焊机技术教案【柳亮】140302.doc

贵州省电子信息技师学院一体化课程焊接技术教案 电子电工实训中心 授课教师：柳 亮贵州省电子信息技师学院一体化课程教案教师姓名柳 亮实训项目一焊接工具与材料 授课学时8学时地 点实训室讲 授 内 容教学目的及要求： 1、认识常用的焊接工具与材料2、了解电烙铁的结构与分类教学重点：了解焊接工具的用途及优缺点教学难点：如何正确使用焊接工具 教学内容：一、焊接工具 在电子焊接中，电烙铁是焊接过程中主要工具，电烙铁分类： 内热式、外热式让我们来认识一下它的结构吧: 图1 内热式与外热式电烙铁结构 内热式电烙铁的后端是空心的，用于套接在连接扦上，并且用弹簧夹（不是所有电烙铁都有）固定，当需要交换烙铁头时，必须先将弹簧夹退出，同时用钳子夹住烙铁头的前端，慢慢地拔出，切记不能用力过猛，以免损坏连接杆。内热式的烙铁心是用比较细的镍铬电阻丝绕在瓷管上制成的，20W的内热式电烙铁烙铁阻值约为2.5k，50W的阻值约为lk，由于它的热效率高，20 W的内热式电烙铁相当于40W的外热式电烙铁。优点：便宜、升温快、使用方便缺点：温度不稳定 图2 长寿型内热式电烙铁 “外热”就是指“在外面发热”， 因发热电阻在电烙铁的外面而得名。它既适合于焊接大型的元部件，也适用于焊接小型的元器件。由于发热电阻丝在烙铁头的外面，有大部分的热散发到外部空间，所以加热效率低，加热速度较缓慢。一般要预热67分钟才能焊接。其体积较大，焊小型器件时显得不方便。但它有烙铁头使用的时间较长，功率较大的优点，有25W，30W，50W，75W，100W，150W，300W等多种规格。外热式电烙铁所用的烙铁头形状是实心圆铁柱状，发热元件烙铁头被套着。 图3外热式电烙铁 可用于绘画，利用烙铁发热在木板上进行手工绘画，如山水、人物等等。 图4 大功率电烙铁 图5大功率电烙铁的结构 恒温电烙铁内部采用高居里温度条状的PTC恒温发热元件，配设紧固导热结构。特点是优于传统的电热丝烙铁芯，升温迅速、节能、工作可靠、寿命长、成本低廉。 电烙铁的温度设定：温度由实际使用决定，以焊接一个锡点4秒最为合适。平时观察烙铁头，当其发紫时候，温度设置过高。一般直插电子料，将烙铁头的实际温度设置为（330370度）；表面贴装物料（SMC）物料，将烙铁头的实际温度设置为（300320度）；特殊物料，需要特别设置烙铁温度。蜂鸣器等要用含银锡丝，温度一般在270度到290度之间。焊接大的组件脚，温度不要超过380度，但可以增大烙铁功率。 图6恒温电烙铁 手动送锡电烙铁的优点：单手进行焊接，提高了焊接速度，同时也提高了生产效率。对于小元器件来说，可以用另外一只手按住元器件，焊的更加牢靠。 图7手动送锡电烙铁吸锡器是一种修理电器用的工具，收集拆卸焊盘电子元件时融化的焊锡。有手动，电动两种。维修拆卸零件需要使用吸锡器，尤其是大规模集成电路，更为难拆，拆不好容易破坏印制电路板，造成不必要的损失。简单的吸锡器是手动式的，且大部分是塑料制品，它的头部由于常常接触高温，因此通常都采用耐高温塑料制成。大部分吸锡器为活塞式，按照吸筒壁材料，可分为塑料吸锡器和铝合金吸锡器，塑料吸锡器轻巧，做工一般，价格便宜，长型塑料吸锡器吸力较强；铝合金吸锡器外观漂亮，吸筒密闭性好，一般可以单手操作，更加方便。 图8吸锡器 图9吸锡器的使用烙铁架的作用：支撑或存放烙铁的支架。由于烙铁在使用过程中，温度过高，一些非金属物品均不能承受这样的高温。 图10 烙铁架 凡是用来熔合两种或两种以上的金属面，使之形成一个整体的金属的合金都叫焊料。根据其组成成分，焊料可以分为锡铅焊料、银焊料、及铜焊料。按熔点，焊料又可以分为软焊料（熔点在450 以下）和硬焊料（熔点在450 以上）。在电子装配中常用的是锡铅焊料。 优点：熔点低。各种不同成分的铅锡合金熔点均低于铅和锡的熔点，利于焊接。机械强度高，抗氧化。表面张力小，增大了液态流动性，有利于焊接时形成可靠接头。 图11焊锡丝 助焊剂通常是以松香为主要成分的混合物，是保证焊接过程顺利进行和致密焊点的辅助材料。在焊接时可将不需要焊接的部位涂上阻焊剂保护起来，使焊接仅在需要焊接的焊接点上进行。阻焊剂广泛用于浸焊和波峰焊。助焊剂的作用：1、去除被焊件的氧化层，这是保证焊接质量的重要手段；2、降低融化焊锡的表面张力，使焊锡能更好地附着在金属表面。3、加热金属表面及熔化状态的焊锡比在常温下更容易氧化，助焊剂能较快地覆盖在金属和焊锡表面防止氧化。 图12助焊剂助焊剂的要求： 具一定的化学活性 ，具有良好的热稳定性 ，具有良好的润湿性，对焊料的扩展具有促进作用 ，留存于基板的焊剂残渣,对基板无腐蚀性，具有良好的清洗性 ，氯的含有量在0.2%(W/W)以下. 助焊剂的优点： 防止焊锡桥连造成短路。 使焊点饱满，减少虚焊，而且有助于节约焊料。 由于板面部分为阻焊剂膜所覆盖，焊接时板面受到的热冲击小，因而不易起泡、分层。图13 助焊剂使用前后的对比图贵州省电子信息技师学院一体化课程教案教师姓名柳 亮实训项目二焊接工艺 授课学时2学时地 点实训室讲 授 内 容教学目的及要求： 1、掌握焊接工艺基础知识； 2、了解焊点质量的检验方法；教学重点：焊接工艺基础知识的理解教学难点：焊点质量的保证 教学内容：焊接是电子产品组装过程中的重要工艺。焊接质量的好坏，直接影响电子电路及电子装置的工作性能。优良的焊接质量，可为电路提供良好的稳定性、可靠性，不良的焊接方法会导致元器件损坏，给测试带来很大困难，有时还会留下隐患，影响的电子设备可靠性。1、焊接中的部分术语焊接：是使金属连接的一种方法。它利用加热手段(电烙铁) ，在两种金属的接触面，通过焊接材料的原子或分子的相互扩散作用(浸润)，使两种金属间形成一种永久的牢固结合。焊接分类：熔焊、接触焊、钎焊 焊点：利用焊接方法进行连接而形成的接点。焊料：锡铅焊料、铜焊料、银焊料 焊剂：又称助焊剂，一般由活化剂、树脂、扩散剂、溶剂4部分组成，其作用是清除焊件表面的氧化膜、保证焊锡浸润的一种化学剂。2、焊点质量要求电气性能好；具有一定的机械强度；焊点上的焊料要适量；焊点表面应光亮且均匀；焊点不应有毛刺、空隙；焊点表面的必须清洁3、 安装和焊接的一般工序先装焊低矮的元件，再装焊较高的元件。次序是：电阻电容二极管三极管集成电路其它（大功率）元件。 4、 手工焊接五步法图14 焊接的五步图准备【核对元器件并检查】元器件的好坏；元器件的可焊性，是否清洁【检测电路板】正式制作的电路印制板在焊接之前要仔细检查，看其有无断路、短路、孔金属化不良以及是否已有助焊处理等。板上的任何潜在问题，都是整机调试和产品故障的隐患，全部元件焊接完成后的电路板，往往并不能发现板子自身存在的问题。【绝缘导线的加工】裁剪；导线端头的加工（也叫剥头）包括刃截法、热截法；捻头；浸锡，剥好的导线端头浸锡的目的在于防止氧化，以提高焊接质量。浸锡有锡锅浸锡、电烙铁上锡两种方法。【烙铁头】保持干净；表面镀有一层焊锡加热注意：加热时间和加热位置加热时不要施压加焊锡去焊锡去烙铁注意： 在焊锡凝固前保持焊件为静止状态4、判别焊点的好坏不标准焊点的确定： 常见的不良焊点：A、虚焊 a 、形成锡球，锡不能散布到整个焊盘B、短路 b 、移开烙铁时候形成锡尖C、少锡 c 、锡表面不光滑，起皱D、多锡 d 、PCB离层E、锡球、锡渣5、 标准的焊点 【插图1 不良焊点】 图15分立元件与贴片元件的焊点 【插图2 标准焊点】单面焊盘焊点形与量的界面关系金属化孔焊点形与量的界面关系不良焊点6、 不良焊点原因分析图16 不良焊点的原因分析7、 焊后处理 剪去多余引线。 焊接结束后，要检查印制电路板上所有元器件引线的焊点，看是否有漏焊、虚焊现象需进行修补。 根据工艺要求选择清洗液清洗印制电路板上的残余焊剂及锡渣。一般情况下使用松香焊剂后印制电路板不用清洗。涂过焊油或氯化锌的，要用酒精擦洗干净，以免腐蚀印制电路板。8、 手工焊接注意事项1 掌握好加热时间，在保证焊料润湿焊件的前提下时间越短越好。2 保持烙铁头在合适的温度范围。一般经验是烙铁头温度比焊料熔化温度高50较为适宜。3 用烙铁对焊点加力加热是错误的。会造成被焊件的损伤，例如电位器、开关、接插件的焊接点往往都是固定在塑料构件上，加力的结果容易造成元件失效。不要在电烙铁头沾上一些焊锡，然后放到焊点上停留定期检查电烙铁电源线绝缘是否良好，以免发生触电事故。电烙铁长时间不用时，应切断电源。烙铁头在没有确信脱离电源时，不能用手摸，以免烫伤。烙铁头上多余的锡不要乱甩。9、焊锡的最佳温度为2505oC ，最低焊接温度为240oC。温度太低易形成冷焊点。高于260oC 易使焊点质量变差。焊接时间：完成润湿和扩散两个过程需23S，1S 仅完成润湿和扩散两个过程的35% 。一般IC、三极管焊接时间小于3S，其他元件焊接时间为45S。10、 由于焊丝成分中，铅占一定比例，众所周知铅是对人体有害的重金属，因此操作时应戴手套或操作后洗手，避免食入。 焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的，如果操作时鼻子距离烙铁头太近，则很容易将有害气体吸入。一般烙铁离开鼻子的距离应至少不少于30厘米，通常以40厘米时为宜。教师姓名柳 亮实训项目三电烙铁的使用与维护 授课学时4学时地 点实训室讲 授 内 容教学目的及要求： 1、掌握电烙铁的基础知识； 2、掌握电烙铁的使用方法；教学重点：电烙铁的使用教学难点：电烙铁的维护 教学内容： 电烙铁是焊接中重要的加热工具，针对不同类型的电子产品应选用不同类型的电烙铁头，常见的烙铁头如下图所示： 烙铁头一般用紫铜制成，对于有镀层的烙铁头，一般不要锉或打磨。因为电镀层的目的就是保护烙铁头不易腐蚀。 还有一种新型合金烙铁头，寿命较长，但需配专门的烙铁。一般用于固定产品的印制板焊接。部分样式烙铁头实物1、烙铁头的修整和镀锡 烙铁头经使用一段时间后，会发生表面凹凸不平，而且氧化层严重，这种情况下需要修整。 一般将烙铁头取下来，夹到台钳上粗锉，修整为自己要求的形状，然后再用细锉修平，最后用细砂纸打磨光。对焊接数字电路、计算机的工作来说，锉细，再修整。 修整后的烙铁应立即镀锡，方法是将烙铁头装好通电，在木板上放些松香并放一段焊锡，烙铁沾上锡后在松香中来回摩擦；直到整个烙铁修整面均匀镀上一层锡为止。 注意：烙铁通电后一定要立刻蘸上松香，否则表面会生 成难镀锡的氧化层。2、焊接操作姿势电烙铁拿法有三种。 焊锡丝一般有两种拿法。3、电烙铁使用注意事项 通电前，认真检查电烙铁是否有短路和漏电等情况。如发现问题应及时解决，避免发生人身伤害事件。 电烙铁在不焊接时，应放置在烙铁架上，且烙铁架周围不能放置其它物品，以免损坏。 使用过程中，切勿敲击电烙铁，以免损坏烙铁芯及固定电源线和烙铁芯的螺丝松动，造成短路等。 禁止甩动电烙铁，防止烙铁头脱落或烙铁头上的锡珠飞溅，伤害别人。4、电烙铁的常见故障及其维护1. 电烙铁通电后不热 遇到此故障时可以用万用表的欧姆挡测量插头的两端，如果表针不动，说明有断路故障。当插头本身没有断路故障时，即可卸下胶木柄，再用万用表测量烙铁芯的两根引线，如果表针不动，说明烙铁心损坏，应更换新的烙铁芯。如果测得烙铁心两根导线线之间的阻值为25k左右（以20W为例），说明烙铁芯是好的，故障出现在电源引线及插头上，多数故障又引线断路。插头件的接点断开，可进一步用万用表的R1档测量引线的电阻值，便可发现问题。2. 烙铁头带电 烙铁头带电可能是电源线错接在接地线接线柱上外，还可能是电源线从烙铁芯接线螺丝上脱落后，又碰到了接地线的螺丝上，从而造成烙铁头带电。这种故障最容易造成触电事故，并损坏元器件，因此应随时检查压线螺丝是否松动或丢失并及时配备好。3. 烙铁头不“吃锡” 烙铁头经长时间使用后，就会因氧化而不占锡，这就是烧死现象，也称为不“吃锡”。当出现不“吃锡”的情况时，可用细砂纸或锉刀将烙铁头重新打磨或锉出新茬，然后重新镀上焊锡就可继续使用。4. 烙铁头出现凹坑 烙铁头使用一段时间后，就会出现凹坑或氧化腐蚀层，使烙铁头的刃向形状发生变化。遇到这种情况时，可用锉刀将氧化层或凹坑锉掉。锉成原来的形状，然后镀上锡，就可继续使用。5、 更换烙铁芯的方法 将固定烙铁心的引线螺坤松开将引线卸下，把烙铁芯从连接杆中取出，然后将新的同规格的烙铁心插入连接杆，将引线固定在螺丝上，并注意将烙铁心的多余引线头剪掉、以防止两根引线短路。 当测量插头的两端时，如果万用表的表针指示接近零欧姆，说明有短路故障，故障点多为插头内短路，或者是防止电源引线转动螺丝脱落，致使接在烙铁心引线柱上的电源线断开而发生短路。当发现短路故障时应及时处理，不能再次通电，以免发生意外。6、 烙铁的其他配置使用电烙铁要配置烙铁架，一般放置在工作台右前方，电烙铁用后一定要稳妥放于烙铁架上，并注意导线等物不要碰烙铁头。焊锡丝、助焊剂、清理烙铁头工具等教师姓名柳 亮实训项目四导线的焊接授课学时4学时地 点实训室讲 授 内 容教学目的及要求： 1、掌握常用导线的相关知识； 2、了解焊接检验方法；教学重点：焊接工艺基础知识的理解教学难点：焊点质量的保证 教学内容：1. 常用连接导线2. 导线焊前处理 剥绝缘层、预焊3. 导线焊接（1）导线同接线端子的连接有三种基本形式（2）导线与导线的连接导线之间的连接以绕焊为主，操作步骤如下（1）去掉一定长度绝缘皮。（2）端子上锡，穿上合适套管。（3）绞合，施焊。（4）趁热套上套管，冷却后套管固定在接头处。4. 屏蔽线末端处理 屏蔽线或同轴电缆末端连接对象不同处理方法也不同。 无论采用何种连接方式均不应使芯线承受压力。锡焊基本条件 1. 焊件可焊性 2. 焊料合格 3. 焊剂合适 4.焊点设计合理几种典型焊点的焊法1. 杯形焊件焊接法2.片状焊件的焊接方法3.在金属板上焊导线4.槽形、板形、柱形焊点焊接方法焊接训练工具：电烙铁、每人一块单层单孔电路板、直插式元器件若干、锡丝若干。要求：没4人一组，每位同学每焊接5个元器件交换给同