手工焊接技术教学案例(精选7篇)
1.手工焊接技术教学案例 篇一
《插接元件手工焊接》教学设计
执教:《电子技能》教师——李江
一、教学目标
1、技能目标:
能正确使用、维护、维修电烙铁。
掌握手工焊接插接元件的方法、会控制焊点质量。 能分析判断焊点的质量好坏。
2、知识目标:
掌握外热式电烙铁的结构及功能 掌握手工焊接的步骤。
懂得手工焊接的基本工具以及焊接质量要求
3、能力目标:
激发学生对电子技能的兴趣
培养学生细心耐心工作态度、一丝不苟的严谨作风和勇于探索的精神。
培养学生的热情、追求、奉献的精神境界。
二、教学重难点及措施
1、教学重点及措施:
电烙铁的结构及各组成部分的功能;采用播放电烙铁结构动画,然后现场拆卸电烙铁进行演示,并指导学生完成电烙铁的拆卸与安装。
插接元件焊接五步法的理解和运用;先利用图片形式进行展示和讲解插接件焊接五步法的要点和注意事项,然后播放插接件手工焊接五步法的FLASH动画加强学生理解。
2、教学难点及措施: 利用手工焊接五步法完成插接元件焊接得到合格焊点;利用前面的手工焊接五步法的讲解,然后由老师将学生按5人/组分别进行现场示范,并强调焊接时的各种注意事项。然后分发元件和PCB板让学生自主练习。
如何控制焊点焊锡量基本一致;首先教会学生判断什么的合格焊点,每个焊点的焊锡量多少合适?然后将第一次的焊接作品与合格焊点进行对照,发现自己的不足,然后做修正。
三、学情分析
本学期我担任了17电子2班的《电子技能》课程的教学工作。该班为电子专业高考班,共48人,全男生。该班在班主任罗鹏程老师的教育和引导下,对学习产生了浓厚的兴趣,并对自己的前景做了不同阶段的规划。所以该班的学风不错,学生的学习习惯较之以前的同类班级都要好。而本课程作为信息二类对口高考的必考科目,学生对本课程也非常重视。综上所述,该班级学风正、学习氛围浓,教学效率高。
四、教学过程(90分钟)
1、组织教学(5分钟) 准备教学器材
清点学生人数,整顿课堂纪律
2、创设情境,引入课题(10分钟)
将提前准备好的跑马灯电路接通电源,展示给同学们观看。通过该电路多样化发光提高学生对《电子技能》的学习兴趣。然后给学生提问:这个好看吗?你知道这是什么电路吗?你知道这是自己做的还是买的?你看这个电路的焊点漂亮吗?
然后告诉学生这个电路是上届某某学生的作品,该同学只是焊接技术一般的学生。从而告知学生焊接技术是非常容易学习的。这样引入课题。
3、讲解电子产品焊接的工艺流程(10分钟) 按清单归类元器件 插接元器件引脚成型 插接件焊接 减除剩余引脚
检查焊点是否存在虚焊、桥接和毛刺等现象 修整不合格焊点
4、手工焊接五步法讲解(30分钟)
电烙铁结构、分类,烙铁头的介绍及选择
电烙铁的检测与拿法,焊锡丝的拿法
焊接五步法
焊接视频播放并讲解 五步焊接法演示并讲解
5、学生手工焊接五步法练习(20分钟) 手工焊接操作安全讲解 分发元件、电路板、焊锡丝等 焊接练习
6、评价
讲解合格焊点的要求及标准
播放常见不可合格焊点的视频,并讲解形成原因 让同学们根据合格焊点的标准给自己第一次焊接作品评分,并找出不合格焊点产生的原因。
五、板书设计
六、教学反思
1、通过跑马灯电路的展示,增强了教学的直观性,提高了学生的学习兴趣,达到良好的教学效果,从而增强了学生的自信心。
2.遵循学生的认知规律,坚决贯彻“学做合一”或“做、学、做”的双向程序模式,学生学会在活动过程中获取新知识的乐趣和能力。
3、把手工焊接五步法图示、焊接视频、教师演示等方法有机的融合在一起,用简单易懂的方法突破了教学难点。
4、通过如此的教学过程,表明教学效果良好,同学们加深了对所学知识的理解和记忆,灵活运用所学知识解决实际问题的能力显著提高。部分学生自主活动能力还是有所欠缺,通过教师引导和讲解能够有较大的提高,另一个问题是学生对活动内容的熟练程度不够,应该增加练习的时间。
2.手工焊接技术教学案例 篇二
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].http://my.tv.sohu.com/us/13432392/6038884.shtml.2011-05-02/.
3.贴片器件手工焊接与检测 篇三
引言
随着控制技术的发展,集成化程度的提高,各类电子设备也趋于功能强大、体积小、重量轻的方向发展。贴片器件的迅速发展及推广,成为广大电气设计者的首选。近年来航空、航天用各类电子设备也广泛采用贴片器件,尤其是大部分的核心器件类似于DSP、FPGA等。由于军用电子设备必须通过比民用设备更为严酷的环境试验考核和更高的可靠性要求。所以贴片器件的焊接质量至关重要,成了高可靠性的重要工艺控制环节;加上部分电路板器件安装的特殊要求,高焊接质量的贴片机无法使用,只能采用手工焊接方式。虽然手工焊接是最为传统的焊接方式,但是受到焊接者的焊接经验、焊接温度、焊接时间、焊接方法等方面的主观的限制,所以焊接质量也层次不齐。本文主要针对贴片器件的手工焊接技术进行了探讨,对于贴片器件焊接质量的检验方法提出了更高的要求,即需要制定一套详细的检验方法或采用一些先进的方法和仪器设备用来检测贴片器件焊接质量,减少由于虚焊带来的故障和报废。
一、手工焊接
(一)手工焊接的一般步骤
手工焊接是一种技术成熟的、操作方便、灵活的一种焊接方式,目前大部分军用电子产品还是采用这种焊接方式,焊接过程一般都采用以下步骤。
1、焊接准备
贴片器件焊接一般需要的工具有:恒温电烙铁、松香、焊锡、热枪、特细橡胶棒、高放大倍数放大镜或显微镜系统。
2、贴片的固定
有两种方法:一是用少许普通胶水涂在集成电路和塑封部分,把集成电路正对焊盘固定在电路板上,待胶水变干将集成电路固定好,防止施焊时集成电路移动。二是集成电路正放在电路板焊盘上,用烙铁固定好IC四个角的引脚。
3、焊接引脚
在引脚上涂上松香水,起助焊的作用,而且焊接时松香还可以防止集成电路过热。用电烙铁给一排的引脚同时加热,然后加焊锡丝,使焊锡熔化并完全浸润焊点和引脚。一排引脚同时焊好,移去焊锡丝和电烙铁,一般情况下焊锡会把引脚同时焊在一起。
4、吸锡整理
用金属编制带或多芯导线把一排引脚上的多余焊锡吸干净,引脚间不需连接的地方焊锡被吸走,只有焊盘和引脚处才留下焊锡,这样被焊接在一起的引脚就会正常分开。最后,再用酒精棉球或毛刷沾酒精清洗松香清除引脚间的多余物。
(二)手工焊接的不足
手工焊接方式虽然操作方便、灵活,不受环境、地域和特殊焊接工艺的限制,但也有其自身的不足,主要体现在以下几个方面。
1、焊接过程和吸锡过程时间控制没有直观的时间量来控制,主要靠焊接者的直觉和经验。整个焊接过程和吸锡过程的时间不要太太长,控制在几秒钟时间为宜,否则过热容易损坏集成电路,焊接时时间不够又极易出现虚焊。
2、焊接温度控制不能保证真正的“恒温”,因为焊接时间的长短、焊锡量的多少都将直接影响焊接温度。如果焊锡较多温度就会升高,焊锡过少松香就很容易烧焦,可能会造成芯片或印制电路板的损伤。
3、不能保证焊接质量,手工焊接很容易出现不同程度的连焊和虚焊,因为焊接时焊锡的多少,只能凭借焊接者的个人主观判断,所以焊接时焊锡过多容易出现连焊的现象,这样可能会造成不同程度的短路现象,焊锡过少就会出现不能程度的虚焊,比如个别引脚的脱焊、和虚焊,这些情况可能在测试初期不一定能发现,但是在经历环境试验的任何一个阶段都可能出现故障。
二、贴片器件的拆除及返修
对于需要手工焊接的大型贴片器件在失效后的拆除一般情况也只适合手工拆除的方法。手工拆除的方法也很多,本文主要介绍比较常用的几种。
拉线法:取一根长度和粗细合适的漆包线,将其一端刮干净上锡后,从集成块引脚的底部穿过,并将这一端焊在电路板的某一焊点上,用手拿着漆包线的另一端,用电烙铁加热1引脚,同时用手轻轻向外拉漆包线(向外拉线时,略向上用力),当1脚焊锡熔化后,该脚即被拉起离开电路板。采用同样的方法焊开其他引脚,直到集成块的每个脚都与电路板分开后,即可取下集成块。这种方法比较慢,但比较可靠。需要注意的是必须等所有焊锡完全熔化后,才能用力拉漆包线,否则会造成焊盘起皮、断落。
堆锡法,首先用烙铁在集成块四周引脚上加满焊锡。然后用电烙铁头在集成块四周焊锡中快速移动,使四周的焊锡全部熔化,这时用镊子轻轻将集成块取下,或者同时用两把烙铁对集成块加热,这样提高了拆卸速度,这种方法简便快捷,但是必须掌握好“度”,也就是是说,既要是焊锡全部熔化,也不能加热太久,否则就有可能造成电路板的严重损坏。
分离法,分离法也简称破坏法,这种方法就是用合适的工具(类似平口的斜口钳等)沿集成电路引脚的根部将引脚剪断,用镊子拆下集成块除引脚的部分,然后再用镊子和尖头烙铁将引脚一根根的拆下,这种分离拆除法适合贴器件较长的情况,可以很好的保护印制板不受到损坏,但是拆卸下来的芯片受到破坏,可能无法进行正常器件测试和失效分析,除非特殊情况,一般不建议采用此方法。
整体加热法,这种方法是指先将该大型集成帖片器件周围的电子元器件等保护一起来,最为简单而常用的方法就是将多层纸胶带贴在需要拆卸器件的周围(还可以采用硅橡胶等在需要拆卸器件的周围形成保护层),然后用热抢档位为380-400度均匀加热需要拆卸器件所有的焊接引脚,待焊锡熔化时轻轻用镊子取走该帖片器件,之后再用吸锡带或多股镀银线等清除焊盘上多余的焊锡,并用酒精清洗焊盘,这种方法适合该大型集成帖片器件周围空间较大,而且帖片器件引脚较短的情况。
三、贴片器件焊接质量的检验方法
目前手工焊接主要的检测方法有目视检测法、性能测试法和直接检查引脚法。
目视检测法是主要是指借助高放大倍数的放大镜灯或显微镜显示系统进行目视检查,检查过程就是将焊接并清洗之后的电路板放在高放大倍数的放大镜灯或显微镜系统下面,通过放大的方法很容易观测出芯片引脚直接是否有连焊或者脱焊的情况。缺点是不能发现虚焊的情况。
性能测试法是指根据所焊接芯片的性能指标参数、以及在该电路板中的功能用途加电测试的方法,如果该芯片在电路中功能得以实现,初步判断焊接合格,比如DSP、FPGA就可以通过软件的加载、烧写和系统电性能测试的方法来确定焊接质量的好坏,缺点是不能发现更为深层次的虚焊。深层次的虚焊只能同各种环境试验同步考核。
直接检查引脚法一般是指借助于细的橡胶棒等(注意头部应圆润光滑不锋利)工具轻轻的拨动芯片的引脚,来检查焊接质量的方法。通常情况下对于焊接质量好的引脚是无法拨动的,但是对于脱焊和焊锡很少造成的虚焊的引脚就很容易发现,当橡胶棒接触到该类引脚时就会观察到引脚偏向侧边或出现弹性的运动,这种情况多为引脚脱焊或虚焊。缺点是如果拨动时用力不当,会造成引脚的损伤。
以上三种方法是检查这种大型贴片芯片焊接质量的常用方法,通常情况下将方法一和方法二结合起来使用,就可以检查出焊接质量的好坏。第三种方法主要用于排故时(已经发现该芯片无法实现预期功能出现故障了)使用,正常情况下不推荐使用。
四、发展前景与展望
目前手工焊接质量的检验方法,不管是目视检测法还是性能测试法都无法直观的判断出深层次的虚焊情况,而借用细橡胶棒等直接检查引脚焊接情况的方法不仅效率低,而且容易造成贴片器件引脚的损伤,并且大多这种损伤都是不可逆、不可直接发现的,所以除非排故需要,并不推荐使用。
据不完全统计,目前很大一部分电路板的报废都是由于大型集成贴片器件的虚焊造成的。所以迫切需要一种类似于金属件的“探伤技术”的设备出现,这样在集成帖片器件手工焊接结束后,先通过检验设备对器件的每一个引脚进行“探伤”,只有“探伤”合格的产品才进行下步工序的调试及后续的环境试验。这样由于深层次的虚焊造成的故障就可以得到很好的控制。
五、结束语
本文通过对大型集成贴片器件的手工焊接、维修及拆除、检测技术的探讨以及各种方法的优缺点比较,在一定程度上对于手工焊接起到了技术指导作用。同时对于目前贴片器件的检验方法方面提出了更高的要求与未来发展方向的展望。
参考文献:
[1]葛瑞.表面组装焊接技术新发展.电子工艺技术,1999.20.
[2]Bob Willis.正确选择波峰焊接工艺参数.电子工程专辑,1997,2:118-119.
[3]张文典.实用表面组装技术.北京电子工业出版社,2006.
[4]周德俭.表面组装焊接技术新发展.电子工艺技术.1999.□
4.贴片器件手工焊接及其检测 篇四
电子产品的微型化和集成化是当代技术革命的重要标志,也是未来发展的方向。
为了满足电子系统生产方面的要求,需要对贴片器件的焊接技术和焊接质量进行检测,减少焊接带来的一些故障问题,避免出现报废器件,节约生产成本。
文章对贴片器件的手工焊接步骤和不足之处、贴片拆除和返修以及贴片焊接的检测方法进行了分析,为贴片器件相关的工作人员提供一些有益参考。
关键词:焊接技术;贴片;质量检测
贴片器件在电子系统中的应用非常广泛,已成为广大电气工作人员的首选。
近几年来,无论是在航空航天领域,还是在机械生产领域,贴片都被相关设计者所重视,并且成为大部分电子设备的核心器件。
而我国军方所用的电子设备比民用电子设备所需的要求更高,所应用的试验环境更加恶劣,所以需要生产出可靠性高、质量更好的贴片器件来满足军方和社会的需求。
要想生产出符合要求的贴片器件,就必须对焊接的技术和质量进行研究,分析重要的工艺生产、控制环节。
因而,我们必须对其手工焊接技术进行分析,并且对其焊接质量进行检验。
1 手工焊接
1.1 步骤
在生产企业里,焊接贴片器件主要靠自动焊接设备,但在维修电子产品或研究单件制作样机时,检测和焊接贴片元器件都可能用到手工操作。
手工焊接的步骤如下:
(1)焊接材料准备。
焊锡丝一般使用0.5~0.8mm的活性焊锡丝,也可以用焊锡膏。
要使用腐蚀性小,免清洗的助焊剂。
(2)工具准备。
要用专用镊子和恒温电烙铁,电烙铁功率不超过20W。
如果提高要求,最好有热风工作台和专用维修站。
(3)焊接。
焊接电阻,电容等两端元器件时,一种方法是先在焊盘上涂覆助焊剂,并在基板上点一点专用胶水,将元器件固定在预定位置上,先焊好一端后,再焊另一端。
另一种方法是先在一个焊盘上镀锡,镀锡后电烙铁不要离开焊盘,快速用镊子夹着元器件放在焊盘上,焊好一个脚后,再焊另一个引脚。
焊接集成电路时,先把器件放在预定位置上,用少量焊锡焊住器件的2个对脚,使器件准确固定,然后将其他引脚涂上助焊剂,依次焊接。
如果技术水平过硬,可以用H型电烙铁进行“托焊”,即沿着器件引脚,把烙铁头快速往后托,焊接速度快,提高效率。
1.2 手工焊接的不足之处
手工焊接虽然简单、灵活、容易操作,不会受到外界因素的影响,但是本身却存在着一些不足之处。
(1)没有标准的时间量来控制焊接、吸锡过程,都是依靠焊操作术人员的经验和直觉来判断。
贴片器件的焊接时间不宜过长,一般控制在几秒钟,否则会将集成电路损坏,而焊接时间不足则会出现虚焊。
(2)手工焊接不能够精确掌握焊接的质量,容易出现连焊、虚焊等情况。
焊接技术人员只凭借自身的经验,没有精确控制焊接时的焊锡量,所以焊接过程中可能出现:焊锡量过多,造成连焊的现象,最终出现断路;焊锡量过少会造成虚焊,使个别的引脚脱焊。
虚焊比较难发现,可能不会在测试初期显现出来,但很可能在任何一个环节出现故障。
(3)手工焊接有较多局限性。
电阻,电容等两端元器件和简单的集成电路可以手工焊接完成,但象BGA方式封装的大型集成电路手工焊接没办法完成,必须用专用贴片设备。
2 贴片器件的拆除及返修
产品检测失效的元器件一般都会采用手工拆除的方法来拆除贴片器件,通常有以下几种拆除法:
(1)拉线拆除法。
拉线法是采用一根粗细、长短合适的漆包线,利用漆包线来切割溶化后的焊锡进行拆除。
将线条的一端清理干净加上焊锡,从拆除部位的引脚底部穿过,并将其焊接在适当的焊点上,另一端用手拿着,用电烙铁对引脚进行加热,并且用适当的力度向上拉漆包线,等引脚焊锡完全融化之后,就可以将引脚脱离出电路板。
其他部位的引脚拆除与其相同,等所有的引脚都离开电路板之后,就可以将之完全拆除。
拉线拆除法虽然比较慢,但是准确度非常高。
(2)分离拆除法。
分离法拆除贴片器件可以说成是一种破坏法,利用适当的工具将集成电路四周的引脚直接剪断,然后用镊子将集成块拆除,再用镊子和电烙铁的尖头将引脚一个个拆除。
这种方法最适合长贴片器件,能够很好地保护印制板,但是拆除下来的芯片却会受到极大的破坏,可能会失效,因此这种方法只建议在特殊情况使用。
(3)用专用加热头拆焊元器件。
一般想要拆焊晶体管和集成电路,要专用的加热头,用S型和L型加热头可以拆焊SOT晶体管和SO,SOL封装的集成电路。
(4)用热风工作台拆焊。
近年来,各种热风工作台已经在电子产品维修行业中普及。
热风工作台的热风筒上可以装配各种专用的热风嘴,用于拆卸不同尺寸,不同封装方式的芯片。
3 贴片器件焊接质量检验方法
3.1 目视检测法
目测检测贴片手工焊接质量必须采用相关的放大设备,就是将手工焊接之后的电路板进行清洗,清洗干净之后放在高放大倍数的显微镜设备下,通过放大镜来直接观测芯片引脚的手工焊接状况,但是无法直接观测出虚焊的情况。
3.2 性能测试法
性能测试法是检查手工焊接之后芯片的性能指标参数,通过加电测试法检测芯片在电路板中的功能用途,功能正常的情况可以初步认定为合格产品,无法实现功能的情况则直接判断为不合格产品。
这种检测方法无法发现深层次的虚焊,只能通过各种环境试验同步考核虚焊情况。
3.3 直接检查引脚法
直接检查引脚法需要借助相关的工具,如,细橡胶棒(橡胶棒的两头必须是圆润光滑的,不能锋利)。
用细橡胶棒的头部轻轻拨动手工焊接的引脚,检测其手工焊接是否合格。
一般情况下,焊接质量越好的引脚,越难将其拨动,而虚焊及脱焊等情况,可以直接将其拨动,很容易发现这些不合格的焊接。
这种检测方法必须掌握好拨动的力度,否则会直接造成引脚损伤。
以上这些焊接检测方法都是用在大型贴片焊接质量检测之上,很多情况下都是使用两种方法结合检测焊接质量。
4 结束语
目前,我国手工焊接质量检测技术不是很完美,其中存在着许多缺点,过于依靠经验和直觉,无法做到精确。
因此,相关的设计人员应该加大对贴片器件手工焊接技术及其检测技术的研究力度,寻找出完美无缺陷的质量检测技术,为检测人员减少工作压力。
同时,应该将现代高科技应用到焊接技术中,对其进行改进创新,寻找更为精确的焊接技术。
参考文献
[1]宿鸣明.电路板元器件的检测与识别[D].大连理工大学,,11.
5.手工焊接技术教学案例 篇五
2012-2-2 14:19
提问者:匿名 | 浏览次数:71次
2012-2-2 16:22 满意回答
一、缺陷名称:气孔(Blow Hole)
1、原因
(1)焊条不良或潮湿。
(2)焊件有水分、油污或锈。(3)焊接速度太快。(4)电流太强。
(5)电弧长度不适合。
(6)焊件厚度大,金属冷却过速。
2、解决方法
(1)选用适当的焊条并注意烘干。(2)焊接前清洁被焊部份。
(3)降低焊接速度,使内部气体容易逸出。(4)使用厂商建议适当电流。(5)调整适当电弧长度。(6)施行适当的预热工作。
二、缺陷名称 咬边(Undercut)
1、原因
(1)电流太强。(2)焊条不适合。(3)电弧过长。(4)操作方法不当。(5)母材不洁。(6)母材过热。
2、解决方法
(1)使用较低电流。
(2)选用适当种类及大小之焊条。(3)保持适当的弧长。
(4)采用正确的角度,较慢的速度,较短的电弧及较窄的运行法。(5)清除母材油渍或锈。(6)使用直径较小之焊条。
三:缺陷名称:夹渣(Slag Inclusion)
1、原因
(1)前层焊渣未完全清除。(2)焊接电流太低。(3)焊接速度太慢。(4)焊条摆动过宽。
(5)焊缝组合及设计不良。
2、解决方法
(1)彻底清除前层焊渣。(2)采用较高电流。(3)提高焊接速度。(4)减少焊条摆动宽度。
(5)改正适当坡口角度及间隙。
四、缺陷名称:未焊透(Incomplete Penetration)
1、原因
(1)焊条选用不当。(2)电流太低。
(3)焊接速度太快温度上升不够,又进行速度太慢电弧冲力被焊渣所阻挡,不能给予母材。
(4)焊缝设计及组合不正确。
2、解决方法
(1)选用较具渗透力的焊条。(2)使用适当电流。(3)改用适当焊接速度。
(4)增加开槽度数,增加间隙,并减少根深。
五:缺陷名称:裂纹(Crack)
1、原因
(1)焊件含有过高的碳、锰等合金元素。(2)焊条品质不良或潮湿。(3)焊缝拘束应力过大。
(4)母条材质含硫过高不适于焊接。(5)施工准备不足。
(6)母材厚度较大,冷却过速。(7)电流太强。
(8)首道焊道不足抵抗收缩应力。
2、解决方法
(1)使用低氢系焊条。
(2)使用适宜焊条,并注意干燥。
(3)改良结构设计,注意焊接顺序,焊接后进行热处理。(4)避免使用不良钢材。
(5)焊接时需考虑预热或后热。(6)预热母材,焊后缓冷。(7)使用适当电流。
(8)首道焊接之焊着金属须充分抵抗收缩应力。
六:缺陷名称:变形(Distortion)
1、原因
(1)焊接层数太多。(2)焊接顺序不当。(3)施工准备不足。(4)母材冷却过速。(5)母材过热。(薄板)(6)焊缝设计不当。(7)焊着金属过多。(8)拘束方式不确实。
2、解决方法
(1)使用直径较大之焊条及较高电流。(2)改正焊接顺序
(3)焊接前,使用夹具将焊件固定以免发生翘曲。(4)避免冷却过速或预热母材。(5)选用穿透力低之焊材。
(6)减少焊缝间隙,减少开槽度数。(7)注意焊接尺寸,不使焊道过大。(8)注意防止变形的固定措施。
七:其它焊接缺陷 搭叠(Overlap)
1、原因
(1)电流太低。
(2)焊接速度太慢。
2、解决方法
(1)使用适当的电流。(2)使用适合的速度。
焊道外观形状不良(Bad Appearance)
1、原因
(1)焊条不良。(2)操作方法不适。
(3)焊接电流过高,焊条直径过粗。(4)焊件过热。
(5)焊道内,熔填方法不良。
2、解决方法
(1)选用适当大小良好的干燥焊条。(2)采用均匀适当之速度及焊接顺序。(3)选用适当电流及适当直径的焊接。(4)降低电流。(5)多加练习。
(6)保持定长、熟练。凹痕(Pit)
1、原因
(1)使用焊条不当。(2)焊条潮湿。(3)母材冷却过速。
(4)焊条不洁及焊件的偏析。(5)焊件含碳、锰成分过高。
2、解决方法
(1)使用适当焊条,如无法消除时用低氢型焊条。(2)使用干燥过的焊条。
(3)减低焊接速度,避免急冷,最好施以预热或后热。(4)使用良好低氢型焊条。(5)使用盐基度较高焊条。偏弧(Arc Blow)
1、原因
(1)在直流电焊时,焊件所生磁场不均,使电弧偏向。(2)接地线位置不佳。(3)焊枪拖曳角太大。(4)焊丝伸出长度太短。(5)电压太高,电弧太长。(6)电流太大。(7)焊接速度太快。
2、解决方法
(1)•电弧偏向一方置一地线。• 正对偏向一方焊接。•采用短电弧。
•改正磁场使趋均一。•改用交流电焊
(2)调整接地线位置。(3)减小焊枪拖曳角。(4)增长焊丝伸出长度。(5)降低电压及电弧。(6)调整使用适当电流。(7)焊接速度变慢。
烧穿
1、原因
(1)在有开槽焊接时,电流过大。(2)因开槽不良焊缝间隙太大。
2、解决方法
(1)降低电流。
(2)减少焊缝间隙。
焊泪
1、原因
(1)电流过大,焊接速度太慢。(2)电弧太短,焊道高。
(3)焊丝对准位置不适当。(角焊时)
2、解决方法
(1)选用正确电流及焊接速度。(2)提高电弧长度。
(3)焊丝不可离交点太远。
火花飞溅过多
1、原因
(1)焊条不良。(2)电弧太长。
(3)电流太高或太低。(4)电弧电压太高或太低。(5)焊机情况不良。
2、解决方法
(1)采用干燥合适之焊条。(2)使用较短之电弧。(3)使用适当之电流。(4)调整适当。
(5)依各种焊丝使用说明。
6.手工电弧焊焊接技巧与应用 篇六
1.1 手工电弧焊产生。俄罗斯的科学家在十九世纪发明了手工电弧焊技术, 这在当时也是震惊世界的发明。二十世纪刚开始, 传到欧洲, 药皮焊条焊接得到进一步的重视, 但就是有一点它的造价和成本比较高, 所以当时的人们并不太喜欢用药皮焊条电弧焊。但是焊缝质量好, 有吸引了当时的人们的眼球。开始使用药皮电弧焊的手工电弧焊。手工电弧焊所用的焊条当时人们叫做金属棒和焊接的物件之间形成的发光电弧会融化焊条和焊接工件的外面, 形成焊接的熔池。总而言之, 手工电弧焊焊缝质量好是无以比拟的, 也是当时人们对焊接梦寐以求的, 就这样焊条电弧焊应用而生了。
1.2 手工电弧焊现状。焊条电弧焊所用的设备结构简单制造容易, 不仅如此它还具有操作方便, 灵活性能好, 适用性广泛等等优点, 鉴于以上优点, 焊条电弧焊还是很多企业和个人首选的焊接方法, 特别是在水下焊接和野外高处的焊接。事情都有两面性, 又由于焊条电弧焊浪费多, 生产效率不高用人的费用高等缺点, 又限制了焊条电弧焊的发展, 随着埋弧焊、气保焊等生产效率高, 速度快等诸多优点, 又逐步代替焊条电弧焊的趋势。
1.3 手工电弧焊的发展方向
1.3.1 采用多条焊丝轮流燃烧, 这样做就是为了保证电弧的听读好, 同时改善能量的分布, 焊接的整个过程中比较稳定。这样做还能减少驼峰和焊接咬边现象的出现。1.3.2 德国科学家研制出双丝焊接设备, 两根焊丝放在同一个焊枪里面。有两个电源供电, 这样做真好, 既可以独立控制又可以同时控制, 保证了焊接产生的电弧处于最好的状态。1.3.3 二十世纪末二十一世纪初美国科学家研制出成本很低熔深增加明显, 电弧双弧双面焊接工艺的焊接方法, 这样焊接电弧的穿透能力大大加强, 有利于减小热变形。1.3.4 手工电弧焊也正在向着现代化, 工艺精致化, 操作自动化方向发展。
1.4 手工电弧焊的电源。手工电弧焊既可以采用大小方向都不随时间变化的直流电源, 也可以采用大小和方向都随时间作周期性变化的交流电源。焊接电流的大小与所焊接的物件的多厚厚度、焊接的结构、焊条的规格有关。电压一般选取为20 伏特到35 伏特之间。
1.5 手工电弧焊的优缺点
1.5.1 手工电弧焊所用设备通用而且简单, 直流焊接电源和交流焊接电源都可以用, 这样就有利于选择价格低廉的焊机。1.5.2 焊接既灵活又方便, 可以进行所有方位的焊接, 也可以焊接不同规格厚度形状的焊接物体。1.5.3 现在的焊条品种不再单一而是琳琅满目, 可供不同焊材的选用。1.5.4 一个人的焊接技术焊接熟练程度和焊条的质量决定了焊接质量。当然, 任何事物都不是十全是美的, 没有缺点的事物也是不存在的。手工焊条电弧焊也毫无例外, 那就是手工焊条电弧焊的焊接效率低下, 而且工人的焊接条件比较差, 焊接时, 焊工需要带上面罩, 穿上各种各样的劳保服。
2 手工焊条电弧焊焊接时的熔池温度把握与控制
2.1 手工焊条电弧焊焊接时经常出现的缺陷。开始学习焊接的时候, 由于经验不足出现各种各样的缺陷在所难免, 如焊接内凹、焊接没有焊接透彻、存在夹渣、焊瘤。分析产生这些缺陷的原因, 不过就是在焊接的操作过程中不够细心, 焊接经验不足, 同时不善于观察学习, 没有把握焊接时焊接熔池的温度, 只有注意到这一点, 很好的把握焊接熔池的温度才能有效的克服这些焊接缺陷。温度对于焊接来说很重要, 尤其是熔池的温度, 熔池的温度会直接影响焊接尤其是手工焊接的焊接质量, 熔池大了不行, 熔池小了也不行, 有效的控制熔池的大小至关重要, 过高的温度容易, 焊接的钢铁水就会下流, 单面焊两面成型的反面也容易被烧穿, 从而出现不想看到的一幕就是形成焊瘤。相反, 焊接温度低又极容易出现焊接不够透彻的现象。
2.2 把控好焊接温度决定焊接质量。鉴于手工焊条电弧焊, 容易出现那么多的缺陷, 本人介绍一下自己多年的焊接法宝, 以飨读者。焊接电流的调节, 焊接电流大小的掌控、焊条的尺寸直径大小、焊接电弧燃烧多长时间, 焊接选取的角度都会影响焊接熔池的温度, 应该采取的措施如下:
2.2.1 运条的方法千差万别, 形式多种多样。分为月牙形式运条和圆圈形式的运条以及锯齿形式的运条方式, 月牙形的运条温度低于圆圈形式运条温度, 而锯齿形式的运条温度又低于月牙形式的运条温度, 何时采用何种形式的运条方式很重要, 通常情况下, 锯齿形式的运条形式在12 毫米封底层平焊时采用;能够有效的更好的控制焊接熔池的温度, 对于未焊透现象能够有效控制。2.2.2 选用焊条的粗细直径和焊接选取的电流大小。对于焊条的粗细直径和焊接电流的选取可以根据焊接的层次和焊接空间位置来选取。对接平焊平板时焊接电流可以选取八十安培左右, 对于开焊时, 焊接电焊条可以选粗一些的和焊接电流选取大一些。盖面层选用焊条也非常有讲究, 通常选取焊条直径在四毫米。总而言之, 对于不同的焊接形式, 不同层次, 选取不同焊条直径, 调节不同的焊接电流大小都很有帮助。2.2.3 俗话讲的好, 做一件事情火候把握的恰到好处, 事情就容易成功。焊接也是如此。电弧燃烧时间长短至关重要, 燃烧的时间也要有效的控制, 不同规格的焊件如焊接管子的垂直和水平固定, 采用的焊接方法不同也会不同, 我采用断弧法焊接, 在焊接封底的时候, 单位时间内出现的次数就是断弧平率和燃烧所用的时间都会影响着我们关心的熔池的温度。如果采用放慢频率的方法降低熔池温度, 势必产生气孔, 最好的办法就是控制电弧燃烧的时间。2.2.4 角度的把握也很重要, 焊条焊接时的角度选取要靠经验, 夹角九十度, 电弧集中, 焊接产生温度较高, 相反夹角小, 电弧就不集中, 温度就会偏低。在焊接12 毫米的平焊时, 采用五十到七十度的夹角比较好, 避免焊瘤或者焊接起高。在采用立焊的时候适宜于采用垂直焊接, 焊接角度大, 温度集中, 熔池温度高有效地控制了接头点内凹的现象。
3 手工电弧焊防护技术
3.1 手工焊条电弧焊防辐射技术。现在的辐射五花八门, 手机辐射、电脑辐射。焊条电弧焊也不例外, 焊条电弧焊接时发出耀眼的光, 这种弧光含有紫外线, 紫外线对人体的皮肤和眼睛都会造成极大的伤害。所以操作焊条电弧焊时, 必须戴上焊接防护面罩, 戴上防弧光的眼镜。穿上工作服, 手套也要时时戴上。严格控制火星四射的范围, 隔绝火星的蔓延。讲到辐射, 大家不能不重视, 因为一个焊工需要从事焊接工作几十年, 天天与焊接打交道, 我们的皮肤眼睛都是比较脆弱的, 尤其是我们的内部器官更加需要呵护, 如我们的心脏和肺部, 防辐射不可小觑。
3.2 手工焊条电弧焊防触电措施
3.2.1 焊机必须采取安全接地保护措施。
3.2.2 焊机接线时, 必须由专业电工来完成。
摘要:自动焊接虽然焊接速度快, 生产效率高, 劳动条件比较好, 要想做出精品还要看手工焊接。手工电弧焊简称手弧焊, 手弧焊的虽然焊接速度表较慢, 焊接质量也很难把握, 但是只要持之以恒的训练和刻苦焊接, 最终会取得巧夺天工的效果。本人从事焊接工作多年, 手工电弧焊也有一套经验, 说出来大家共享。
关键词:手工电弧焊,手工电弧焊方法,手工电弧焊技巧
参考文献
[1]工新洪.手工电弧焊[M].北京:化学工业出版社, 2007, 7, 1, 1.
7.手工焊接技术教学案例 篇七
摘 要:在当前诸多领域,焊接是一项十分重要的工序,而氩弧焊是其中一种重要的方式。通过对氩气特性的利用,从焊枪喷嘴将挺度、流动状态良好的氩气喷出,从而在电弧周围形成一层惰性气体保护层,阻隔空气与焊丝端头、金属熔池之间的接触,避免外界空气对焊接的影响。采用手工钨极氩弧焊对铝及铝合金进行焊接,能够取得较为理想的焊接效果。但是在实际焊接当中,可能会出现焊缝气孔的问题,因而需要对这一问题加以注意。
关键词:手工钨极氩弧焊;铝及铝合金;焊缝气孔
在当前社会当中,焊接是一种十分重要的操作工序,在很多构件的连接过程中都需要通过焊接进行连接,从而满足相应生产建设的需求。氩弧焊是一种主要的焊接方式,但在对铝及铝合金进行焊接的过程中会出现很多缺陷,例如产生焊缝气孔等问题。有气孔存在于焊缝,会对金属焊缝的致密性等产生不良的影响。气孔在焊缝金属中成链状的状态,并且较为密集,将会造成材质疏松、焊缝金属裂纹等问题,从而使材料的力学性能受到极大的影响,耐腐蚀性也大大降低。
一、手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金焊缝气孔产生的原因
在手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金的过程中,木材、焊丝、工件、气体等吸附的水分会存在氢的成分。在焊缝当中,氢和水形成一定的比例,会转入到焊缝当中,在靠近焊缝的位置,母材中的氢会基于扩散作用,在融合线、焊缝金属等位置就会有气孔产生。铝镁合金熔点比较低,在氩弧焊焊接加热的过程中,如果达到了500摄氏度,在热影响区域当中,镁铝合金成分将会转变为熔融状态,并且会由十分强烈的氧化反应发生,因此在水分的作用之下,会生成氧化镁、氧化铝、氢气等成分。如果熔融之后的凝固速度过快,生成的氢气无法及时逸出,就会在焊接件中产生气孔。洗涤之后,焊丝和材料中有残留物存在,或是在喷嘴、工件之间存在着较大的距离,也会在不同的程度上产生气孔。
在安装现场,水平固定的仰焊缝、垂直固定的横焊缝在进行焊接的过程中,也会有较大的可能性产生气孔,并且较难避免。发生这种情况的主要原因在于,在对垂直固定的横焊缝进行焊接的过程中,氩气的重量要比空气重。在0摄氏度、一个大气压的条件下,空气的重量约为每立方米1.2929千克,而相同条件下氩气的重量能够达到空气重量的1.4倍。氩气保护层是一种柔性保护层,因此在进行焊接的时候,氩气保护层可能会向熔池下部下沉,使得下部熔池能够得到较为良好的氩气保护层保护。但是在熔池上部的边缘位置,保护层可能会发生薄弱、偏离等情况,这样在熔池上部边缘的位置就容易受到空气的侵蚀,因而在融合线、横焊缝等位置上,链状气孔、断续气孔等问题也比较容易发生。
在水平固定的仰焊缝焊接过程中,氩气比空气重,因此在仰缝部位,氩气形成的保护层往往不具有足够的挺度,容易发生气体流层倒流的情况。同时,在仰焊位置上,焊工的操作难度较大,在喷嘴和工件之间可能会由于操作原因导致距离不稳定,因而整个熔池的氩气保护层难以完全覆盖,导致空气入侵出现气孔的现象。
二、手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金焊缝气孔的避免方法
为了有效地避免手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金焊缝气孔的产生,铝及铝合金的焊接应采用的氩气要达到99.99%的纯度。如果是对重要的工件进行焊接,工人应注意焊接环境,要在80%以下的环境湿度、晴朗的天气中进行焊接操作。如果焊件的厚度较大,焊接之前要采用100摄氏度到150摄氏度的温度进行预热,从而将焊件坡口内测的水分进行有效清除,使工件的焊接速度、原始温度得到提升,同时降低熔池冷却速度,对于气体逸出较为有利。
焊接过程中应当保持较快的速度将液体状态的熔池时间进行缩短,在结晶之前降低熔池的气体含量,从而降低产生气孔的概率。焊接当中应当保持较大的焊接电流,并将热输入量加以提升,使融化金属的速度得到降低,确保气体更好地逸出。铝镁合金的焊接应当采用较快的焊接速度和较大的焊接电流,使热影响区的宽度降低,避免在该区域中出现气孔。在安装现场,工人若发现有横缝和立缝焊接的情况,除了使用上述方法以外,在焊接施工条件允许的情况下,应当尽量对双面双人焊接方式进行选择和应用,这样能够利用氩气保护层更好地对焊缝熔池内外提供保护,避免发生气孔。
三、结论
焊接作为当前诸多工业领域中一项十分重要的技术,发挥着至关重要的作用。目前,手工钨极氩弧焊作为一种常用的焊接技术,尤其是在焊接铝及铝合金的过程中应用更为广泛。而在实际焊接过程中很容易产生气孔,影响焊接件的质量,因此要采取有效的措施,对气孔的产生加以避免,确保焊接质量。
参考文献:
[1]李艳军,康举,吴爱萍,等.TIG焊工艺对LD10铝合金接头气孔的影响[J].焊接学报,2014(4):37-40,114-115.
[2]李占明,朱有利,杜晓坤,等.铝合金手工GTAW焊接缺陷及其对疲劳性能的影响[J].热加工工艺,2012(15):133-135.
[3]郑世达,易耀勇,易江龙.铝及铝合金焊接在工程中易出现的几种缺陷分析及预防[J].材料研究与应用,2012(3):198-203.
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