南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 作者 曹 政 學(xué)號 21324 系部 機(jī)電學(xué)院 專業(yè) 電子組裝技術(shù)與設(shè)備（通訊設(shè)備制造） 題目 手工焊接技術(shù)的分析 指導(dǎo)教師 郭 麗 溫 嵐 評閱教師 完成時間： 2016 年 5 月 18 日 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )中文摘要 題目： 手工焊接技術(shù)的分析 摘要 ： 隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展， 在 批量生產(chǎn) 中 已較少采用手工焊接 技術(shù) ，但 由于手工焊接技術(shù)靈活性高、適用性廣等特點，在 電子產(chǎn)品的維修、調(diào)試中不可避免的還會用到手工焊接。 在實際操作過程中，由于技術(shù)的迅速發(fā)展，手工焊接的難度越來越大。 在操作中 ， 稍有不慎就會損傷元器件，或引起焊接 故障 ，從而導(dǎo)致焊接失敗，電路無法正常運行。因此，手工焊接作為一名電子工程技術(shù)人員的基本技能，必須熟練掌握。 本文首先介紹了手工焊接技術(shù)的基本知識；進(jìn)而詳細(xì)分析了手工焊接的工藝過程；接著概述了常用元器件的焊接方法；最后分析了影響焊接質(zhì)量的主要因素，并對常見的焊接缺陷提出了相應(yīng)的解決措施。 關(guān)鍵詞 ： 手工焊接 焊接工藝 焊接方法 質(zhì)量分析 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )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 錄 1 引言 . 1 2 手工焊接技術(shù)概述 . 1 接的基本原理 . 1 工 焊接材料 . 1 工焊接工具 . 2 3 手工焊接工藝過程 . 4 接前的準(zhǔn)備工作 . 4 子元器件的插裝 . 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 線與接線端子的焊接 . 8 上的焊接 . 8 損元器件的焊接 . 9 5 手工焊接質(zhì)量分析 . 9 響焊接質(zhì)量的因素 . 9 工焊接常見焊接缺陷分析 . 10 結(jié)論 . 11 致謝 . 11 參考文獻(xiàn) . 12 1 1 引言 在 電子技術(shù) 飛速發(fā)展的當(dāng)代 ，電子產(chǎn)品 在我們周圍迅速的改變著我們的生活、學(xué)習(xí)、交流方式 。 任何電子產(chǎn)品的生產(chǎn)都離不開焊接與安裝。從小到整流器，大到一個計算機(jī)系統(tǒng)，他們都 是由基本的電子元件器件按電路工作原理，用一定的工藝方法連接而成 的 。雖然連接方法有多種（例如、繞接、壓接、粘接等）但使用最廣泛的方法是錫焊。 安裝、調(diào)試、維修電子電路時，手工焊接是一項操作人員必備的也是必然會用到的技能，而在電子愛好者學(xué)習(xí)與實踐當(dāng)中，也離不開手工焊接技術(shù)。焊接質(zhì)量的好壞 也 直接影響維修、 調(diào)試的效果，錯誤的操作方式與方法會給產(chǎn)品留下各種各樣的隱患。因此，掌握正確的焊接方法是十分必要的。 對于現(xiàn)代大學(xué)生而言，懂得了手工焊接，你就幾乎可以做關(guān)于電子的任何事。在日常生活中，家中的一些電器、線路的小毛病，也可以用手工焊接 技術(shù) 自己 進(jìn)行 維修。 2 手工焊接技術(shù)概述 接的基本原理 手工 焊接的基本原理是：由加熱的烙鐵將焊料熔化，再借助助焊劑，使融化了的焊料流入被焊金屬間，冷卻后形成焊點。 具體來說是 ： 焊料對焊接表面產(chǎn)生潤濕 作用 ， 在潤濕作用下， 焊料逐漸向金屬銅擴(kuò)散， 并在 與金屬銅的接觸面形成 附著層，使其牢固的結(jié)合起來。 工焊接材料 料 焊接材料即焊接時所消耗的材料，包括焊條、焊絲、焊劑等。焊接材料主要起保護(hù)、填充金屬、形成焊縫和改善焊縫性能等作用。焊接材料在焊接技術(shù)中占重要的地位，選恰當(dāng)?shù)暮附硬牧蠒蟠髢?yōu)化產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。 最好的電子焊料是由 60%的錫和 40%的鉛構(gòu)成的。在電子產(chǎn)品中，常用的是錫鉛焊料，即焊錫。他是錫（ 低熔點金屬鉛（ 組成的合金，也是焊接的主要材料。 2 根據(jù)焊料的組成成分，焊料分為銅焊料、錫鉛焊料及銀焊料； 根據(jù)熔點 分 ，熔點在 450以下的焊料稱為軟焊料 ， 在 450以上的稱為硬焊料。有時，為了提高焊錫的理化學(xué)性能，有時還加入少量的銻 (鈕 (銀 (。 焊劑 助焊劑的作用是清除 銅箔、元器件以及焊接表面的氧化物。在空氣中金屬 表 面很容易生成氧化膜，助焊劑 就 可以隔絕空氣中的氧，防止氧化。 助焊劑的種類有 有機(jī)、無機(jī)和 松香樹脂 助焊劑等 。其中無機(jī)焊劑活性最強(qiáng)，有機(jī)焊機(jī)活性次之，應(yīng)用最廣泛的是松香助焊劑，活性最差。 工焊接工具 烙鐵 手工焊接常用工具是電烙鐵，電烙鐵分為外熱式和 內(nèi)熱式兩種 : 外熱式電烙鐵 的結(jié)構(gòu) 如圖 1(a)所示 。 因為 烙鐵頭 是被 安裝在烙鐵芯里面 的 ，因此被叫做 外熱式 的 電烙鐵。 電烙鐵 中的結(jié)構(gòu)最為 關(guān)鍵 的是烙鐵芯 ， 烙鐵芯的構(gòu)成是 將 烙鐵芯里面的 電熱絲平行地 纏繞 在電烙鐵 中的 一根空心 的 瓷管上， 由于 電烙鐵中間的云母片 是 絕緣的 ， 所以可以 引出兩根導(dǎo)線與 220V 的 交流電源 相互 連接 起來 。 外熱式 的 電烙鐵 有很多的規(guī)格 ， 一般 常用的 都 有 25W、 45W、 75W、 100 ，功率大 的 外熱式電烙鐵 的電烙鐵頭的 溫度 就會很 高。 （ a）外熱式 （ b）內(nèi)熱式 圖 1 外熱式與內(nèi)熱式電烙鐵 內(nèi)熱式電烙鐵如圖 1（ b）所示 ， 因為 內(nèi)熱式電烙鐵 的 烙鐵頭 是 安裝內(nèi)熱式電烙鐵 的 烙鐵芯外面 的 ， 因為 內(nèi)熱式電烙鐵 的 烙鐵頭發(fā)熱 很 快， 其 熱 的 利用率 很高， 所以 稱 之 為內(nèi)熱式 的 電烙鐵。內(nèi)熱式電烙鐵的 一般 常用 的 規(guī)格 是： 20W、 50W 3 等等 。內(nèi)熱式電烙鐵 的 熱效率 是 20W 的與 外熱式電烙鐵 的 熱效率 是 40W 是一樣得。 因為 內(nèi)熱式 的 電烙鐵后端是空心的 有利于安裝在 連接桿上， 由于安裝的不穩(wěn)定所以用 彈簧夾 來將其固定住 ， 因為在更換 內(nèi)熱式 的 電烙鐵 的時候為了防止用力過猛，會導(dǎo)致 內(nèi)熱式 的 電烙鐵 安裝到連接桿壞掉 ， 因此一 定要先把將固定連接桿的 彈簧夾 小心的 退出， 在將彈簧夾小心推出的時候一定得用 鉗子夾住內(nèi)熱式 的 電烙鐵 的 烙鐵頭前端，慢慢地 將其夾出來。 烙鐵的功率選用原則 內(nèi)熱式電烙鐵主要有 20、 30、 35、 45、 50、 75W 幾種。外熱式電烙鐵除內(nèi)熱式電烙鐵包含的瓦數(shù)外還有 100、 150、 300W 等幾種。 內(nèi)熱式 2電烙鐵 在 焊接晶體管、集成電路等器件的電路板時 有著不錯的效果 。 50W 內(nèi)熱式電烙鐵 一般用于 焊接較粗導(dǎo)線 或同軸電纜時 。 焊接較大元器件、金屬材料時，選 100W 以上的外熱式電烙鐵。 烙鐵使 用注意事項 （ 1）電烙鐵不使用的時候記得斷電，不然烙鐵芯加速氧化 會 縮短其壽命 ； （ 2）使用前，認(rèn)真檢查電源線 、 插頭 有無損壞，絕緣層是否破損、烙鐵頭是否松動等； （ 3）手工使用電烙鐵時必須接地。電烙鐵絕緣電阻應(yīng)大于 10 ； （ 4）電烙鐵使用前應(yīng)檢查使用電壓是否與電烙鐵標(biāo)稱電壓相符 ; （ 5）烙鐵架要能穩(wěn)定的放置電烙鐵，護(hù)住發(fā)熱部位，保證安全。同時注意電源線不要搭在上面，以免燙壞。支架上的海綿加適量清水，使海綿濕潤不滴水為宜； （ 6）電烙鐵通電后不能敲擊、拆卸或安裝其電熱部份零件 ; （ 7）電烙鐵使用時 應(yīng)注意環(huán)境因素，不宜在過份潮濕或淋雨環(huán)境使用，要保持電烙鐵的干燥； （ 8）當(dāng)烙鐵頭上有黑色氧化層時，可用砂布擦去，然后通電，并立即上錫； （ 9）如需拆裝烙鐵頭等部件，需斷電后進(jìn)行； （ 10）使用烙鐵應(yīng)注意使用姿勢，拿握方法，注意周圍人及事物，規(guī)范使用。 工焊接所需要的其他工具 4 （ 1）鑷子：鑷子尖無彎折、破損 ， 連接端口正常 。 （ 2）防靜電手腕：金屬片與手腕部皮膚貼合良好，接地線 穩(wěn)定連接 ，腕帶松緊適中 ， 每次使用前，記得檢測防靜電手環(huán)是否合格； （ 3）烙鐵 架：放置烙鐵時需要保證架子穩(wěn)定，保護(hù)得當(dāng)。 （ 4）各種輔助工具：尖嘴鉗、偏口鉗、鑷子、小刀、防靜電指套、防靜電周轉(zhuǎn)盒、箱，吸錫槍等。 3 手工焊接工藝過程 接前的準(zhǔn)備 （ 1）要佩戴各種防靜電的裝備。 （ 2） 確認(rèn)烙鐵接地 。 （ 3）檢查烙鐵頭溫度是否符合所焊元件的要求； （ 4）烙鐵頭如有氧化物或臟物，可用濕海綿擦除，烙鐵頭在焊接前要掛上一層焊錫。 （ 5）檢查烙鐵發(fā)熱是否正常。 （ 6）要熟悉所焊 的裝配圖， 檢查元器件型號、規(guī)格是否符合要求 。 子元器 件的插裝 器件引腳 的 整形 手工 整形 可以借助鑷子 等工具 。引腳一般留 上 為宜 ， 不要從根部折彎。 因為制造工藝上的原因，根部很容易折斷。折彎 時注意彎折角度 ，避免彎成死角。 對于 有 標(biāo)記 的元器件面 ， 需要把它們面向 容易觀察的 方向放置 ，二極管、電阻等引出 的 腳應(yīng)平直，如圖 2、 3 所示。 圖 2 二極管 圖 3 電阻 器件插裝原則 （ 1） 手工插裝時，先插裝如功率器件的散熱器、支架等需要機(jī)械固 定的元器件，再插裝需焊接固定的元器件。 （ 2） 插裝時不要用手直接碰上面的銅箔。 5 （ 3）手工插焊原則：先低后高，先小后大。 （ 4）插裝時要檢查元器件有無損傷，正負(fù)極是否插反。有空間限制的元器件，應(yīng)將元器件放在絲印范圍內(nèi)。 （ 5）插裝 應(yīng)按照 整齊、美觀、穩(wěn)固 的要求進(jìn)行插裝 ，元器件 應(yīng)做到 無明顯傾斜、變形 等現(xiàn)象為宜 。 （ 6） 插裝時要注意 方便散熱 為好 。 器件插裝方式 （ 1） 俯臥式：如圖 4 所示，元器件平行的放置于 上方，靠近但不接觸板面。 圖 4 俯臥式 （ 2）直立式：如圖 5 所示，元器件以豎直于板面的 形狀安放在 上。 圖 5 直立式 （ 3）混合式： 因為有著不同的要求與條件 ， 所以， 在一塊 上，有的元器件采用直立式，有的則采用俯臥式安裝。 圖 6 混合式 短腳的插焊方式 （ 1） 短腳插裝： 有的 元器件 在 經(jīng)過整形后，引腳很短 ， 要靠板插裝。為了防止掉出，要用鑷子把引腳折彎，如圖 7 所示。 6 (a) 插裝 (b) 彎腳 (c) 焊接 圖 7 短腳插裝 （ 2） 長腳插裝：可以用手指夾著元器 件準(zhǔn)確插裝，如圖 8 所示。 圖 8 長腳插裝 接工具的拿握方法 烙鐵的握法 正確的操作姿勢可以保證長時間工作不疲勞，同時亦能保證工作質(zhì)量、效率。一般情況下， 電 烙鐵到鼻子應(yīng)不少于 20最好控制在 30右 。因為操作時揮發(fā)出的化學(xué)物質(zhì)對我們身體 的 危害 很大。 電烙鐵有 3 中握法，如圖 6： (a) 反握法 (b) 正握法 (c) 握筆法 圖 9 電烙鐵的握法 如圖 9（ a）所示， 對于手工焊接來說， 反握法 這種 動作相對 穩(wěn)定，長時間操作 也 不 容易引起 疲勞 感 ， 適合用于 大功率烙鐵的操作 。 正握法 比較 適 用于 中功率烙鐵或帶彎頭電烙鐵的操作，如圖 9（ b） 所示。 如圖 9（ c）， 在操作臺上焊接 時，我們 多數(shù)采用握筆法。 錫絲的拿法 焊錫絲一般有兩種拿法，如圖 10 所示。操作后一定要洗手。引文焊錫絲中含有鉛，而鉛是對人體有害的一種重金屬，避免誤食。 7 （ a）連續(xù)錫焊時 （ b）斷續(xù)錫焊時 圖 10 焊錫絲的拿法 工焊接的五步法 （ 1）準(zhǔn)備施焊 如圖 11（ a）所示，準(zhǔn)備好電烙鐵與焊錫絲。 在 保證 烙鐵頭部干凈 的情況下可以 “ 上錫 ” 。 （ 2）加熱焊件 如圖 11（ b）所示，將烙鐵接觸焊接點，要保證焊件各部分均勻受熱。 （ 3）熔化焊料 如圖 11（ c）所示，當(dāng)焊件加熱到能熔化焊料的溫度后 ,將焊絲置于焊點，焊料熔化，并潤濕焊點。 （ 4）移開焊錫 如圖 11（ d）所示， 根據(jù)焊接經(jīng)驗，在 一定量的焊錫融化后， 即可 移開焊錫絲。 （ 5）移開烙鐵 如圖 11（ e）所示，當(dāng)焊錫完全潤濕焊點后移開烙鐵， 移開烙鐵時要順著 45的方向。 (a)準(zhǔn)備 (b)加熱 (c)加焊料 (d)去焊錫 (e)去烙鐵 圖 11 焊接五步法 這個過程，對一般焊點來說大約需要二、三秒鐘。對于熱容量較小的焊點，例如 上的小焊盤，有時候會用三步法，即把 2、 3 合為一步， 4、 5 合為一步。實際上細(xì)分出來還是五步法。 8 4 常用元器件的焊接方法 線與接線端子的焊接 常用的連接導(dǎo)線 有 單股導(dǎo)線、多股導(dǎo)線 與 屏蔽線 等幾種 。 線的焊前處理 （ 1）剝線： 一般常用 剝線鉗或偏口鉗 對導(dǎo)線進(jìn)行剝皮 ， 注意力道與角度，注意不要剝斷。 （ 2）預(yù)焊：預(yù)焊 就 是對導(dǎo)線上錫 。多股導(dǎo)線上錫時 ， 不要讓焊錫 浸入絕緣層內(nèi)， 否則 容易導(dǎo)致接頭故障。 它是導(dǎo)線焊接極為關(guān)鍵的步驟，應(yīng)當(dāng)確保不出現(xiàn)錯誤。 線與接線端子的焊接方法 （ 1）鉤焊：如圖 12（ a），將導(dǎo)線端子彎成鉤形，施焊前用鉗子夾緊。防止接觸不良。 （ 2）繞焊：如圖 12（ b），把導(dǎo)線端頭在接線端子上纏一圈，用鉗子 夾緊之后 進(jìn)行焊接。 （ 3）搭焊：如圖 12（ c），把導(dǎo)線搭到接線端子上 進(jìn)行焊接 。 (a) 繞焊 (b) 鉤焊 (c) 搭焊 圖 12 導(dǎo)線與接線端子的焊接方法 上的焊接 焊接注意事項 （ 1）加熱時，要同時兼顧 上銅箔和元器件引腳，焊接時要移動烙鐵，避免 因 長時間停留而過熱。 （ 2）如圖 13 所示，對于金屬化孔的焊接，焊接時孔內(nèi)也要潤濕填充。 9 (a) 單面板 (b) 雙面板 圖 13 單面板孔與雙面板孔 （ 3）焊接時要靠表面清理和預(yù)焊來增加焊料的潤濕性能。 上常見元器件的焊接要求 （ 1）電阻器的焊接： 安 裝電阻 時 位置要 保證準(zhǔn)確 ，標(biāo) 記 面面向容易觀察的方向 。安裝 多種電阻器時文字朝向要一致，裝完一種再裝另一種 ，盡量 保持 高低一致。 （ 2）電容器的焊接： 不能把 具有極性的電容 的 正負(fù)極 接錯， 否則 就 報廢 了。 （ 3）二極管的焊接： 正負(fù)極不能裝錯 ，型號 、 標(biāo)記 能 容易看 到 。 在 焊接立式二極管 的時候 ，對最短的引腳焊接時間不要超過 2 秒鐘。 （ 4）三極管的焊接：焊接時要用鑷子夾住引腳， 可以幫助其散熱。 焊接時間盡可能 縮短些。 （ 5）集成電路的焊接：施焊前先進(jìn)行定位。方法是先焊 2 個引腳，然后再從左到右、從上至下進(jìn)行焊接。焊接完要進(jìn)行檢查，有 沒有漏焊、碰焊、虛焊。 損元器件的焊接 在 安裝焊接過程中，受熱或接觸電烙鐵時容易造成損壞的元器件 都稱作易損元器件 。 易損原件要保證表面 的 清潔 、 鍍錫。不 能 長時間燙焊。 此外，要少用助焊劑，防止焊劑侵人元器件的電接觸點。選擇合適的烙鐵頭、 用適當(dāng)?shù)?溫度 進(jìn)行焊接 。 對于熱敏元件，可以用蘸酒精的棉球來保護(hù)元器件根部。 5 手工焊接質(zhì)量分析 響焊接質(zhì)量的因素 （ 1）操作人員因素：操作人員對手工焊接技能的熟練程度，操作技能水平以及是否認(rèn)真謹(jǐn)慎的態(tài)度對焊接質(zhì)量至關(guān)重要。由于意識差，操作粗心大意，不 10 按照手工焊接技術(shù)要求來做等等，都能影響到焊接質(zhì)量。 （ 2）焊接設(shè)備因素：焊接工具的穩(wěn)定性、可靠性會對焊接質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，要定期檢查，注意保養(yǎng)、保修。 （ 3）材料因素：焊接使用的有各種被焊材料，各種焊接材料。手工焊接中使用這些材料的質(zhì)量是保證焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)和前提。 （ 4）環(huán)境因素：因為焊接操作有時需要在室外進(jìn)行，會受到外界如溫度、濕度、風(fēng)力、天氣等自然環(huán)境的影響。所以保證可靠穩(wěn)定的焊接環(huán)境是必要的。 工焊接常見焊接缺陷分析 手工焊接的缺陷主要有虛焊、拉尖、橋連等，見表 1 所示。這些缺陷的存在會嚴(yán)重 影電子產(chǎn)品的壽命，使得產(chǎn)品無法使用，造成安全隱患。 表 1 手工焊接常見焊接缺陷分析 缺陷類型 特點 危害 原因分析 解決方法 拉尖 焊點上出現(xiàn)尖端 容易造成橋連、短路 焊劑過少 熟練焊接方式方法，及時正確撤離烙鐵 冷焊 表面呈豆腐渣狀顆粒，可能有裂紋 強(qiáng)度低，導(dǎo)電性能差 焊料未凝固前焊件抖動 穩(wěn)定工作環(huán)境，調(diào)整焊件擺放方式 橋連 相鄰導(dǎo)線連接 電器短路 熟練焊接方式方法，及時正確撤離烙鐵 過熱 焊點發(fā)白，表面 無 金 屬 光澤 ， 粗糙 焊 盤強(qiáng)度降低，容易剝落 焊接 時控制時間 ，在選用電烙鐵時多加注意 虛焊 焊錫與元器件引腳和銅箔之間有明顯黑色界限，焊錫向界限凹陷 沒有穩(wěn)定的焊接 鍍錫或 已經(jīng) 氧化 未 清潔 施焊前注意檢查 ，在穩(wěn)定的條件下進(jìn)行焊接 續(xù)表 1 缺陷類型 特點 危害 原因分析 解決方法 11 銅箔翹起 銅箔 有脫落起翹等現(xiàn)象 損壞 調(diào)整烙鐵選用，注意溫度與時間 焊料過多 焊點表面向外凸出 浪費焊料，可能包藏缺陷 焊錫絲撤離過慢 掌握正確的焊接時 間與焊接方法 焊料過少 焊點表面向內(nèi)凹陷 機(jī)械強(qiáng)度不足 掌握正確的焊接時間、方法，選擇材料時要注意 結(jié)論 手工焊擁有很多特點： 成本低、靈活性高、設(shè)備簡單、操作靈活、適用面廣（適合各種焊接位置、各種焊縫）等，對于小規(guī)模的生產(chǎn)維護(hù)效果十分顯著。本文從手工焊接的原理、工具材料、方式方法、缺陷分析等各個方面詳細(xì)闡述了手工焊接技術(shù)。作為電子工程技術(shù)