手工焊接工艺论文

南京信息职业技术学院 毕业设计论文 作者 曹 政 学号 21324 系部 机电学院 专业 电子组装技术与设备（通讯设备制造） 题目 手工焊接技术的分析 指导教师 郭 丽 温 岚 评阅教师 完成时间： 2016 年 5 月 18 日 毕业设计 (论文 )中文摘要 题目： 手工焊接技术的分析 摘要 ： 随着电子技术的迅速发展， 在 批量生产 中 已较少采用手工焊接 技术 ，但 由于手工焊接技术灵活性高、适用性广等特点，在 电子产品的维修、调试中不可避免的还会用到手工焊接。 在实际操作过程中，由于技术的迅速发展，手工焊接的难度越来越大。 在操作中 ， 稍有不慎就会损伤元器件，或引起焊接 故障 ，从而导致焊接失败，电路无法正常运行。因此，手工焊接作为一名电子工程技术人员的基本技能，必须熟练掌握。 本文首先介绍了手工焊接技术的基本知识；进而详细分析了手工焊接的工艺过程；接着概述了常用元器件的焊接方法；最后分析了影响焊接质量的主要因素，并对常见的焊接缺陷提出了相应的解决措施。 关键词 ： 手工焊接 焊接工艺 焊接方法 质量分析 毕业设计 (论文 )外文摘要 of of of in of it is of in of a or to of be as an of be At of in an of of of of 录 1 引言 . 1 2 手工焊接技术概述 . 1 接的基本原理 . 1 工 焊接材料 . 1 工焊接工具 . 2 3 手工焊接工艺过程 . 4 接前的准备工作 . 4 子元器件的插装 . 4 接工具的拿握方法 . 6 工焊接的五步法 . 7 4 常用元器件的焊接方法 . 8 线与接线端子的焊接 . 8 上的焊接 . 8 损元器件的焊接 . 9 5 手工焊接质量分析 . 9 响焊接质量的因素 . 9 工焊接常见焊接缺陷分析 . 10 结论 . 11 致谢 . 11 参考文献 . 12 1 1 引言 在 电子技术 飞速发展的当代 ，电子产品 在我们周围迅速的改变着我们的生活、学习、交流方式 。 任何电子产品的生产都离不开焊接与安装。从小到整流器，大到一个计算机系统，他们都 是由基本的电子元件器件按电路工作原理，用一定的工艺方法连接而成 的 。虽然连接方法有多种（例如、绕接、压接、粘接等）但使用最广泛的方法是锡焊。 安装、调试、维修电子电路时，手工焊接是一项操作人员必备的也是必然会用到的技能，而在电子爱好者学习与实践当中，也离不开手工焊接技术。焊接质量的好坏 也 直接影响维修、 调试的效果，错误的操作方式与方法会给产品留下各种各样的隐患。因此，掌握正确的焊接方法是十分必要的。 对于现代大学生而言，懂得了手工焊接，你就几乎可以做关于电子的任何事。在日常生活中，家中的一些电器、线路的小毛病，也可以用手工焊接 技术 自己 进行 维修。 2 手工焊接技术概述 接的基本原理 手工 焊接的基本原理是：由加热的烙铁将焊料熔化，再借助助焊剂，使融化了的焊料流入被焊金属间，冷却后形成焊点。 具体来说是 ： 焊料对焊接表面产生润湿 作用 ， 在润湿作用下， 焊料逐渐向金属铜扩散， 并在 与金属铜的接触面形成 附着层，使其牢固的结合起来。 工焊接材料 料 焊接材料即焊接时所消耗的材料，包括焊条、焊丝、焊剂等。焊接材料主要起保护、填充金属、形成焊缝和改善焊缝性能等作用。焊接材料在焊接技术中占重要的地位，选恰当的焊接材料会大大优化产品的质量和性能。 最好的电子焊料是由 60%的锡和 40%的铅构成的。在电子产品中，常用的是锡铅焊料，即焊锡。他是锡（ 低熔点金属铅（ 组成的合金，也是焊接的主要材料。 2 根据焊料的组成成分，焊料分为铜焊料、锡铅焊料及银焊料； 根据熔点 分 ，熔点在 450以下的焊料称为软焊料 ， 在 450以上的称为硬焊料。有时，为了提高焊锡的理化学性能，有时还加入少量的锑 (钮 (银 (。 焊剂 助焊剂的作用是清除 铜箔、元器件以及焊接表面的氧化物。在空气中金属 表 面很容易生成氧化膜，助焊剂 就 可以隔绝空气中的氧，防止氧化。 助焊剂的种类有 有机、无机和 松香树脂 助焊剂等 。其中无机焊剂活性最强，有机焊机活性次之，应用最广泛的是松香助焊剂，活性最差。 工焊接工具 烙铁 手工焊接常用工具是电烙铁，电烙铁分为外热式和 内热式两种 : 外热式电烙铁 的结构 如图 1(a)所示 。 因为 烙铁头 是被 安装在烙铁芯里面 的 ，因此被叫做 外热式 的 电烙铁。 电烙铁 中的结构最为 关键 的是烙铁芯 ， 烙铁芯的构成是 将 烙铁芯里面的 电热丝平行地 缠绕 在电烙铁 中的 一根空心 的 瓷管上， 由于 电烙铁中间的云母片 是 绝缘的 ， 所以可以 引出两根导线与 220V 的 交流电源 相互 连接 起来 。 外热式 的 电烙铁 有很多的规格 ， 一般 常用的 都 有 25W、 45W、 75W、 100 ，功率大 的 外热式电烙铁 的电烙铁头的 温度 就会很 高。 （ a）外热式 （ b）内热式 图 1 外热式与内热式电烙铁 内热式电烙铁如图 1（ b）所示 ， 因为 内热式电烙铁 的 烙铁头 是 安装内热式电烙铁 的 烙铁芯外面 的 ， 因为 内热式电烙铁 的 烙铁头发热 很 快， 其 热 的 利用率 很高， 所以 称 之 为内热式 的 电烙铁。内热式电烙铁的 一般 常用 的 规格 是： 20W、 50W 3 等等 。内热式电烙铁 的 热效率 是 20W 的与 外热式电烙铁 的 热效率 是 40W 是一样得。 因为 内热式 的 电烙铁后端是空心的 有利于安装在 连接杆上， 由于安装的不稳定所以用 弹簧夹 来将其固定住 ， 因为在更换 内热式 的 电烙铁 的时候为了防止用力过猛，会导致 内热式 的 电烙铁 安装到连接杆坏掉 ， 因此一 定要先把将固定连接杆的 弹簧夹 小心的 退出， 在将弹簧夹小心推出的时候一定得用 钳子夹住内热式 的 电烙铁 的 烙铁头前端，慢慢地 将其夹出来。 烙铁的功率选用原则 内热式电烙铁主要有 20、 30、 35、 45、 50、 75W 几种。外热式电烙铁除内热式电烙铁包含的瓦数外还有 100、 150、 300W 等几种。 内热式 2电烙铁 在 焊接晶体管、集成电路等器件的电路板时 有着不错的效果 。 50W 内热式电烙铁 一般用于 焊接较粗导线 或同轴电缆时 。 焊接较大元器件、金属材料时，选 100W 以上的外热式电烙铁。 烙铁使 用注意事项 （ 1）电烙铁不使用的时候记得断电，不然烙铁芯加速氧化 会 缩短其寿命 ； （ 2）使用前，认真检查电源线 、 插头 有无损坏，绝缘层是否破损、烙铁头是否松动等； （ 3）手工使用电烙铁时必须接地。电烙铁绝缘电阻应大于 10 ； （ 4）电烙铁使用前应检查使用电压是否与电烙铁标称电压相符 ; （ 5）烙铁架要能稳定的放置电烙铁，护住发热部位，保证安全。同时注意电源线不要搭在上面，以免烫坏。支架上的海绵加适量清水，使海绵湿润不滴水为宜； （ 6）电烙铁通电后不能敲击、拆卸或安装其电热部份零件 ; （ 7）电烙铁使用时 应注意环境因素，不宜在过份潮湿或淋雨环境使用，要保持电烙铁的干燥； （ 8）当烙铁头上有黑色氧化层时，可用砂布擦去，然后通电，并立即上锡； （ 9）如需拆装烙铁头等部件，需断电后进行； （ 10）使用烙铁应注意使用姿势，拿握方法，注意周围人及事物，规范使用。 工焊接所需要的其他工具 4 （ 1）镊子：镊子尖无弯折、破损 ， 连接端口正常 。 （ 2）防静电手腕：金属片与手腕部皮肤贴合良好，接地线 稳定连接 ，腕带松紧适中 ， 每次使用前，记得检测防静电手环是否合格； （ 3）烙铁 架：放置烙铁时需要保证架子稳定，保护得当。 （ 4）各种辅助工具：尖嘴钳、偏口钳、镊子、小刀、防静电指套、防静电周转盒、箱，吸锡枪等。 3 手工焊接工艺过程 接前的准备 （ 1）要佩戴各种防静电的装备。 （ 2） 确认烙铁接地 。 （ 3）检查烙铁头温度是否符合所焊元件的要求； （ 4）烙铁头如有氧化物或脏物，可用湿海绵擦除，烙铁头在焊接前要挂上一层焊锡。 （ 5）检查烙铁发热是否正常。 （ 6）要熟悉所焊 的装配图， 检查元器件型号、规格是否符合要求 。 子元器 件的插装 器件引脚 的 整形 手工 整形 可以借助镊子 等工具 。引脚一般留 上 为宜 ， 不要从根部折弯。 因为制造工艺上的原因，根部很容易折断。折弯 时注意弯折角度 ，避免弯成死角。 对于 有 标记 的元器件面 ， 需要把它们面向 容易观察的 方向放置 ，二极管、电阻等引出 的 脚应平直，如图 2、 3 所示。 图 2 二极管 图 3 电阻 器件插装原则 （ 1） 手工插装时，先插装如功率器件的散热器、支架等需要机械固 定的元器件，再插装需焊接固定的元器件。 （ 2） 插装时不要用手直接碰上面的铜箔。 5 （ 3）手工插焊原则：先低后高，先小后大。 （ 4）插装时要检查元器件有无损伤，正负极是否插反。有空间限制的元器件，应将元器件放在丝印范围内。 （ 5）插装 应按照 整齐、美观、稳固 的要求进行插装 ，元器件 应做到 无明显倾斜、变形 等现象为宜 。 （ 6） 插装时要注意 方便散热 为好 。 器件插装方式 （ 1） 俯卧式：如图 4 所示，元器件平行的放置于 上方，靠近但不接触板面。 图 4 俯卧式 （ 2）直立式：如图 5 所示，元器件以竖直于板面的 形状安放在 上。 图 5 直立式 （ 3）混合式： 因为有着不同的要求与条件 ， 所以， 在一块 上，有的元器件采用直立式，有的则采用俯卧式安装。 图 6 混合式 短脚的插焊方式 （ 1） 短脚插装： 有的 元器件 在 经过整形后，引脚很短 ， 要靠板插装。为了防止掉出，要用镊子把引脚折弯，如图 7 所示。 6 (a) 插装 (b) 弯脚 (c) 焊接 图 7 短脚插装 （ 2） 长脚插装：可以用手指夹着元器 件准确插装，如图 8 所示。 图 8 长脚插装 接工具的拿握方法 烙铁的握法 正确的操作姿势可以保证长时间工作不疲劳，同时亦能保证工作质量、效率。一般情况下， 电 烙铁到鼻子应不少于 20最好控制在 30右 。因为操作时挥发出的化学物质对我们身体 的 危害 很大。 电烙铁有 3 中握法，如图 6： (a) 反握法 (b) 正握法 (c) 握笔法 图 9 电烙铁的握法 如图 9（ a）所示， 对于手工焊接来说， 反握法 这种 动作相对 稳定，长时间操作 也 不 容易引起 疲劳 感 ， 适合用于 大功率烙铁的操作 。 正握法 比较 适 用于 中功率烙铁或带弯头电烙铁的操作，如图 9（ b） 所示。 如图 9（ c）， 在操作台上焊接 时，我们 多数采用握笔法。 锡丝的拿法 焊锡丝一般有两种拿法，如图 10 所示。操作后一定要洗手。引文焊锡丝中含有铅，而铅是对人体有害的一种重金属，避免误食。 7 （ a）连续锡焊时 （ b）断续锡焊时 图 10 焊锡丝的拿法 工焊接的五步法 （ 1）准备施焊 如图 11（ a）所示，准备好电烙铁与焊锡丝。 在 保证 烙铁头部干净 的情况下可以 “ 上锡 ” 。 （ 2）加热焊件 如图 11（ b）所示，将烙铁接触焊接点，要保证焊件各部分均匀受热。 （ 3）熔化焊料 如图 11（ c）所示，当焊件加热到能熔化焊料的温度后 ,将焊丝置于焊点，焊料熔化，并润湿焊点。 （ 4）移开焊锡 如图 11（ d）所示， 根据焊接经验，在 一定量的焊锡融化后， 即可 移开焊锡丝。 （ 5）移开烙铁 如图 11（ e）所示，当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁， 移开烙铁时要顺着 45的方向。 (a)准备 (b)加热 (c)加焊料 (d)去焊锡 (e)去烙铁 图 11 焊接五步法 这个过程，对一般焊点来说大约需要二、三秒钟。对于热容量较小的焊点，例如 上的小焊盘，有时候会用三步法，即把 2、 3 合为一步， 4、 5 合为一步。实际上细分出来还是五步法。 8 4 常用元器件的焊接方法 线与接线端子的焊接 常用的连接导线 有 单股导线、多股导线 与 屏蔽线 等几种 。 线的焊前处理 （ 1）剥线： 一般常用 剥线钳或偏口钳 对导线进行剥皮 ， 注意力道与角度，注意不要剥断。 （ 2）预焊：预焊 就 是对导线上锡 。多股导线上锡时 ， 不要让焊锡 浸入绝缘层内， 否则 容易导致接头故障。 它是导线焊接极为关键的步骤，应当确保不出现错误。 线与接线端子的焊接方法 （ 1）钩焊：如图 12（ a），将导线端子弯成钩形，施焊前用钳子夹紧。防止接触不良。 （ 2）绕焊：如图 12（ b），把导线端头在接线端子上缠一圈，用钳子 夹紧之后 进行焊接。 （ 3）搭焊：如图 12（ c），把导线搭到接线端子上 进行焊接 。 (a) 绕焊 (b) 钩焊 (c) 搭焊 图 12 导线与接线端子的焊接方法 上的焊接 焊接注意事项 （ 1）加热时，要同时兼顾 上铜箔和元器件引脚，焊接时要移动烙铁，避免 因 长时间停留而过热。 （ 2）如图 13 所示，对于金属化孔的焊接，焊接时孔内也要润湿填充。 9 (a) 单面板 (b) 双面板 图 13 单面板孔与双面板孔 （ 3）焊接时要靠表面清理和预焊来增加焊料的润湿性能。 上常见元器件的焊接要求 （ 1）电阻器的焊接： 安 装电阻 时 位置要 保证准确 ，标 记 面面向容易观察的方向 。安装 多种电阻器时文字朝向要一致，装完一种再装另一种 ，尽量 保持 高低一致。 （ 2）电容器的焊接： 不能把 具有极性的电容 的 正负极 接错， 否则 就 报废 了。 （ 3）二极管的焊接： 正负极不能装错 ，型号 、 标记 能 容易看 到 。 在 焊接立式二极管 的时候 ，对最短的引脚焊接时间不要超过 2 秒钟。 （ 4）三极管的焊接：焊接时要用镊子夹住引脚， 可以帮助其散热。 焊接时间尽可能 缩短些。 （ 5）集成电路的焊接：施焊前先进行定位。方法是先焊 2 个引脚，然后再从左到右、从上至下进行焊接。焊接完要进行检查，有 没有漏焊、碰焊、虚焊。 损元器件的焊接 在 安装焊接过程中，受热或接触电烙铁时容易造成损坏的元器件 都称作易损元器件 。 易损原件要保证表面 的 清洁 、 镀锡。不 能 长时间烫焊。 此外，要少用助焊剂，防止焊剂侵人元器件的电接触点。选择合适的烙铁头、 用适当的 温度 进行焊接 。 对于热敏元件，可以用蘸酒精的棉球来保护元器件根部。 5 手工焊接质量分析 响焊接质量的因素 （ 1）操作人员因素：操作人员对手工焊接技能的熟练程度，操作技能水平以及是否认真谨慎的态度对焊接质量至关重要。由于意识差，操作粗心大意，不 10 按照手工焊接技术要求来做等等，都能影响到焊接质量。 （ 2）焊接设备因素：焊接工具的稳定性、可靠性会对焊接质量产生一定的影响，要定期检查，注意保养、保修。 （ 3）材料因素：焊接使用的有各种被焊材料，各种焊接材料。手工焊接中使用这些材料的质量是保证焊接质量的基础和前提。 （ 4）环境因素：因为焊接操作有时需要在室外进行，会受到外界如温度、湿度、风力、天气等自然环境的影响。所以保证可靠稳定的焊接环境是必要的。 工焊接常见焊接缺陷分析 手工焊接的缺陷主要有虚焊、拉尖、桥连等，见表 1 所示。这些缺陷的存在会严重 影电子产品的寿命，使得产品无法使用，造成安全隐患。 表 1 手工焊接常见焊接缺陷分析 缺陷类型 特点 危害 原因分析 解决方法 拉尖 焊点上出现尖端 容易造成桥连、短路 焊剂过少 熟练焊接方式方法，及时正确撤离烙铁 冷焊 表面呈豆腐渣状颗粒，可能有裂纹 强度低，导电性能差 焊料未凝固前焊件抖动 稳定工作环境，调整焊件摆放方式 桥连 相邻导线连接 电器短路 熟练焊接方式方法，及时正确撤离烙铁 过热 焊点发白，表面 无 金 属 光泽 ， 粗糙 焊 盘强度降低，容易剥落 焊接 时控制时间 ，在选用电烙铁时多加注意 虚焊 焊锡与元器件引脚和铜箔之间有明显黑色界限，焊锡向界限凹陷 没有稳定的焊接 镀锡或 已经 氧化 未 清洁 施焊前注意检查 ，在稳定的条件下进行焊接 续表 1 缺陷类型 特点 危害 原因分析 解决方法 11 铜箔翘起 铜箔 有脱落起翘等现象 损坏 调整烙铁选用，注意温度与时间 焊料过多 焊点表面向外凸出 浪费焊料，可能包藏缺陷 焊锡丝撤离过慢 掌握正确的焊接时 间与焊接方法 焊料过少 焊点表面向内凹陷 机械强度不足 掌握正确的焊接时间、方法，选择材料时要注意 结论 手工焊拥有很多特点： 成本低、灵活性高、设备简单、操作灵活、适用面广（适合各种焊接位置、各种焊缝）等，对于小规模的生产维护效果十分显著。本文从手工焊接的原理、工具材料、方式方法、缺陷分析等各个方面详细阐述了手工焊接技术。作为电子工程技术