在电子制造车间里,老张已经有二十多年的焊锡操作经验了,可最近他却总是愁眉不展。原来,车间新引进了一批电路板,在焊接过程中焊锡飞溅的情况比以往严重了不少,不仅导致部分电路板出现焊点缺陷,还得花费额外的时间清理飞溅的锡渣,大大影响了生产效率。相信不少电子制造领域的从业者都遇到过类似老张这样的问题,那关于焊锡飞溅,我们有太多疑问需要解答。
一、焊锡飞溅到底是什么,在电子制造过程中常见的表现形式有哪些?
焊锡飞溅简单来说,就是在焊锡过程中,熔融状态的焊锡偏离预期焊接区域,以液滴或飞沫的形式向外溅出的现象。在电子制造里,它的表现形式还挺多样的。比如在手工焊接时,可能会看到细小的锡珠从烙铁头与焊点接触处蹦出,有的会粘在电路板的其他元器件引脚上;而在波峰焊过程中,当电路板经过锡波时,有时会有锡液从锡波表面溅起,落在电路板的非焊接区域,形成不规则的锡点。
二、为什么在焊接不同类型的电子元件时,焊锡飞溅的程度会不一样呢?
这主要和电子元件的引脚材质、表面状态以及元件本身的结构有关。像一些采用铜合金引脚的元件,铜的导热性较好,在焊接时,热量能快速传递到引脚根部,使焊锡在引脚表面均匀熔化,飞溅就比较少;但如果是一些表面镀锡层不均匀或者有氧化层的引脚,焊锡在熔化过程中,无法与引脚表面充分接触,就容易产生气泡,气泡破裂时就会导致焊锡飞溅。另外,像一些体积较小、引脚间距较近的贴片元件,在焊接时,烙铁头与引脚的接触面积有限,热量集中,也容易造成焊锡飞溅程度加剧。
三、焊锡丝本身的质量和成分,会不会对焊锡飞溅产生影响呢?
当然会。优质的焊锡丝通常含有合适比例的助焊剂,助焊剂能在焊接过程中去除焊锡和被焊金属表面的氧化层,降低焊锡的表面张力,使焊锡更容易流动和浸润,从而减少飞溅。如果焊锡丝中的助焊剂含量不足或者助焊剂质量不佳,就无法有效去除氧化层,焊锡在熔化后会因为表面张力过大而出现不规则流动,进而产生飞溅。而且,焊锡丝中锡、铅等金属的纯度和比例也很关键,要是含有较多杂质,这些杂质在焊接过程中会影响焊锡的熔化状态,导致焊锡飞溅。比如含有过多铁、铜等杂质的焊锡丝,焊接时就容易出现飞溅现象。
四、焊接时的温度控制不当,是不是导致焊锡飞溅的重要原因呢?
没错,温度控制不当是导致焊锡飞溅的重要因素之一。以老张所在的车间为例,之前他们焊接常规电路板时,烙铁温度设定在 280℃左右很合适,几乎没有飞溅。但新引进的电路板上的元件对温度更敏感,他们一开始没调整温度,还是用 280℃焊接,结果就出现了大量飞溅。当焊接温度过高时,焊锡会迅速熔化并产生大量蒸汽,蒸汽逸出时就会带动焊锡液滴飞溅;而温度过低的话,焊锡不能充分熔化,在烙铁头的作用下,会出现 “粘锡” 现象,当烙铁头移动时,粘在上面的焊锡就可能被拉扯飞溅。不同类型的焊锡丝和被焊元件,都有其对应的最佳焊接温度范围,一旦超出这个范围,就容易引发焊锡飞溅。
五、焊接操作人员的手法和技巧,对避免焊锡飞溅有什么影响呢?
操作人员的手法和技巧影响很大。经验丰富的操作人员在焊接时,会根据元件的类型和焊点的大小,调整烙铁头的角度和接触方式。比如在焊接直插元件时,会让烙铁头先接触焊点的金属部分,待温度上升后再送焊锡丝,焊锡丝的送丝速度也会保持均匀,这样能有效减少飞溅。但新手操作时,往往会出现烙铁头角度不当、送丝速度忽快忽慢的情况。就像车间里刚来的实习生小李,第一次焊接时,烙铁头垂直对着焊点,送锡丝时一下子送太多,结果焊锡飞溅得到处都是。而且,操作人员在焊接过程中,如果频繁移动烙铁头,也会破坏焊锡的稳定熔化状态,导致焊锡飞溅。
六、焊接环境中的湿度和清洁度,会不会引发焊锡飞溅问题?
会的。如果焊接环境湿度太大,空气中的水分会附着在电路板、元件引脚以及焊锡丝表面。在焊接过程中,这些水分遇到高温会迅速汽化,产生的蒸汽会冲击熔融的焊锡,导致焊锡飞溅。比如在南方的梅雨季节,要是车间没有做好防潮措施,焊锡飞溅的情况就会比平时多很多。另外,焊接环境的清洁度也很关键,如果空气中含有较多的灰尘、油污等杂质,这些杂质会附着在烙铁头表面或被焊部位,影响焊锡的浸润性,使焊锡在熔化过程中出现不规则流动,进而产生飞溅。老张他们车间之前就因为通风系统故障,车间内灰尘增多,那段时间焊锡飞溅的问题就格外突出。
七、在波峰焊生产线上,哪些特殊因素会导致焊锡飞溅呢?
在波峰焊生产线上,有几个特殊因素容易导致焊锡飞溅。首先是锡波的高度和稳定性,如果锡波过高,电路板经过时,锡液容易溢出并飞溅;而锡波不稳定,出现波浪起伏或漩涡,也会使焊锡飞溅。其次,助焊剂的喷涂量和喷涂均匀度也很重要。如果助焊剂喷涂量过少,不能充分去除电路板和元件引脚的氧化层,焊锡就容易飞溅;要是喷涂不均匀,有的区域助焊剂过多,在焊接时会产生大量气泡,气泡破裂同样会导致焊锡飞溅。还有,电路板在进入锡波时的速度和角度,如果速度过快,会对锡波产生较大冲击,引发飞溅;角度不当,也会使焊锡不能平稳地附着在焊点上,从而出现飞溅。
八、遇到焊锡飞溅的情况,我们应该先从哪些方面入手排查原因呢?
当遇到焊锡飞溅时,首先可以从焊锡丝和焊接温度这两个基础方面排查。先检查焊锡丝是否在保质期内,外观有没有氧化、变色的情况,然后可以取少量焊锡丝进行试焊,观察焊接时的熔化状态,判断是否是焊锡丝质量问题。接着检查焊接温度,无论是手工焊接的烙铁温度,还是波峰焊的锡炉温度,都要确认是否符合当前焊接元件和焊锡丝的要求,可以用温度测试仪对实际温度进行测量,看是否与设定温度一致。如果这两方面都没问题,再进一步排查焊接环境,比如用湿度计测量车间湿度,观察车间内是否有较多灰尘、油污。之后再检查操作人员的焊接手法,或者波峰焊生产线的锡波状态、助焊剂喷涂情况等。
九、针对焊锡丝质量问题导致的飞溅,有什么具体的解决办法吗?
如果确定是焊锡丝质量问题导致的飞溅,首先要更换优质的焊锡丝。在选择焊锡丝时,要关注其助焊剂含量和金属纯度,尽量选择助焊剂含量在 2.0%-3.5% 之间,且锡纯度较高的产品,同时要选择正规厂家生产、有质量检测报告的焊锡丝。更换焊锡丝后,不能直接大规模使用,要先进行小批量试焊,观察焊接效果,看飞溅情况是否得到改善。另外,对于已经购买的焊锡丝,要注意储存方式,将其放在干燥、阴凉、通风的地方,避免阳光直射和潮湿环境,防止焊锡丝氧化变质,影响焊接效果,减少因焊锡丝质量问题引发的焊锡飞溅。
十、如何通过调整焊接温度来减少焊锡飞溅呢?
调整焊接温度时,首先要明确当前所使用焊锡丝和被焊元件的最佳焊接温度范围。不同类型的焊锡丝,其熔点不同,对应的最佳焊接温度也不一样,比如有铅焊锡丝的熔点相对较低,最佳焊接温度一般在 250℃-280℃,而无铅焊锡丝的熔点较高,最佳焊接温度通常在 280℃-320℃。然后根据元件的材质和结构进行微调,像一些热敏元件,焊接温度要适当调低,避免元件损坏,同时也能减少飞溅。在调整温度时,要逐步进行,每次调整 5℃-10℃后,进行试焊,观察焊锡的熔化状态和飞溅情况。比如老张他们车间在焊接新电路板时,一开始温度 280℃飞溅严重,后来逐步将温度调低到 260℃,试焊后发现飞溅明显减少,而且焊点质量也符合要求。
十一、对于操作人员来说,有哪些实用的技巧可以减少焊锡飞溅呢?
对操作人员而言,有几个实用技巧能减少焊锡飞溅。手工焊接时,要保持烙铁头的清洁,每次焊接前可以用清洁海绵擦拭烙铁头,去除表面的氧化层和杂质,确保烙铁头能良好导热。焊接时,烙铁头与焊点的接触角度要保持在 45° 左右,这样能使热量均匀传递,焊锡丝要从烙铁头的侧面送入,而不是直接对着烙铁头尖端送丝,送丝速度要平稳、均匀,避免一次性送丝过多。在焊接过程中,不要频繁移动烙铁头,待焊锡充分熔化并浸润焊点后,再缓慢移开烙铁头。对于波峰焊生产线的操作人员,要定期检查锡波的高度和稳定性,及时清理锡炉内的锡渣,确保助焊剂喷涂均匀,同时要控制好电路板进入锡波的速度和角度,这些技巧都能有效减少焊锡飞溅。
十二、怎样改善焊接环境,从而避免焊锡飞溅呢?
改善焊接环境,首先要控制好车间的湿度,将相对湿度保持在 40%-60% 之间。如果车间湿度较高,可以安装除湿机,尤其是在梅雨季节或潮湿地区,要加强除湿力度;如果湿度较低,过于干燥,也可能导致焊锡丝氧化,这时可以适当增加空气湿度。其次,要保持焊接环境的清洁,定期对车间进行打扫,清理地面、设备表面的灰尘和油污,同时要确保通风系统正常运行,及时排出焊接过程中产生的烟雾和杂质,减少空气中的污染物。另外,在焊接区域周围可以设置防护栏或防护板,不仅能防止焊锡飞溅伤人,还能减少外界环境对焊接区域的干扰,比如避免人员走动带来的气流影响,从而进一步避免焊锡飞溅。
十三、在波峰焊生产线上,如何调整设备参数来解决焊锡飞溅问题?
在波峰焊生产线上调整设备参数解决焊锡飞溅,首先可以调整锡炉温度,根据焊锡丝的类型和电路板的要求,将温度设定在最佳范围内,一般需要多次微调并试焊,直到找到合适的温度。然后调整锡波高度,通常将锡波高度控制在能使电路板上的焊点充分浸润,又不会溢出的程度,一般通过调整波峰电机的转速来控制锡波高度。接着调整助焊剂的喷涂参数,包括喷涂量和喷涂压力,喷涂量要适中,以电路板表面能均匀覆盖一层薄薄的助焊剂为宜,喷涂压力一般控制在 0.15MPa-0.3MPa 之间,避免压力过大导致助焊剂喷涂不均匀或产生过多泡沫。最后调整电路板的传输速度,传输速度过快会冲击锡波,过慢则会使焊点长时间处于高温状态,一般根据电路板的大小和元件密度,将传输速度控制在 0.8m/min-1.5m/min 之间,通过这些参数的调整,能有效解决波峰焊生产线上的焊锡飞溅问题。
十四、有没有一些辅助工具或设备,可以帮助减少焊锡飞溅呢?
当然有。在手工焊接时,可以使用焊锡托,它能在焊接过程中托住焊锡丝,使焊锡丝能稳定地送入焊接区域,避免因送丝不稳定导致的飞溅。还有烙铁头清洁器,除了能清洁烙铁头,部分清洁器还带有温控功能,能辅助保持烙铁头温度稳定,减少因温度波动引发的飞溅。对于波峰焊生产线,助焊剂回收系统可以将多余的助焊剂回收再利用,同时减少助焊剂过多导致的飞溅;锡渣分离机能及时分离锡炉内的锡渣,避免锡渣影响锡波状态,从而减少飞溅。另外,在焊接区域安装抽风装置,不仅能排出焊接烟雾,还能在一定程度上减少飞溅的锡液扩散,保护周围的元器件和设备。
十五、经过一系列措施处理后,如何验证焊锡飞溅问题是否得到有效解决呢?
经过处理后,可以通过以下几种方式验证焊锡飞溅问题是否解决。首先进行小批量试焊,选择与之前出现飞溅情况相同的元件和电路板,按照调整后的参数和方法进行焊接,焊接完成后,仔细观察电路板表面是否有飞溅的锡珠、锡渣,统计飞溅的数量和频率,与处理前的数据进行对比。然后对试焊后的电路板进行焊点质量检测,检查焊点是否饱满、圆润,有无虚焊、假焊等情况,因为如果焊锡飞溅问题解决了,焊点质量通常也会得到提升。接着可以进行一段时间的批量生产跟踪,在生产过程中,定期抽查电路板,观察焊锡飞溅情况,同时记录生产效率和产品合格率的变化。如果在小批量试焊和批量生产跟踪中,焊锡飞溅的数量和频率明显减少,焊点质量达标,生产效率和产品合格率恢复或提升,就说明焊锡飞溅问题已经得到有效解决。
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