电烙铁焊接技术培训

1、 SMARTHEAT SMARTHEAT 智智 能能 型型 烙烙 铁铁符合符合ISOISO90009000过程控制标准过程控制标准符合航天部符合航天部 QJ 1950QJ 19509090标准标准Metcal: 智能电烙铁 最最 先先 进进 的的 焊焊 接接 和和 返返 工工 电电 装装 烙烙 铁铁 采采 用用 最最 先先 进进 的的 技术技术, 符合符合ISO9000的要求的要求 功率随焊点负载而变化功率随焊点负载而变化 温度恒定温度恒定 与操作人员经验无关与操作人员经验无关 形成可靠的焊点的必要条件形成可靠的焊点的必要条件 取决于烙铁头与焊接工件的接触温度取决于烙铁头与焊接工件的接触温度

2、美军标规定美军标规定 焊接温度焊接温度 不得高于焊锡熔点不得高于焊锡熔点 38 (100 F)，停留时间为，停留时间为 15秒秒 焊点所需热量不应过量，防止热损伤发生焊点所需热量不应过量，防止热损伤发生 由于焊点负载的大小不同，达到恰当温度由于焊点负载的大小不同，达到恰当温度 的热量也不同的热量也不同 焊接焊接散热散热加热加热平衡点平衡点 传传 统统 烙烙 铁铁 的的 焊焊 接接 技技 术术功率恒定功率恒定温度变化温度变化 Metcal Metcal 焊焊 接接 技技 术术 培培 训训传传 统统 烙烙 铁铁 烙烙 铁铁 头头 储储 存存 能能 量量 温温 度度 传传 感感 器器 连连 接接 控

3、控 制制 部部 分分 加加 热热 体体电热丝加热体电热丝加热体电源系统电源系统“人工人工” 温度补偿反馈回路温度补偿反馈回路“加热体加热体”线圈线圈电源系统电源系统SmartHeat “ 温度补偿反馈回路温度补偿反馈回路全接通或全断开全接通或全断开 满功率或无功率满功率或无功率 超调超调 传统电烙铁的示意结构加热体与焊点之间能量传递通过储能方式来实现，而无法自动控制能量转换 能量转换关系图Qo 热热 能能 输输 出出 = Qs 储储 存存 + Qi 热热 量量 产产 生生.( 热热 能能 存存 储储 在在 烙烙 铁铁 头头)( 热热 能能 输输 出出 给给 焊焊 点点)( 加加 热热 体体 产

4、产 生生 热热 能能) 焊焊 点点 L 电热芯电热芯“ 传传 统统 的的 焊焊 接接 技技 术术 依依 赖赖 于于 热热 能能 存存 储储 在在 烙烙 铁铁 头头 内内.” 电热芯与焊点为独电热芯与焊点为独立立的两部分，无过程控制的两部分，无过程控制T1T2烙铁头Q0QIQSTAV烙铁头烙铁头加热器加热器热电偶热电偶TC控制器控制器输入功率焊点Ta 实际温度传统电烙铁温度控制图传统电烙铁温度控制图设置温度 T （手动 传 统 型 焊 接 烙 铁n 传传 统统 型型 烙烙 铁铁 是是 功功 率率 恒恒 定，定， 能能 量量 储储 存存 在在 烙烙 铁铁 头头 上上 - 其其 功功 率率 不不 会

5、会 随随 焊焊 点点 所所 需需 热热 量量 不不 同同 而而 相相 应应 变变 化化n 温温 度度 需需 要要 手手 动动 调调 节节 - 操操 作作 者者 会会 改改 变变 其其 焊焊 接接 工工 艺艺n 由由 于于 电电 路路 板板 所所 需需 热热 量量 变变 化，化， 操操 作作 者者 不不 得得 不不 采采 用用 较较 高高 的的 温温 度度 进进 行行 焊焊 接接 - 造造 成成 对对 电电 路路 板板 和和 元元 器器 件件 的的 过过 热热 损损 坏坏 传 统 烙 铁n采采 用热用热 电电 偶偶 (TC) 或或 传传 感感 器器 来来 监监 测测 电热电热芯芯 的的 温温 度

6、度; 由由 于于 烙烙 铁铁 头头 与与 电热芯之电热芯之 间间 的的 距距 离离 - T T 实实 际际 测测 出出 的的 温温 差差 很很 大大n当当 烙烙 铁铁 头头 接接 触触 到到 焊焊 点点 温温 度度 下下 降降, 电热芯电热芯 对对 烙烙 铁铁 头进头进 行行 温温 度度 补补 偿偿 - 补补 偿偿 温温 度度 会会 超超 过过 预设预设 定定 的的 温温 度度 而而 造造 成成 温温 度度 过过 热热n 焊焊 接动接动 态态 过过 程程 中中 烙烙 铁铁 头头 的的 实实 际际 温温 度度 与与 预预 设设 定定 温温 度度 差差 别别 会会 很很 大大 - 造造 成成 焊焊

7、 接接 时时 损损 坏坏 器器 件件 或或 造造 成成 假焊假焊传 统 焊 接技 术: 焊 接不 安 全n 控制的温度曲线呈正旋波振荡形控制的温度曲线呈正旋波振荡形n 温度过高或过低温度过高或过低n 造成元器件和焊盘损造成元器件和焊盘损 坏坏 过过 热热 损损 伤伤n 焊接焊接缺乏过程控制缺乏过程控制传统烙铁功率恒定，温度变化功率温度设置温度温度超调温度超调温度超调温度超调热量n 升升 温温 慢慢n 温温 度度 补补 偿偿 慢慢n不不 宜更宜更 换换 烙烙 铁铁 头头 传 统 烙 铁 采 用 储 能 型 技 术: 焊 接 速 度 慢 操操 作作 人人 员员 需需 要要 焊焊 接接 技技 术术

8、培培 训训 烙烙 铁铁 手手 柄柄 笨笨 重重 烙烙 铁铁 系系 统统 需需 要要 定定 期期 校校 准准- 热热 电电 偶偶 或或 传传 感感 器器 长长 期期 使使 用用 造造 成成 误误 差差 传 统 烙 铁 采 用 储 能 型 技 术: 问 题？SmartHeat Technology功率随负载变化功率随负载变化温度恒定温度恒定Metcal Metcal 智智 能能 型型 烙烙 铁铁世世 界界 知知 名名 用用 户户Many leading manufacturers enjoy the cost savings and process control available with S

9、martHeat technology:HEWLETT-PACKARDINTELMOTOROLASOLECTRONSIEMENSHITACHIBOEINGGEC MARCONINOKIAFLUKEIBMLORALFUJITSUCHRYSLERSEAGATEHUGHES AIRCRAFTU.S. ROBOTICSCOMPAQBELLLUCENT电热丝加热体电热丝加热体电源系统电源系统“人为设计的人为设计的” 温度补偿反馈回路温度补偿反馈回路“加热体加热体”线圈线圈电源系统电源系统SmartHeat “ 温度补偿反馈回路温度补偿反馈回路瞬间功率补偿瞬间功率补偿 补偿功率适负载大小而定补偿功率适负载

10、大小而定 不会出现温度超调不会出现温度超调开或关状态开或关状态 衡定功率或无功率补偿衡定功率或无功率补偿 功率补偿过度功率补偿过度 智 能 型 烙 铁 的 技 术自适应系统，无外加温控电路 智 能 型 烙 铁 的 技 术(r r* *Cp) * (Acs*L) * (Tav( t) - Tav)/ t(T2 (t) - T1 (t)(C1 + L(Acs*K) + C2)Qo热热 量量 输输 出出 = Q 储储 存存 + Qi热热 量量 产产 生生.“ 热热 量量 不不 是是 先先 储储 存存 在在 烙烙 铁铁 头头 上上, 而而 是是 由由 加加 热热 体体 直直 接接 将将 热热 能能 供

11、供 给给 到到 焊焊 点点 上上. 加加 热热 快快, 并且并且 焊焊 接接 温温 度度 低，低， 焊焊 接接 安安 全全.” 烙铁头烙铁头 感感 应应 线线 圈圈 加加 热热 体体 连连 接接 头头 轻轻 巧巧 手手 柄柄 自自 适适 应应 的的 烙烙 铁铁 头头( ( 详详 见见 下下 图图) )SmartHeat TechnologySmartHeat Technology- 导磁率导磁率, m m 什么是导磁率什么是导磁率? ? 将一非磁性材料插入线圈中，磁场不会受影响将一非磁性材料插入线圈中，磁场不会受影响 如将一磁性材料棒插入磁场中，则磁场密度将增加如将一磁性材料棒插入磁场中，则磁

12、场密度将增加 磁性材料的导磁率磁性材料的导磁率 m m远大于非磁性材料的导磁率远大于非磁性材料的导磁率 m m 导磁率定义为导磁率定义为 材料改变磁通量的能力材料改变磁通量的能力 B=B=磁通密度，磁通密度，H H外磁场外磁场 非磁性材料的导磁率非磁性材料的导磁率1 1 9m m = B / HNS马蹄形磁铁马蹄形磁铁磁场磁场, H10SmartHeat Technology- 导磁率导磁率, m m11SmartHeat Technology - Permeability, m m = B / HH 磁场磁场 如铁镍合金如铁镍合金 FeNi m m 1B 磁场密度磁场密度H 磁场磁场 如铜如

13、铜m m = 1B 磁场密度磁场密度 每个原子象个磁性材料带有磁极性每个原子象个磁性材料带有磁极性“南南”，“北北”极性极性 原子的磁性强度称为原子的磁性强度称为 M磁矩磁矩pnpne-e-NS12 SmartHeat Technology - 磁性材料磁性材料 如果所有的原子如果所有的原子“M”磁性极性相同磁性极性相同 这种材料称作：这种材料称作：Ferromagnetic 磁性材料磁性材料 如果所有的原子如果所有的原子“M”磁性极性无序排列磁性极性无序排列 这种材料称作：这种材料称作：Paramagnetic 非磁性材料非磁性材料13M 0M = 0SmartHeat Technology

14、 - 原子磁矩原子磁矩 M 直流电直流电 I, 通过导线其电阻值为通过导线其电阻值为 R. 根据公式根据公式P = I2R，导线被加热导线被加热 直流电流均匀通过导线截面积直流电流均匀通过导线截面积A. 截面积截面积 A越小越小, 产生热量越大产生热量越大!SmartHeat TechnologyElectrical Heating-直流直流IDCAL5A6SmartHeat TechnologyElectrical Heating-交流交流 当交流电流当交流电流I 通过导线时通过导线时,其电阻值为其电阻值为 R. 由于导线内，外层的由于导线内，外层的“磁屏蔽磁屏蔽”效果，电流沿导线外表面流过

15、效果，电流沿导线外表面流过 “magnetic shielding” 因为截面积因为截面积A小于小于A, 所以导线加热大于直流电情况所以导线加热大于直流电情况.IACAAAA趋趋 肤肤 效效 应应 深深 度度, ds 趋趋 肤肤 效效 应应 深深 度度 取取 决决 于于 频频 率，率， 电电 阻阻 功功 率率, 磁磁 导导 率率 ds = k ( r r / m m f ) k, r r, f 为为 常常 数数 增增 大大1 ds (=63% 的的 电电 流流)A2 ds (=86% 的的 电电 流流)3 ds (=95% 的的 电电 流流)趋肤效应深度：趋肤效应深度：ds = k ( / f

16、 ) = 被加热体的电阻率 该被加热体的相对导磁率f = 交流频率 当磁性材料当磁性材料 为为 铁铁 磁磁 体体 变成变成 顺顺 磁磁 体体 时时 材料材料 的的 物物 理理 特特 性性 决决 定会产生一特定的温度定会产生一特定的温度 这种材料转变时产生的温度称作这种材料转变时产生的温度称作 居居 里里 温温 度度, TC14M温度温度0K0 居居 理理 温温 度度, TC 铁铁 磁磁 体体 顺顺 磁磁 体体; M = 0Large MSmartHeat Technology - Magnetic MaterialsMTemperature0K0Curie Temperature, TCFer

17、romagnetic磁性材料磁性材料Paramagnetic 非磁性材料非磁性材料M 0 大大 m m 较小的趋肤效应深度较小的趋肤效应深度 SD 产生高热度产生高热度 或或 功率功率M=0 m m=1 Large SD 较低热度较低热度 或或 功率功率SmartHeat Technology - Magnetic Materials 趋趋 肤肤 效效 应应 & & 居居 里里 温温 度度 点点1. Metcal 的的 烙烙 铁铁 头头 包包 括括 了了 采采 用用 专专 利利 技技 术术 设设 计计 的的 加加 热热 体体 。 加加 热热 体体 是是 由由 内内 层层 为为 非非 产产 生热

18、生热 量量 的金的金 属属 铜铜 材材(non-heating) 和和 外外 层层 为为 产产 生生 热热 量量 的的 磁磁 性性 合合 金金 材材 料料 heating) 组组 成。成。 线线 圈圈 铜铜 制制 材材 料料 磁磁 性性 材材 料层料层 芯为铜质材料芯为铜质材料2. M 0 磁矩大于磁矩大于 0 时，趋肤深度时，趋肤深度 ds 很小很小,电阻电阻 R增加增加, 温度上升温度上升M0 - 大大 大大 ds 小小 - As 小小 R 大大 P 大大 H (热量热量) 大大 - T (温度温度)上升上升 外外 层层 磁磁 性性 合合 金金 材材 料料( 产产 生生 热热 部部 分分)

19、 激激 励励 线线 圈圈 趋趋 肤肤 效效 应应 & & 居居 里里 温温 度度 点点T ds 大大 As 大大 R 小小 -P 小小 H 小小 T 下降下降温温 度度 升升 高高 至至 某某 一一 点点 即即 磁磁 性性 合合 金金 材材 料料 本本 身身 固固 有有 的的 物物 理理 温温 度度 居居 理理 温温 度度 （Curie Point (TC), 磁磁 性性 合合 金金 材材 料料 变变 成成 非非 磁磁 性性 材材 料料 时，时， 趋趋 肤肤 效效 应应 消消 失，失， 这这 是是 电电 流流 将将 会会 通通 过过 低低 阻阻 抗抗 的的 内内 层层 非非 产产 生生 热热

20、能能 的铜的铜 质质 材材 料料 (non-heating)。T TC 外外 层层 磁磁 性性 合合 金金 材材 料料 趋趋 肤肤 效效 应应 & & 居居 里里 温温 度度 点点 激激 励励 线线 圈圈 内内 层层 铜铜 质质 材材 料料4. 当当 烙烙 铁铁 头头 冷冷 却却 温温 使使 其其 度度 低低 于合于合 金金 材材 料料 的的 居居 里里 温温 度度 点点 时，时， 合合 金金 材材 料料 将将 恢恢 复复 其其 磁磁 性，性， 趋趋 肤肤 效效 应应 立立 即即 恢恢 复，复， 开开 始始 另另 一一 个个 加加 热热 周周 期。期。T TC 外外 层层 磁磁 性性 合合 金

21、金 ( 再再 次次 加加 热热) 趋趋 肤肤 效效 应应 & & 居居 里里 温温 度度 点点5.5. 因因 此，此， 烙烙 铁铁 头头 的的 自自 适适 应应 的的 温温 度度 变变 化化 范范 围围 非非 常常 接接 近近 居居 里里 温温 度度 点点 Curie Curie PointPoint, , 总总 是是 保保 持持 在在 一一 个个 恒恒 定定 的的 温温 度度 范范 围围 ( ( 温温 度度 误误 差差+/- 2+/- 2 C). C). 由由 于于 烙烙 铁铁 头头 的的 温温 度度 是是 恒恒 定定 的，的， 热热 能能 不不 是是 储储 存存 在在 烙烙 铁铁 头头 上

22、上 ( ( 不不 同同 于于 传传 统统 式式 烙烙 铁铁), ), 所所 以以SmartHeat SmartHeat 烙烙 铁铁 将将 可可 将将 功功 率率 Direct Power Direct Power 直直 接接送送 到到 焊焊 点点 上上 去去。 激激 励励 线线 圈圈 铜铜 质质 材材 料料 和和 磁磁 性性 合合 金金 材材 料料 ( 加加 热热 周周 期期) 趋趋 肤肤 效效 应应 & & 居居 里里 温温 度度 点点“SmartHeat-ing” SmartHeat SmartHeat 智智 能能 型型 烙烙 铁铁 头头 一一 但但 接接 触触 到到 焊焊 点点 负负 载

23、载 会会 立立 即即 将将 焊焊 点点 所所 需需 的的 能能 量量 马马 上上 输输 送送 给给 焊焊 点点 焊焊 点点 所所 需需 的的 温温 度度 确确 定定 了了 整整 个个 焊焊 接接 过过 程程 控控 制。制。 这这 是是 与与 传传 统统 烙烙 铁铁 通通 过过 对对 烙烙 铁铁 头头 采采 取储取储 能能 方方 式式 有有 着着 质质 的的 区区 别。别。SmartHeat Technology - Heat GenerationHeat or PowerTemperatureTCLots of Heat Generated产生较小的热量产生较小的热量Not much Heat

24、 GeneratedT TC19SmartHeat Technology : SmartHeat-ingT TC 加热至加热至 T TC 冷却至冷却至 T TC The wire “switches” from heating to cooling and back again! “Switching” rate = frequency of the power supply!20功率功率温度温度RTTC1233a4566aHeat In Heat OutTip HeatsSmartHeat Technology : SmartHeat-ing功率功率温度温度RTT TCT TC闲置温度闲置温

25、度Soldering Operation焊接操作时温度区焊接操作时温度区TIDLETLOAD负载时功率负载时功率空载时功率空载时功率SmartHeat Technology : SmartHeat-ing功率功率温度温度RT: SmartHeat-ing SmartHeat Technology 温度危险区温度危险区L L N NJ BJ B试试 验验 数数 据据 I I电烙铁电烙铁 类型类型 闲置温度闲置温度 由闲置温度达到全部由闲置温度达到全部 焊接负载要求温度所需时间焊接负载要求温度所需时间Metcal SP-200 智能型智能型 330 150秒秒PACE ST20 传统型传统型 33

26、0 204秒秒Weller EC2002 传统型传统型 330 245秒秒Hakko 926 ESD 传统型传统型 330 316秒秒试试 验验 数数 据据 IIII电烙铁电烙铁 类型类型 达到全部焊接负载达到全部焊接负载 闲置温度闲置温度 需要温度的时间需要温度的时间Metcal SP-200 智能型智能型 150秒秒 330PACE ST20 传统型传统型 150秒秒 350Weller EC2002 传统型传统型 150秒秒 380Hakko 926 ESD 传统型传统型 150秒秒 408传统电烙铁温度需效准时间传统电烙铁温度需效准时间 3个月个月 6个月个月 9个月个月 12个月个月

27、合合格格范范围围智能电烙铁温度需效准时间智能电烙铁温度需效准时间 2年年 4年年 6年年 8年年合合格格范范围围Metcal Direct Power 加加 热热 体体 烙烙 铁铁 头头: 本本 身身 就就 是是 传传 感感 器器 和和 加加 热热 体体Metcal: 安 全n 在在 较较 低低 温温 度度 条条 件件 下下 焊焊 接接n 输输 出出 功功 率率 与与 焊焊 点点 负负 载载 成成 比比 例例n 烙烙 铁铁 头头 材材 料料 的的居居 里里 温温 度度 决决 定定 了了 焊焊 接不接不 会会 过过 热。热。n 系系 统统 为为 非非 校校 正正 型，型， 稳稳 定定 的的 焊焊

28、 接接 过过 程程 控控 制制n 减减 少少 操操 作作 人人 员员 的的 焊焊 接接 控控 制制 失失 误误Metcal: 速 度 快n 只只 需需 打打 开开 电电 源源 开开 关关- 无无 其其 它它 控控 制制 钮钮n 更更 换换 烙烙 铁铁 头头 快快n 升升 温温 快，快， 温温 度度 补补 偿偿 快快n 焊焊 接接 速速 度度 快快 - 生生 产产 效效 率率 高高 使 用 简 易n 系系 统统 体体 积积 小，小， 手手 柄柄 轻轻n 烙烙 铁铁 头头 和和 加加 热热 体体 为为 一一 体体 化化n 无无 需需 做做 任任 何何 系系 统统 校校 准准- 没没 温温 度度 补补 偿偿 传传 感感 器器 和和 热热 电电 偶偶n 容容 易易 更更 换换 烙烙 铁铁 头头n 焊焊 接接 工工 艺容艺容 易易 通通 过过 ISO 9000 认认 证证 产产 品品 概概 述述Metcal Metcal 系系 统统 配配