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如此循环往复,便达到了控制温度的目的。
1.1.2焊料及其焊料的分类
焊料是将被焊物体牢固的焊接到电路板上。
焊料熔点比被焊物熔点低很多,否则容易和被焊物连在一起。
一般的电子元件用焊料是锡铅比例为3:
2的焊锡,其低熔点仅为180摄氏度左右,用25W-30W的电烙铁就可以熔化。
焊锡通常制作成管状焊锡丝,内芯有松香做助焊剂。
(1)管状焊锡丝。
它是将焊锡制成管状,在焊锡管中充满固体松香助焊剂,这样的焊锡丝又称为松香焊锡丝.管状焊锡丝的直径有0.5mm—5.0mm等十几种规格。
这类焊锡适合于手工焊接。
其中,直径为1.0mm和1.2mm,内含松香粉助焊剂的焊锡丝,具有熔点低,导电性好。
焊接十分方便的优点,如39锡铅焊料(HISNPB39),其熔点183C,抗拉强度4.7kg/cm,最适合电子线路的制作.
(2)含银焊锡。
含银焊锡是在锡铅焊料中加入少量的金属银,这样可降低焊料的熔点,减少镀银工件中银在焊料中的溶解量.这类焊锡适合用于对镀银被焊工件的焊接.。
(3)焊膏。
焊膏有焊料合金粉末和助焊剂组成,并制成胡状物.焊膏能方便地用丝网,模板或点膏机印涂在印制电路板上,是表面安装技术中的一种重要贴装材料,适合于流焊元器件,贴片元器件和片式元器件的焊接.
1.2焊接方法
1.2.1焊接的手法
焊接的手法为左手食指中指夹住焊锡丝,右手拿住电烙铁,烙铁头随着锡丝走。
1.2.2五步焊接法
正确的焊接方法是五步焊接法:
准备施焊、加热焊件、加焊锡、去焊锡和去烙铁,如图1.1所示。
⑴、准备施焊:
准备好焊锡丝,预热好电烙铁。
⑵、加热焊件:
将烙铁头接触焊接点,使被焊引线和焊盘加热。
⑶、加焊锡:
当焊件加热到一定温度后,放上焊锡丝,焊锡丝能够立即沾附到被焊件上。
⑷、加焊锡:
当熔化一定量的焊锡后,将焊锡丝移开。
图1.1五步焊接法
⑸、去烙铁:
当焊锡完全湿润焊点后,朝大约45°
方向迅速移开电烙铁。
1.2.3焊接要注意的事项
⑴、对焊件要先进行表面处理
一般焊件表面都被氧化,需要表面处理,去除表面污迹,氧化膜等。
采用机械刮磨或酒精清洗。
⑵、对元件引脚进行镀锡
对导线、引脚的焊接部位要进行焊锡润滑,也称上锡。
⑶、焊料量的控制
焊点的焊锡量要适量,不可过多或过少,如图1.2所示。
图1.2焊料量的控制
1.3常见焊点的缺陷及分析
造成焊接缺陷的原因很多,在材料(焊料与焊剂)与工具(烙铁、夹具)一定的情况下,采用什么样的方式方法以及操作者是否有责任心,就是决定性的因素了。
在接线端子上焊导线时常见的缺陷如表1.1所示,供检查焊点时参考。
表中列出了各种焊点缺陷的外观、特点及危害,并分析了产生的原因。
表1.1
焊点缺陷
外观特点
危害
原因分析
虚焊
焊锡与元器件引线或与铜箔之间有明显黑色界线,焊锡向界凹陷
不能正常工作
①元器件引线未清洁好,未镀好锡或锡被氧化
②印制板未清洁好,喷涂的助焊剂质量不好
焊料堆积
焊点结构松散白色、无光泽,蔓延不良接触角大,约70~90°
,不规则之圆。
机械强度不足,可能虚焊
1焊料质量不好
2焊接温度不够
3焊锡未凝固时,元器件引线松动
焊料过少
焊接面积小于焊盘的75%,焊料未形成平滑的过镀面
机械强度不足
1焊锡流动性差或焊丝撤离撤离过早
2助焊剂不足
3焊接时间太短
焊料过多
焊料面呈凸形
浪费焊料,且可能包藏缺陷
焊丝撤离过迟
松香夹渣
焊缝中夹有松香渣
强度不足,导通不良,有可能时通时断
1焊剂过多或已失效
2焊接时间不足,加热不足
3表面氧化膜未去除
过热
焊点发白,无金属光泽,表面较粗糙
焊盘容易剥落,强度降低
烙铁功率过大,加热时间过长
冷焊
表面呈豆腐渣状颗粒,有时可能有裂纹
强度低,导电性不好
焊料未凝固前焊件拌动
浸润不良
焊料与焊件交界面接触过大,不平滑
强度低,不通或时通时断
1焊料清理不干净
2助焊剂不足或质量差
3焊件未弃分加热
无蔓廷
接触角超过90°
,焊锡不能蔓延及包掩,若球状如油沾在有水份面上。
焊锡金属面不相称,另外就是热源本身不相称。
不对称
焊锡未流满焊盘
强度不足
1焊料流动性好
4助焊剂不足或质量差
2热不足
松动
导线或元器件引线可能移动
导通不良或不导通
1焊锡未凝固前引线移动造成空隙
2引线未处理(浸润差或不浸润)
拉尖
出现尖端
外观不佳,容易造成桥接现象
烙铁不洁,或烙铁移开过快使焊处未达焊锡温度,移出时焊锡沾上跟着而形成
桥接
相邻导线连接
电气短路
1焊锡过多
2铁撤离角度不当
焊锡短路
焊锡过多,与相邻焊点连锡短路
①焊接方法不正确
3锡过多
针孔
目测或低倍放大镜可铜箔见有孔
强度不足,焊点容易腐蚀
焊锡料的污染不洁、零件材料及环境
气泡
气泡状坑口,里面凹下
暂时导通,但长时间容易引起导通不良
气体或焊接液在其中,上热及时间不当使焊液未能流出。
铜箔剥离
铜箔从印制板上剥离
印制板已损坏
焊接时间太长
焊点剥落
焊点从铜箔上剥落(不是铜箔与印制板剥离)
断路
焊盘上金属镀层不良
2计步器工作原理及电路
计步器分为2D计步器、3D计步器和计步器手表。
2D计步器为老一代,为机械式计步器;
3D计步器为新一代计步器。
2.1计步器工作原理
电子计步器主要由振动传感器和电子计数器组成。
人在步行时重心都要有一点上下移动。
以腰部的上下位移最为明显,所以记步器挂在腰带上最为适宜。
所谓的振动传感器其实就是一个平衡锤在上下振动时平衡被破坏使一个触点能出现通/断动作,由电子计数器记录并显示就完成了主要功能,其他的热量消耗,路程换算均由电路完成。
老一代的2D振动传感器其实就是一个平衡锤在上下振动时平衡被破坏使一个触点能出现通/断动作,由电子计数器记录并显示就完成了主要功能,其他的热量消耗,路程换算均由电路完成,也称作机械式计步器。
一般这种2D的电子计步器在使用的时候都需要垂直地面佩带才能感受人体的震动产生数据记录,所记录的数据误差偏大,价格便宜。
2D计步器只能存储一组步数,距离,卡路里数据,用户可以复位清除记忆中的数据并重新计步
当前市面上主流都是使用3D式电子计步器。
3D意味着全方位感受人体震动,也就是不需要再垂直地面佩带,只要带在身边口袋中,手提包内都可以计步。
3D计步器可以按日期存储多天的步数,距离,卡路里,时间等数据。
计步器每天24点自动将前一天数据储存在记忆体中,并将当天步数等数据自动归零。
用户可以通过MEM按钮回看过去几天的数据。
通常3D计步器存储的数据可以达到6天或者更多。
表2.1计步器的分类与比较
2D计步器
3D计步器
计步手表
机芯
游丝摆锤机械式传感器
3D加速度电子传感器+计时IC
电子表机芯+3D电子加速度电子传感器
时间精度
无
秒
1/100秒
显示
单行
双行
三行
防水防尘防震
分5米,10米,,30米,50米等防水等级
数据储存
有
卡路里,步数,距离
速度
夜光
部分有
佩戴
必需垂直,配有皮带
任意,配有挂绳。
表带,不锈钢表扣
夹
背壳
塑料,卡扣固定
不锈钢背壳带螺丝紧固。
3电路的焊接与组装
3.1电子电路的安装技术
一个电子装置是否制作成功,整机的结构布局、整机的布线、元件的焊接以及调试工作是致关重要的。
3.1.1元器件的安装
1、元器件引线成型
为了使元器件排列整齐、美观,需要对元器件的引线进行加工,元器件引线成型的各种形状如图1.3所示。
元器件引线成型应注意以下几点:
⑴、所有元器件引线均不得从根部弯曲,根部容易折断,一般应留1.5mm以上。
⑵、弯曲一般不要成死角,成圆弧状。
⑶、要将元器件上有字符面置于容易观察的位置。
图3.1元器件引线成型
2、元器件插装
元器件插装有卧式插装法和立式插装法两种。
卧式插装法是将元器件紧贴印刷电路板插装。
卧式插装法的优点是稳定性好,比较牢固。
建议使用卧式插装法。
3.1.2元器件的布局与布线
在进行组装前的一项重要工作是进行元器件的布局设计。
元器件的布局设计的原则是元器件的分布均匀、合理,接线尽量短,接线交叉尽量少。
1、一般按照电路图的走向顺序排列各级的布局,尽量缩短接线,以减少分布参数对电路的影响。
2、集成电路外接元器件尽可能安排在对应管脚附近,缩短连线的距离。
输入信号与输出信号的引线应当尽可能安排远一些。
图3.2多谐振荡器电路图和元件布局与布线图
3、连线尽量做到横平、竖直,接线交叉尽量少。
建议元器件的布局与布线在与实际电路板1:
1的方格纸上画出元器件的布局与布线,调整合适后再进行实际布局与布线。
以多谐振荡器为例,图1.4为多谐振荡器的电路图和用万能板的布局与布线图。
如图3.3所示为电装实训课作业安排的实验电路。
图3.3电装实训电路图作业正面与背面
4电路的调试
4.1调试技术
4.1.1检查电路接线
电路安装完毕,首先要认真检查电路接线是否正确。
通常采用的检查方法是按照电路原理图检查。
可借助万用表的电阻档检查,即在电路原理图上找到一些点,用万用表测量在电路原理图上应与它连接的部分是否都连接上。
检查是否有错焊、漏焊处。
4.1.2调试方法
调试是在安装完毕后对电路的参数及工作状态进行测量,并在测试的基础上对电路的参数进行修正,使之满足设计要求。
4.1.3调试步骤
(1)、先将电源调到规定数值,然后关闭电源,将电源接入待测电路。
接通电源后仔细观察有无异常现象,包括有无冒烟,是否有异常气味,用手摸元器件是否发烫等。
如果发现异常,应立即关断电源,待排除故障后方可重新通电。
(2)、分级调试
分级调试又分为静态调试和动态调试。
静态调试是在没有外加信号的条件下测试电路的工作状态,对于模拟电路测量电路的工作点,对于数字电路测量高低电平值。
动态调试是在各级的输入端加入规定信号的条件下测试输出的结果是否正确,通常用示波器观察输出波形和用万用表测量输出信号的数值。
如果不满足设计要求,可以调整相关元器件,达到设计要求。
(3)、整机联调
在各级调试完成后,将各级连接在一起,加入规定输入信号,测量总输出是否满足要求。
通常用示波器观察输出波形和用万用表测量输出信号的数值。
(4)、在第一次通电,电路各处无电源短路故障发生的情况下,即可以进入测试部分了。
通电检查可以发现许多微小的缺陷。
下图4.1所示为通电检查时可能存在的故障与焊接缺陷的关系,可供参考。
图4.1通电检查时可能存在的故障与焊接缺陷的关系
4.2电路故障的分析与排除方法
在电子技术训练中,通过查找和排除故障,对全面提高电子技术实践能力十分有益。
因此,掌握检查和排除故障的基本方法是十分必要的。
4.2.1故障的检查方法
(1)、直观检查法
为了避免和减少接线的错误,应画出正确的电路原理图和安装接线图。
按照安装接线图检查电源线、信号线有无接错,元件有无错焊、漏焊,二极管、三极管、电解电容器极性有无接反等。
通电后检查是否有打火等异常声响;
有无焦糊异味出现;
摸晶体管、电阻、集成电路是否温度过高等。
发现异常立即断电检查故障。
(2)、仪器检查法
用万用表、示波器等仪器发现和寻找故障部位及元件。
①、测电阻
在断电情况下,可用万用表的电阻档测量电路中关键点的对地电阻,以排除错误接线或短路故障。
关键点可选电源正极、集成电路的电源端、电阻、电容串并联的节点等。
②、测电压、电流
用万用表的电压档检查电源、各级静态工作点电压、集成电路引脚电压是否正确。
③、示波器测量法
用示波器观察电路各点的信号波形,根据其幅度、频率、脉冲宽度、波形失真等情况判断故障部位。
4.2.2逐级孤立法分析与排除故障
在不能直接判断故障部位时,可采用逐级检查的方法确定故障的部位。
步骤为:
(1)、判断故障级
可采用三种方法。
①、由前向后逐级寻找故障级。
从第一级输入信号,测量其后各级输出信号是否正常,如发现某一级的输出波形不正确,可判断故障发生在该级电路。
②、由后向前逐级寻找故障级。
可在某级输入端加入信号,测量其后各级输出信号是否正常,无故障则向前级推进。
若在某级输出波形不正常,可判断故障发生在该级电路。
③、2分法。
即在中间级测量工作状态或输出信号,由此判断故障是在前半部分还是在后半部分。
(2)、寻找故障的具体部位或元器件
故障级确定后,可通过测量工作点电压、电流,信号波形等方法确定故障的具体元器件。
(3)、排除故障
更换故障元器件,检查电路是否正常了。
如果正常了,故障排除;
如果仍不正常,继续寻找故障元器件,排除故障。
5电装实训收获与体会
通过此次电装实训课,使我对焊接技术和计步器的制作过程及一些相关的注意事项有了更为深刻的了解。
在学期初电装对我而言是一门既生疏又感兴趣的技术,当我刚进入教室的时候,我对它充满了期待,当电烙铁发到我的手中时,看着笔状得电烙铁,我不知道如何去把握它。
当我拿到焊锡丝的时候,我就跃跃欲试,在老师讲解完后我就迫不及待的开始了第一个焊点的焊接。
但是看似简单的步骤,操作起来却是如此不容易,第一个焊点完成后,不仅焊点不圆滑,而其导线也露出甚多,过程中我的手还在不断的颤抖。
但是在老师的指导和帮助下,我开始逐渐掌握了要领,焊点逐渐圆滑,手也变得稳当了。
然这节课只是个电装入门,我学到的也只是一些基础的操作要领,更复杂的电路瑶经过不断地练习才能进行操作,而我们的第一个任务是300个焊点。
我在完成300个焊点的时候也体会了一些要领心得,在焊接时应注意:
1、时间一般要控制在到2秒左右。
2、应该先挪开电烙铁再挪开焊锡线。
3、焊锡要控制适量,不得过多不然会影响电路的正常工作。
经过两次的实训课时,我完成了300个焊点,总体还是令我满意的。
基本已经掌握了初步的操作方法。
焊接过程中还帮我克服了对未接触过的事物(电烙铁等一系列焊接工具)的畏惧感,刚开始实习时,由于对焊接实践把握不准,焊接出来的焊点质量不是特别好,有几个都虚焊了。
经过练习和反复琢磨老师讲的技巧后总结出焊接的方法,把握好了焊接的时间焊锡的用量,最后要注意烙铁和焊点的位置。
同时,焊接后检查也是非常的重要。
门铃的焊接与焊接练习时不一样,一定要动作轻熟,因为焊板上的元件是很脆弱的.最后终于经过不懈努力,创造出了自己满意的结果,通过本次实训我学到了很多实用的东西和一些道理,我将把这次实训所学的内容运用在我以后的课业中。
在这次电装实训中我体会到世间万物都有一个共同的规则:
人生就好比电子原件的焊接,一定要小心翼翼。
只有小心翼翼才能焊接成功,只有小心翼翼才能做到完美成功,只有小心翼翼才能使原件完整焊接,而不会使两个点相连。
做人做事也一样,焊锡不能过多,也不能过少。
过多会将电路板做的的一塌糊涂,过少又会使电子原件焊接不牢。
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