被吸入管,從而取下被焊件。用畢推動活塞三、四次,清除吸管內殘留的焊錫,以便下次使用。

圖3-8 外熱式與內熱式電烙鐵

1—烙鐵頭;2—烙鐵芯;3—外殼;4—手柄;5—接線柱;6—固定螺釘;7—電源線

2 電烙鐵的選用

電烙鐵的選用主要依據電子設備的電路結構形式、被焊元器件的熱敏感性、使用焊料的特性等。焊接壹般的印刷電路板、安裝導線、小功率元器件,維修和調試壹般電子產品,用30W內熱式、50W外熱式或恒溫式電烙鐵就可以了。

3 電烙鐵使用註意事項

(1)使用電烙鐵之前,要用萬用表歐姆擋測量電源插頭兩根插腳之間的電阻。測得的電阻值應和烙鐵芯電阻的額定值相近。表3-2是常用電烙鐵芯的電阻值。另外,還要用萬用表高阻擋(R×1k或R×10k),測量插頭和外殼之間的絕緣電阻,如果指針不動,或者阻值大於2M?,說明性能良好,可以使用。

表3-2 常用電烙鐵芯的電阻值

(2)烙鐵頭的選用。烙鐵頭按照材料不同分為合金頭和純銅頭。

合金頭又稱為“長壽命”烙鐵頭,是在紫銅表面鍍以純鐵或鎳。使用壽命比普通烙鐵頭高10~20倍,這種烙鐵頭不宜用銼刀加工,以免損壞表面鍍層,縮短使用壽命,若有雜質,可在濕潤的海綿上進行擦拭。該種烙鐵頭的形狀壹般都已加工成適用於印刷電路板焊接要求的形狀,壹般合金頭用於外熱式電烙鐵或恒溫電烙鐵。

純銅頭的材料是紫銅,紫銅烙鐵頭極易氧化,所以,壹把新的電烙鐵,不能拿來就用,需要先給烙鐵頭鍍上壹層焊錫。使用日久,烙鐵頭會變得凹凸不平,這時也要對電烙鐵頭進行鍍錫處理。鍍錫之前,先用銼刀把刃口挫平並露出銅色,然後給電烙鐵通電,電烙鐵要放在松香上,等到松香冒煙,烙鐵頭開始能熔化焊錫的時候,在烙鐵頭表面鍍上壹層焊錫。烙鐵頭鍍上焊錫,不但能保護烙鐵頭不被氧化,而且使烙鐵頭傳熱快,吃錫容易,焊接質量有保證。在焊接的過程中還要經常醮壹點松香,以便及時清除烙鐵頭上的氧化物,使鍍上的焊錫能長期保存在烙鐵頭上。如果不是連續使用,應將烙鐵頭醮上焊錫置於烙鐵架上,拔下電源插頭。否則,由於烙鐵頭上焊錫過少而氧化發黑,烙鐵不再粘錫。

總之,在焊接過程中,始終保持烙鐵頭刃口完整、光滑、無毛刺、無凹槽。

4 焊料(焊錫)

能熔合兩種或兩種以上的金屬,使之成為壹個整體的易熔金屬或合金都可以作焊料。焊料的種類很多,焊接不同的金屬使用不同的焊料。在壹般電子產品裝配中,通常使用錫鉛焊料,俗稱“焊錫”。

錫(Sn)是壹種質軟、低熔點的金屬,其熔點為232℃,純錫較貴,質脆而機械性能差。

鉛(Pb)是壹種淺青色的軟金屬,熔點為327℃,機械性能差,可塑性好,有較高的抗氧化性和腐蝕性。鉛屬於對人體有害的重金屬,在人體中積蓄能引起鉛中毒。

錫鉛合金:當鉛與錫以不同比例熔成錫鉛合金後,熔點和其他物理性能都會發生變化。

錫鉛焊料目前在電子通信及計算機產業中廣泛使用。但是,由於鉛是有毒物質,很多場合已經提倡使用無鉛焊料。

5 助焊劑

助焊劑是進行錫鉛焊時所必需的輔助材料,是焊接時添加在焊點上的化合物,參與焊接的整個過程。

1)助焊劑的作用

(1)去除氧化物。為了使焊料與工件表面的原子能充分接近,必須將妨礙兩金屬原子接近的氧化物和汙垢物去除,助焊劑正是具有溶解這些氧化物、氫氧化物或使其剝離的功能。

(2)防止工件和焊料加熱時氧化。焊接時,助焊劑先於焊料熔化,在焊料和工件的表面形成壹層薄膜,使之與外界空氣隔絕,起到在加熱過程中防止工件氧化的作用。

(3)降低焊料表面張力。使用助焊劑可以減小熔化後焊料的表面張力,增加其流動性,有利於浸潤。

2)助焊劑的種類

常用的助焊劑分為無機助焊劑、有機助焊劑和樹脂助焊劑三大類。

(1)無機助焊劑。無機助焊劑的化學作用強,腐蝕性大,焊接性能非常好。這類助焊劑包括無機酸和無機鹽。由於其具有強烈的腐蝕作用,不宜在電子產品裝配中使用,只能在特定場合使用,並且焊後壹定要清除殘渣。

(2)有機助焊劑。有機助焊劑由有機酸、有機鹵化物等合成。這類助焊劑由於含有酸值較高的成分,因而具有較好的助焊性能。但其具有壹定程度的腐蝕性,殘渣不易清洗,焊接時有廢氣汙染,限制了它在電子產品裝配中的使用。

(3)樹脂助焊劑。樹脂助焊劑在電子產品裝配中應用較廣,其主要成分是松香。在加熱的情況下,松香具有去除焊件表面氧化物的能力,同時焊接後形成的膜層具有覆蓋和保護焊點不被氧化腐蝕的作用。由於松香渣為非腐蝕性、非導電性、非吸濕性,焊接時沒有什麽汙染,且焊接後容易清洗,成本又低,所以這類助焊劑被廣泛使用。

應該註意,松香經過反復加熱就會炭化失效,松香發黑是失效的標誌。失效的松香是不能起到助焊作用的,應該及時更換,否則會引起虛焊。

6 阻焊劑

阻焊劑是在印刷電路板上塗覆的阻焊層,它是壹種耐高溫的塗料或覆膜。除了焊盤和元器件引線孔裸露以外,印刷電路板的其他部位均覆蓋在阻焊層之下。阻焊層的作用是限定焊接區域,將不需要焊接的部分保護起來,使焊接只在所需要的部位進行,以防止焊接過程中的搭焊、橋連、短路等現象發生,改善焊接的準確性,減少虛焊,同時還能防護機械損傷,減少潮濕氣體和有害氣體對板面的侵蝕。我們常見到的印刷電路板上的綠色塗層即為阻焊層。

7 其他焊接工具

(1)尖嘴鉗:主要作用是在連接點上夾持導線或元器件引線。

(2)斜口鉗:又稱偏口鉗或剪線鉗,主要用於切斷導線和剪掉元器件過長的引線。

(3)鑷子:主要用途是攝取微小元器件,在焊接時夾持被焊件,以防止其移動和幫助散熱,也用來對元器件引腳加工成型。

(4)旋具:又稱改錐或螺絲刀,分為壹字型和十字型,主要用於擰動螺釘及調整元器件的可調部分。

(5)小刀:主要用來刮去導線和元器件引線上的絕緣物和氧化物,使之易上錫。