1、项目五焊接工艺与操作5.1项目说明项目说明5.2基础知识基础知识5.3项目实训内容项目实训内容 5.1 项项 目目 说说 明明项目任务本项目主要介绍了电烙铁的选用、结构、工作原理，以及常用焊接材料的类型及焊接方法。要求熟练掌握电器元件的焊接及拆焊方法，焊料、焊剂的选用，以及电烙铁的维护方法。知识培养目标(1)了解电烙铁的结构和工作原理。(2)了解常用焊接材料的性能和特点。(3)学习焊料、焊剂的选用。能力培养目标(1)熟练掌握使用电烙铁进行焊接。(2)熟练掌握各类电器元件的拆焊。(3)掌握电烙铁的维护方法。(4)培养分析问题与解决问题的能力。(5)培养团队协作能力。5.2 基基 础础 知知 识识
2、5.2.1 电烙铁焊接技术电烙铁焊接技术1焊接基础知识利用加热或其他方法，使焊料与被焊接金属之间互相吸引、互相渗透，使金属之间牢固结合，这种方法称为焊接。焊接通常分为熔焊、钎焊及接触焊三种。在电工和电子技术中，大量采用锡铅焊料进行焊接，这种焊接称为锡铅焊，简称锡焊。锡铅焊料堆积而形成焊点，如果被焊接的金属结合面清洁，那么焊料中的锡和铅原子会在热态下进入被焊接金属材料，使两被焊金属连接在一起，得到牢固可靠的焊接点。要使被焊接金属与焊锡实现良好接触，应具备以下几个条件：(1)被焊接的金属应具有良好的可焊性。所谓可焊性是指在适当温度和助焊剂的作用下，在焊接面上，焊料原子与被焊金属原子互相渗透、牢固结
3、合，生成良好的焊点。(2)被焊金属表面和焊锡应保持清洁接触。在焊接前，必须清除焊接部位的氧化膜和污物，否则容易阻碍焊接时合金的形成。(3)应选用助焊性能适合的助焊剂。助焊剂在熔化时，能熔解被焊接部位的氧化物和污物，增强焊锡的流动性，并能够保证焊锡与被焊接金属的牢固结合。(4)选择合适的焊锡。焊锡的选用，应能使其在被焊金属表面产生良好的浸润，使焊锡与被焊金属间熔为一体。(5)保证足够的焊接温度。足够的焊接温度一是能够使焊料熔化，二是能够加热被焊金属，使两者生成金属合金。(6)要有适当的焊接时间。焊接时间过短，不能保证焊接质量，过长会损坏焊接部位，如果是印制板会使焊接处的铜箔起泡。2焊接技术(1)
4、焊点应可靠地连接导线，即焊点必须有良好的导电性能。(2)焊点应有足够的机械强度，即焊接部位须比较牢固，能承受一定的机械应力。(3)焊料适量。若焊点上的焊料过少，会影响焊点的机械强度和缩短焊点的使用寿命；若焊点上的焊料过多，不仅浪费，而且影响美观，还容易使不同焊点间发生短路。(4)焊点不应有毛刺、空隙和其他缺陷。在高频高压电路中，毛刺易造成尖端放电。一般电路中，严重的毛刺还会导致短路。(5)焊点表面必须清洁。焊接点表面的污垢，特别是有害物质，会腐蚀焊点、线路及元器件，焊完后应及时清除。5.2.2 电烙铁的使用与维护电烙铁的使用与维护1电烙铁的种类及结构常用的电烙铁有外热式和内热式两大类，后来又研
5、制出了恒温电烙铁和吸锡电烙铁。无论哪种电烙铁，它们的工作原理基本上都是相似的。对电烙铁要求热量充足、温度稳定、耗电少、效率高、安全耐用。(1)外热式电烙铁。外热式电烙铁按功率大小有25 W、45 W、75 W、100 W、150 W、200 W和300 W等多种规格，外热式电烙铁的外形和内部结构如图5-1所示。外热式电烙铁各部分的作用如下。烙铁头：由紫铜制作，用螺钉固定在传热筒中，它是电烙铁用于焊接的工作部分。由于焊接面的要求不同，烙铁头可以做成不同的形状。传热筒：为一铁质圆筒，内部固定烙铁头，外部缠绕电阻丝，它的作用是将发热器的热量传递到烙铁头。烙铁芯：用电阻丝分层绕制在传热筒上，用云母作层
6、间绝缘，其作用是将电能转化为热能，并加热烙铁头。支架：木柄和铁壳为电烙铁的支架和壳体，起操作手柄的作用。图5-1 外热式电烙铁(2)内热式电烙铁。内热式电烙铁常见的规格有20 W、30 W、35 W、50 W等几种，外形和内部结构如图5-2所示，主要部分由烙铁头、发热元件、连接杆、胶木手柄等组成。由于它的发热元件装在烙铁头空腔内部，故称为内热式。图5-2 内热式电烙铁(3)恒温电烙铁。恒温电烙铁是借助于电烙铁内部的磁控开关自动控制通电时间而达到恒温的目的。恒温电烙铁的优点是焊料不易被氧化，烙铁头不易过热损坏，更重要的是能防止元件过热损坏。(4)吸锡电烙铁。吸锡电烙铁的外形如图5-3所示。主要用
7、于检修时拆换元件，操作时先用该电烙铁烙铁头加热焊点，待焊锡熔化后，按动吸锡装置，即可把焊锡吸走。图5-3 吸锡电烙铁2电烙铁的选用(1)烙铁头的形状要适合被焊接物体的要求。常用的外热式电烙铁的头部大多制成錾子式样，而且根据被焊物面要求，錾式烙铁头头部角度有45、1025等，錾口的宽度也各不相同，如图5-4(a)、(b)所示。对焊接密度较大的产品，可用如图5-4(c)、(d)所示烙铁头。内热式电烙铁常用圆斜面烙铁头，适合于焊接印制线路板和一般焊点，如图5-4(e)所示。在印制线路板的焊接中，采用如图5-4(f)所示的凹口烙铁头和如图5-4(g)所示的空心烙铁头有时更为方便，但这两种烙铁头的维修较
8、麻烦。图5-4 各种烙铁头外形(2)通常这个温度应比焊锡熔点高(3080)，而且不应包括烙铁头接触焊点时下降的温度。(3)电烙铁的热容量应能满足被焊件的要求。热容量太小，温度下降快，使焊锡熔化不充分，焊点强度低，表面发暗无光泽，焊锡颗粒粗糙，甚至造成虚焊；热容量过大，会导致元器件和焊锡温度过高，不仅会损坏元器件和导线绝缘层，而且还可能使印制线路板铜箔起泡，焊锡流动性太大而难以控制。(4)烙铁头的温度恢复时间能满足被焊件的热要求。所谓温度恢复时间，是指烙铁头接触焊点温度降低后，重新恢复到原有最高温度所需要的时间。要使这个恢复时间适当，必须选择功率、热容量、烙铁头形状、长短等均适合的电烙铁。(5)
9、对电烙铁功率的选择要求如下：焊接较精密的元器件和小型元器件，宜选用20 W内热式电烙铁或(2545)W外热式电烙铁。焊接连续焊点，应选用功率偏大的电烙铁。对大型焊点及金属底板的接地焊片，宜选用100 W及以上的外热式电烙铁。3使用电烙铁的注意事项(1)使用前必须检查两股电源线和保护接地线的接头是否正确，否则会导致元器件损伤，严重时还会引起操作人员触电。(2)新电烙铁初次使用时，应先对烙铁头搪锡。其方法是将烙铁头加热到适当温度后，用砂布(纸)擦去或用锉刀挫去氧化层，蘸上松香，然后浸在焊锡中来回摩擦，称为搪锡。(3)烙铁头应经常保持清洁。使用中烙铁头表面有氧化层或污物，应用石棉毡等织物擦去，否则会
10、影响焊接质量。烙铁头工作一段时间后，还会出现因氧化不能上锡的现象，这时应用锉刀或刮刀去掉烙铁头工作面黑灰色的氧化层，再重新搪锡。烙铁头使用过久，还会出现腐蚀凹坑，影响正常焊接，应用榔头、锉刀对其整形，再重新搪锡。(4)电烙铁工作时要放在特制的烙铁架上，烙铁架一般应置于工作台右上方，烙铁头部不能超出工作台，以免烫伤工作人员或其他物品。(5)焊接时，宜用松香或中性焊剂，因酸性焊剂易腐蚀元器件、印制线路板烙铁头。(6)电烙铁的故障处理。电烙铁的电路故障一般有短路和开路两种。如果用万用表检查电源插头两插脚之间的电阻，阻值将趋于零，就是短路，应查出故障点，然后排除；如果两接线桩间电阻无穷大，当烙铁芯引线
11、与接线桩接触良好时，一定是烙铁芯电阻丝断路，应更换烙铁芯。5.2.3 焊料、焊剂的选用及焊接焊料、焊剂的选用及焊接1焊料的选用电烙铁钎焊的焊料因锡铅和其他金属所占比例不同而分为多种牌号，锡铅焊料的性能和用途是不同的，在焊接中应根据被焊件的不同要求去选用，选用时应考虑如下因素：(1)焊料必须适应被焊接金属的性能，即所选焊料应能与被焊金属在一定温度和助焊剂作用下生成合金。(2)焊料的熔点必须与被焊金属的热性能相适应，焊料熔点过高或过低都不能保证焊接质量。焊料熔点过高，使被焊元器件、印制线路板焊盘或接点无法承受；焊料熔点过低，助焊剂不能充分活化起助焊作用，被焊件的温升也达不到要求。(3)由焊料形成的
12、焊点应能保证良好的导电性能和机械强度。2焊剂的选用金属在空气中，特别是在加热的情况下，表面会生成一层薄氧化膜，阻碍焊锡的浸润，影响焊接点合金的形成。而采用焊剂能改善焊接性能，因为焊剂有破坏金属氧化层使氧化物漂浮在焊锡表面的作用，有利于焊锡的浸润和焊点合金的生成；焊剂又能覆盖在焊料表面，防止焊料或金属继续氧化；焊剂还能增强焊料金属表面的活性，进一步增加浸润能力。(1)对铂、金、银、锡及以它们作为表面的其他金属，可焊性较强，宜用松香酒精溶液作焊剂。(2)由于铅、黄铜、铍青铜及镀镍层的金属焊接性能较差，应选用中性焊剂。(3)对板金属，可选用无机系列焊剂，如氯化锌和氯化铵的混合物，这类焊剂有很强的活性
13、，对金属的腐蚀性强，焊接后需要清洁，一般情况下不要使用此类焊剂。(4)焊接半密封器件，必须选用焊接后残留物无腐蚀的焊剂。几种常用焊剂配方如表5-1所示。3电烙铁焊接技术1)手工焊接技术(1)电烙铁的握法一般有三种：第一种是握笔式，如图5-5(a)所示，这种握法使用的烙铁头一般是直行的，适用于小功率电烙铁对小型电子电气设备及印制线路板的焊接；第二种是正握式，如图5-5(b)所示，用于弯头烙铁的操作或直烙铁头在机架上的焊接；第三种是反握式，如图5-5(c)所示，这种握法动作稳定，适用于大功率电烙铁对热容量大的工件的焊接。图5-5 电烙铁的三种握法(2)焊锡丝的拿法。先将焊锡丝拉直并截成1/3 m左
14、右的长度，用不拿烙铁的手握住，配合焊接的速度和焊锡丝头部熔化的快慢适当向前送进。焊锡丝的拿法有两种，如图5-6所示，操作者可以根据自己的习惯选用。图5-6 焊锡丝的拿法(3)焊接面上焊前的清洁和搪锡。焊接前应先清除焊接面上的绝缘层、氧化层及污物，直到完全露出紫铜表面，其上不留一点污物为止。有些镀金、镀银或镀锡的基材，由于基材难以上锡，所以不能把镀层刮掉，只能擦去表面污物。焊接面清洁处理后，应尽快搪锡，以免表面重新氧化。搪锡前应先在焊接面上涂上焊剂。(4)掌握焊接温度和时间。不同的焊接对象，要求烙铁头的温度不同。焊接导线接头，工作温度可在(300480)之间；焊接印制线路板上的元件，一般以(43
15、0450)为宜；焊接细线条印制线路板和极细导线，温度应在(290370)为宜；在焊接热敏元件时，其温度至少要480，才能保证焊接时间尽可能短。电源电压220 V，20 W烙铁头的工作温度为(290400)，45 W烙铁头的工作温度为(400510)。可以选择适当瓦数的烙铁，使其焊接时在(35)s内焊点即可达到要求的温度，而且在焊完时，热量也不致大量散失，这样才能保证焊点的质量和元器件的安全。(5)恰当掌握焊点形成的火候。焊接时不要将烙铁头在焊点上来回磨动，应将烙铁头搪锡面紧贴焊点，等到焊锡全部熔化表面光滑后，迅速将烙铁头移开，这时焊锡不会立即凝固。保持焊件不动，直到形成光滑的焊点，否则焊锡会凝
16、成砂粒状或造成焊接不牢固而形成虚焊。2)焊接步骤对热容量稍大的焊件，可以采用五步操作法。(1)准备。将被焊件、电烙铁、焊锡丝、烙铁架、焊剂等放在工作台上便于操作的地方，加热并清洁烙铁头工作面，搪上少量焊锡，如图5-7(a)所示。(2)加热被焊件。将烙铁头放置在焊接点上，对焊点加温；烙铁头工作面搪有焊锡，可加快升温速度，如图5-7(b)所示。如果一个焊点上有两个以上元件，应尽量同时加热所有被焊件的焊接部位。(3)熔化焊料。焊点加热到工作温度时，立即将焊锡丝触到被焊件的焊接面上，如图5-7(c)所示。焊锡丝应对着烙铁头的方向加入，但不能直接触到烙铁头。(4)移开焊锡丝。当焊锡丝熔化适量后，应迅速移
17、开，如图5-7(d)所示。(5)移开电烙铁。在焊点已经形成，但焊剂尚未挥发完之前，迅速将电烙铁移开，如图5-7(e)所示。图5-7 五步操作法4常用元件的实际焊接1)一般结构的焊接对一般结构，焊接前焊点的连接方式有网绕、钩接、插接和搭接四种形式，如图5-8所示。采用这四种连接方式的焊接依次为网焊、钩焊、插焊和搭焊。四种连接方式中，网绕较复杂，其操作步骤如图5-9所示。图5-8 焊接连接方式图5-9 网绕步骤2)印制线路板上元器件的安装方法(1)一般焊件的安装方法。一般焊件主要指阻容元件、二极管等，通常有立式和卧式两种安装方法。如图5-10所示，立式和卧式安装还有加套管和不加套管、加衬垫与不加衬
18、垫之分。图5-10 立式和卧式安装法(2)小功率二极管、晶体管的安装。小功率二极管的安装方法如图5-11(a)所示，小功率晶体管在印制线路板上的安装有正装、倒装、卧装、横装及加衬垫装等方式，如图5-11(b)所示。图5-11 小功率晶体管的安装(3)集成电路的安装。常见集成电路在印制线路板上的安装如图5-12所示。图5-12 集成电路的安装3)印制线路板上的焊接步骤在印制线路板上焊接一般元器件、二极管、晶体管、集成电路的步骤与前面所述电烙铁焊接的五步操作法和三步操作法基本相同，只是在焊接集成电路时，由于是密集焊点焊接，烙铁头应选用尖形，焊接温度以23010为宜。5.2.4 拆焊技术拆焊技术1拆
19、焊工具(1)吸锡器。吸锡器是用来吸取焊点上存锡的一种工具。它的形式有多种，常用的球形吸锡器如图5-13所示。此外，常用的还有管形吸锡器，其吸锡原理与医用注射器类似。图5-13 球形吸锡器(2)排锡管。排锡管是使印制线路板上元件引线与焊盘分离的工具。它实际上是一根空心不锈钢管，如图5-14所示。操作时，将针孔对准焊点上元器件引线，待烙铁将焊锡熔化后，迅速将针头插入印制线路板元件插孔内，同时左右转动，移开电烙铁，使元件引线与焊盘分离。图5-14 排锡管(3)吸锡电烙铁。吸锡电烙铁是手工拆焊中最为方便的工具之一，如图5-3所示。(4)镊子。以端头尖细的最为适用。拆焊时，可用它来夹持元件引脚或挑起元件
20、引脚。(5)捅针。可用注射用空针改制，样式与排锡管相同。在拆焊后的印制线路板焊盘上，往往有焊锡将元器件引线插孔封住，这就需用电烙铁加热，并用捅针捅开和清理插孔，以便重新插入元器件。2一般焊接点的拆除对于钩焊、搭焊和插焊的一般焊接点，拆焊比较简单，只需用电烙铁对焊点加热，熔化焊锡，然后用镊子或尖嘴钳拆下元器件引线即可。对于网焊，由于在焊点上连线缠绕牢固，拆卸比较困难，往往容易烫坏元器件或导线绝缘层。在拆除网焊焊点时，一般可在离焊点约10 mm处将欲拆元件引线剪断，然后再拆除网焊线头，这样至少可保证不会将元器件或引线绝缘层烫坏。3印制线路板上焊接件的拆焊对印制线路板上焊接元器件的拆焊，与焊接一样，
21、动作要快，对焊盘加热时间要短，否则将会烫坏元器件或导致印制线路板铜箔起泡剥离。根据被拆除对象的不同，常用的拆焊方法有分点拆焊法、集中拆焊法和间断加热拆焊法三种。(1)分点拆焊法。印制线路板上的电阻、电容、普通电感、连接导线等，只有两个焊点，可用分点拆焊法，先拆除一端焊接点的引线，再拆除另一端焊接点的引线并将元件(或导线)取出。(2)集中拆焊法。集成电路、中频变压器、多引线接插件等的焊点多而密，转换开关、晶体管及立式装置的元器件等的焊点距离很近，对上述元器件可采用集中拆焊法，先用电烙铁和吸锡工具，逐个将焊接点上的焊锡吸去，再用排锡管将元器件引线逐个与焊盘分离，最后将元器件拔下。(3)间断加热拆焊
22、法。对于有塑料骨架的元器件，如中频变压器、线圈、行输出变压器等，它们的骨架不耐高温，且引线多而密集，宜采用间断加热拆焊法。拆焊时，先用电烙铁加热，吸去焊接点焊锡，露出元器件引线轮廓，再用镊子或捅针挑开焊盘与引线间的残留焊料，最后用烙铁头对引线未挑开的个别焊接点加热，待焊锡熔化时，趁热拔下元器件。5.3 项目实训内容项目实训内容1项目实训描述本项目是电工电子元器件的焊接和拆焊练习，其中包括电烙铁的选用，焊料和焊剂的选用，电烙铁的正确使用方法，元器件的正确焊接，元器件的拆焊。该项目是从事电工工作必备的基础技能。2项目实训要求(1)检查电烙铁的好坏，用万用表测试电烙铁插头的电阻，如果开路则不能使用，如果短路则更不能使用，需要更换电烙铁。对于开路的情形，可以更换烙铁芯。(2)万能板上焊接元件的安装及整形工艺，同时对已经焊接好的元件用拆焊工具拆焊，比如用吸锡器、捅针等拆焊。3项目所需设备、工具、材料项目所需设备、工具、材料见表5-2。4实训报告要求与考核标准1)实训报告要求整理实训操作结果，按标准写出实训报告。2)实训考核标准实训考核标准见表5-3。
