铝怎么焊接?
手工锡焊作为一种操作技术,只有通过实际训练才能掌握,但遵循基本原理,学习前人积累的经验,使用正确的方法,可以事半功倍。以下几点对于学习焊接技术至关重要。
锡焊接的基本条件
1.焊接件的可焊性
不是所有的材料都能通过焊接连接起来。只有一些可焊性好的金属(严格来说应该是可焊的)才可以用锡焊连接。一般铜及其合金,如金、银、锌、镍等,焊接性好,铝、不锈钢、铸铁的焊接性差。
一般来说,需要特殊的助焊剂和方法来焊接。
2.焊料合格
铅锡焊料成分不达标或杂质超标都会影响焊料质量,尤其是一些杂质,如锌、铝、镉等。即使是0.001%的含量也会明显影响焊料的润湿性和流动性,降低焊接质量。显而易见,再高明的厨师也不可能用劣质的原料加工出美味的食物。
3.合适的通量
焊接不同的材料应该使用不同的焊剂。即使是同一种材料,在采用不同的焊接工艺时,如手工烙铁焊和浸入式焊,也常常使用不同的助焊剂,焊后清洗和免清洗也需要不同的助焊剂。对于手工焊接,松香和活性松香可以满足大部分电子产品的组装要求。还需要指出的是,助焊剂的用量也必须注意,过多或过少都不利于锡焊。
4.焊点设计合理
合理的焊点几何形状对保证焊点质量非常重要。如图1 (a)所示,由于铅锡材料的强度有限,很难保证焊点有足够的强度,而图1 (b)中的接头设计有了很大的改进。图2显示了印刷电路板上通孔安装元件的不同引线和孔尺寸对焊接质量的影响。
手工焊接的要点
以下几点源于焊接机理,并被实践经验证明是普遍适用的。
1.把握好加热时间
焊接时,可以采用不同的升温速率,比如焊头形状不好,用小烙铁焊接大焊件时,我们要延长时间,以达到对焊料温度的要求。在大多数情况下,延长加热时间对电子产品的组装是有害的,因为
(1)焊点的粘结层由于长时间加热超过了合适的厚度,导致焊点性能恶化。
(2)印制板、塑料等材料受热过多会变形变质。
(3)元件受热后性能发生变化甚至失效。
(4)由于助焊剂挥发,失去保护,焊点表面被氧化。
结论:在保证焊料润湿焊件的前提下,时间越短越好。
2.保持适当的温度
如果为了缩短加热时间而使用高温烙铁焊接焊点,会带来另一个问题:焊锡丝中的助焊剂没有足够的时间。
焊接表面溢出和过早挥发失效;焊料熔化速度快影响助焊剂的作用;因为温度过高,虽然加热时间短,但也造成过热。
结论:焊头应保持在合理的温度范围内。一般经验是焊头温度比焊料的熔化温度高50℃。
理想状态是在较低温度下缩短加热时间。虽然这是矛盾的,但在实践中我们可以通过操作得到满意的解决方案。
3.用焊头对焊点施力是有害的。
焊头主要通过增加接触面积将热量传递给焊点,用烙铁对焊点施力是徒劳的。在许多情况下,它会对焊接部件造成损坏。比如电位器、开关、连接器的焊接点往往固定在塑料元件上,用力的结果容易造成原件失效。
焊接操作要点
1.焊接件的表面处理
手工烙铁焊接遇到的焊件是各种电子零件和电线。除非在批量生产的条件下使用“保修期”内的电子元件,否则焊件表面经常需要清洗,以去除铁锈、油污、灰尘和其他影响焊接质量的杂质。手工操作常用机械刮擦和酒精、丙酮擦洗。
2.预焊接
预焊是指将待焊元件的引线或导电焊接部位预先用焊料润湿,也就是俗称的镀锡、镀锡、搪锡。称之为预焊是准确的,因为其工艺机理是焊接的全过程——焊料润湿焊件表面,通过金属扩散形成结合层,使焊件表面“镀”上一层焊料。
预焊不是焊接必不可少的操作,但对于手工烙铁焊接几乎是必不可少的,尤其是维护、调试、开发。
3.不要使用过量的助焊剂。
适当的助焊剂是必不可少的,但不要认为越多越好。松香过多不仅造成焊后焊点周围清理工作量大,而且延长了加热时间(松香需要熔化挥发带走热量),降低了工作效率;但加热时间不足时,容易与焊料混合形成“夹渣”缺陷;对于开关元件的焊接,过多的助焊剂容易流向触点,造成接触不良。
合适的焊接剂量应该是松香水只能润湿要形成的焊点,不能让它通过印制板流到元件表面或插座孔(如IC插座)。对于松香芯的焊丝,基本不需要涂助焊剂。
4.保持焊头清洁
由于焊头在焊接时长期处于高温状态,与焊剂等受热分解的物质接触,其表面容易氧化形成一层黑色杂质,几乎形成一层隔热层,使焊头失去加热作用。所以要随时擦掉烙铁架上的杂质。随时用湿布或海绵擦拭焊头也是常用的方法。
5.加热取决于焊料桥
在非流水线作业中,一次焊接的焊点形状多种多样,我们不可能经常更换焊头。为了提高焊头的加热效率,需要形成焊料桥进行传热。所谓焊料桥,就是在烙铁上预留少量焊料,作为加热时焊头与焊件之间传热的桥梁。
显然,由于熔融金属的导热系数远高于空气,焊件被迅速加热到焊接温度,如图4所示。要注意预留作为焊料桥的锡量。
6.焊料的量要合适。
过多的焊料不仅不必要地消耗了更贵的锡,还会相应地增加焊接时间和降低工作速度。更严重的是,在高密度电路中,过量的锡很容易造成难以察觉的短路。
但是太少的焊料不能形成牢固的结合,降低了焊点的强度,尤其是在板上焊接导线时。焊料不足经常导致电线脱落。
7.焊接件应牢固。
在焊料凝固前不要移动或振动焊件,尤其是用镊子夹住焊件时,一定要等焊料凝固后再取出镊子。这是因为焊料的凝固过程是一个结晶过程。根据结晶理论,结晶过程中的外力(焊件的运动)会改变结晶条件,产生粗晶,即所谓的“冷焊”。外观现象是表面暗沉,豆渣;焊点内部结构疏松,容易出现气隙和裂纹,导致焊点强度下降,导电性差。因此,在焊料凝固之前,焊件必须保持静止,可以采用各种合适的方法固定焊件或在实际操作中采用可靠的夹紧措施。
8.注意烙铁的撤离
烙铁要及时处理,撤离的角度和方向与焊点的形成有一定的关系。
拆下烙铁时,轻微的转动就能使焊点中保持合适的焊料,这需要在实际操作中实现。
流量
①通量
焊剂一般可分为无机焊剂、有机焊剂和树脂焊剂,能溶解金属表面的氧化物,在焊接和加热时包围金属表面,使其与空气隔绝,防止金属在加热时氧化;可以降低熔融焊料的表面张力,有利于焊料的润湿。
②阻焊层
限制焊料只在需要的焊接点焊接,覆盖印刷电路板不需要焊接的板面部分,保护面板在焊接过程中不受热冲击小,不易起泡,同时防止桥接、尖拉、短路、虚焊等。
使用焊剂时,必须根据待焊接工件的面积和表面状态适当使用。如果用量过小,会影响焊接质量。用量过大,助焊剂残留会腐蚀元器件或使电路板绝缘性能变差。
焊接点的基本要求
1,焊点要有足够的机械强度,保证焊接部分在受到振动或冲击时不会脱落或松动。焊料太多不能堆,容易导致虚焊,焊点间短路。
2、焊接可靠,导电性良好,必须防止虚焊。虚焊是指焊料和被焊件表面之间没有形成合金结构。简单地附着在焊接金属的表面。
3、焊点表面应光滑、洁净,焊点表面应具有良好的光泽,不应有毛刺、缝隙、无污垢,特别是焊剂的有害残留物,要选择合适的焊剂和助焊剂。
手工焊接的基本操作方法
“焊接前的准备工作
准备电烙铁、镊子、剪刀、斜口钳、尖嘴钳、焊锡、助焊剂等工具,给电烙铁和焊件上锡,左手拿焊锡,右手拿电烙铁,随时保持可焊状态。
“用烙铁加热备件。
“送进焊料,融化适量的焊料。
“去掉焊料。
“当焊料流至覆盖焊点时,迅速取下烙铁。
掌握焊接温度和时间。焊接时要有足够的热量和温度。如果温度过低,焊料流动性差,容易凝固,形成虚焊;温度过高,焊料会流动,焊点不容易储锡,助焊剂分解速度加快,会加速金属表面的氧化,导致印刷电路板上的焊盘脱落。特别是使用天然松香作为助焊剂时,钎焊温度过高,容易氧化起皮,造成碳化和虚焊。
铝件的锡焊方法
铝容易氧化,表面通常覆盖一层氧化铝膜。即使在焊接前刮掉这层膜,由于焊接时烙铁的高温,也会在焊接面上迅速形成氧化膜,使刮掉的新表面不与空气接触,从而使锡附着在铝上。这里有两种焊接铝件的方法。
1,先用砂纸打磨铝件焊接面,放点松香和铁粉。使用功率大于60W的烙铁,在焊接面蘸足焊料,用力摩擦。由于铁粉的作用,氧化层被磨掉,锡附着在铝表面。当锡未凝固时,用布擦去焊接面和烙铁上的铁粉,即可按普通方法进行焊接。
2.在要焊接的铝线或铝板的焊接面上涂一层硝酸汞溶液。由于化学作用,在铝表面形成一层铝汞齐,用水冲洗后即可焊接。新焊的锡焊在铝汞齐上,焊接强度不高。所以焊接时要用100W的烙铁,烙铁头大多停留在焊接面上,使汞在铝中扩散,锡能与铝基体牢固焊接,加强焊接强度。