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项目一电烙铁的使用及其维护方法
一、目的及要求
1、了解电烙铁的结构组成。
2、掌握电烙铁的正确使用方法和维修方法。
3、会正确使用万用表检测电烙铁的质量好坏。
二、实训内容
1、电烙铁的结构组成及其工作原理。
2、电烙铁的正确使用方法。
①电烙铁的常见拿法:
反握法、正握法、握笔法。
②电烙铁在焊接时,烙铁尖与焊接板面成45度夹角。
3、电烙铁的质量检测和维修方法。
4、手工焊接的方法及技巧。
三、知识链接
1、电烙铁的作用及其分类
电烙铁是电子制作和电器维修的必备工具,主要用途是焊接元件及导线,按机械结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁,按功能可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙铁,根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。
一般电子制作都用35W左右的内热式电烙铁。
当然有一把50W的外热式电烙铁能够有备无患。
内热式的电烙铁发热效率较高,而且更换烙铁头也较方便。
其发热芯是装在烙铁头的内部,热损失小。
市场上常见的普通内热和无铅长寿命内热电烙铁,功率有20W,25W,35W,50W等,其中35W、50W是最常用的。
“外热”就是指“在外面发热”,因发热芯在电烙铁的外面而得名。
它既适合于焊接大型的元部件,也适用于焊接小型的元器件。
由于发热电阻丝在烙铁头的外面,有大部分的热散发到外部空间,所以加热效率低,加热速度较缓慢。
一般要预热2~5分钟才能焊接。
其体积较大,焊小型器件时显得不方便。
但它的烙铁头使用得时间较长,功率较大的优点,有50W,60W,75W,100W,150W,300W等多种规格。
大功率的电烙铁通常是外热式的。
2、电烙铁的结构
电烙铁一般由手柄、发热体(电热丝)、烙铁头、电源线四部分组成,如下图所示
3、电烙铁的使用方法
电烙铁的握法基本有两种:
一种是满把抓住手柄,实握,初学者都这种方法,能够做到得心应手;
另一种是头儿朝下,象拿钢笔一样,虚握,老资格都这样拿,虚握操作时速度快,效率高,特别是装拆小型元器件。
当然,生产线上也有跟着设计文件来的其他拿法。
不能让头发和电线绞在一起,手汗大的,要带上手套焊接。
操作电源插头,手一定要捏牢绝缘部分,用力适度,防止松脱、损坏和伤害。
每天要用的电烙铁,应该加装电源开关,而不是操作接插件。
烙铁头不能长时间浸在助焊剂里,其他部位不能碰到助焊剂。
不能使用其他腐蚀性很强的化工产品作助焊剂。
松香属于经典助焊剂,也有性能更好的新型液态助焊剂,只是价格稍贵。
松香盒应采用层压板或硬木板制作,为了搪锡的热效率,一般不使用金属材料。
掌握焊接应多进行练习,对各种型号的烙铁都要有实际操作。
烙铁应该往锡多的地方靠,这样传热快。
装配时,焊锡丝应该往印板铜箔或接线端子上送,往烙铁上送,常发生虚焊。
有的地方,为了焊接强度,焊锡要多用点,有时为了减少整机重量,则焊锡要少用。
焊接前烙铁要预热,通电时间短,温度不够不要焊接;
操作完毕要及时切断电源,也不要用断电后的余热焊接。
4、电烙铁的使用方法及注意事项
(1)电烙铁插头最好使用三极插头。
要使外壳妥善接地。
(2)使用前,应认真检查电源插头、电源线有无损坏。
并检查烙铁头是否松动。
(3)电烙铁使用前要上锡,具体方法是:
将电烙铁烧热,待刚刚能熔化焊锡时,涂上助焊剂,再用焊锡均匀地涂在烙铁头上,使烙铁头均匀的吃上一层锡。
电烙铁使用中,不能用力敲击。
要防止跌落。
烙铁头上焊锡过多时,可用布擦掉。
不可乱甩,以防烫伤他人。
(4)集成电路应最后焊接,电烙铁要可靠接地,或断电后利用余热焊接。
或者使用集成电路专用插座,焊好插座后再把集成电路插上去。
(5)焊接过程中,烙铁不能到处乱放。
不焊时,应放在烙铁架上。
注意电源线不可搭在烙铁头上,以防烫坏绝缘层而发生事故。
(6)使用结束后,应及时切断电源,拔下电源插头。
冷却后,再将电烙铁收回工具箱。
四、实训指导
用万用表欧姆档测量插头两端是否有开路短路情况,再用Rx1000或Rx10000档测量插头和外壳之间的电阻,如指针不动或电阻大于2-3MΩ就可不漏电的安全使用。
内热式电烙铁的烙铁芯是用比较细的镍铬电阻丝绕在瓷管上制成的,其电阻约为2.5kΩ左右(20W),烙铁的温度一般可达350℃左右。
五、项目任务
1、将实训室坏的烙铁拆开,认识电烙铁的内部结构。
2、维修坏的电烙铁。
3、用万用表检测电烙铁的质量。
项目二焊接技能的训练
1、了解焊料和焊剂的特性作用,更好的应用于焊接技能训练。
2、掌握手工焊接的基本操作方法(五步法和三步法)。
1、焊剂和焊料成份及特性的讲解。
2、手工焊接的基本操作知识的讲解。
3、手工焊接方法和技巧的技能训练。
(一)焊剂和焊料的特性和作用
1、焊剂的知识讲解
(1)助焊剂的作用主要有辅助热传导、去除氧化物、降低被焊接材质表面张力、去除被焊接材质表面油污、增大焊接面积、防止再氧化等,关键的作用有两个;
去除氧化物与降低被焊接材质表面张力。
(2)对焊剂的要求
①有清洗被焊金属和焊料表面的作用;
②熔点要低于所有焊料的熔点;
③在焊接温度下能形成液状,具有保护金属表面的作用;
④有较低的表面张力,受热后能迅速均匀地流动;
⑤熔化时不产生飞溅或飞沫;
⑥不产生有害气体和有强烈刺激性的气味;
⑦不导电,无腐蚀性、残留物,无副作用;
2、焊料的知识讲解
(1)凡是用来熔合两种或两种以上的金属面,使之成为一个整体的金属或合金,都称为焊料。
按其组成成份焊料可分为锡铅焊料、银焊料及铜焊料;
按熔点可分为软焊料(熔点在450℃以下)和硬焊料(熔点在450℃以上)。
(2)为了方便,在应用时需采用焊锡线,焊锡线是由锡铅制成。
在焊锡线中心若加入助焊剂松香,就称为松香焊锡线。
(3)根据焊接的不同需要,锡线粗细各不相同,规格很多,常见的锡线直径有:
0.5、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、2.0、2.3、2.5、3.0、4.0、5.0mm等多种。
(二)手工焊接方法及注意事项
1、手工焊接方法
(1)电烙铁的常见拿法:
焊接元器件及维修电路板时以
握笔式较为方便。
(2)手工焊接的两种方法:
“五步焊接法”“三步焊接法”
五步法:
准备——加热——加焊锡——移去焊料——移开烙铁
步骤1:
准备合适烙铁头;
步骤2:
烙铁头接触被焊件;
步骤3:
送上焊锡丝;
步骤4:
焊锡丝脱离焊点;
步骤5:
烙铁头脱离焊点。
三步法:
准备——加热和加焊料——移去焊料,移开烙铁
待焊接熟练后,可以将第二步和第三步合并为一步进行,第四步和第五步合并为一步进行,即为三步法。
2、焊接的注意事项
(1)选用合适的焊锡,应选用焊接电子元件用的低熔点焊锡丝。
(2)助焊剂,用25%的松香溶解在75%的酒精(重量比)中作为助焊剂。
(3)焊接方法,把焊盘和元件的引脚用细砂纸打磨干净,涂上助焊剂。
用烙铁头沾取适量焊锡,接触焊点,待焊点上的焊锡全部熔化并浸没元件引线头后,电烙铁头沿着元器件的引脚轻轻往上一提离开焊点。
(4)焊接时间不宜过长,以焊接一个锡点4秒最为合适,最大不超过8秒,否则容易烫坏元件,必要时可用镊子夹住管脚帮助散热。
(5)焊点应呈正弦波峰形状,表面应光亮圆滑,无锡刺,锡量适中。
(6)焊接完成后,要用酒精把线路板上残余的助焊剂清洗干净,以防炭化后的助焊剂影响电路正常工作。
四、项目任务
1、用漆包铜线焊接一个正方形。
2、用漆包铜线焊接一个正方体。
3、用四个二极管焊接一个桥式整流电路,做出电源和负载的连接端。
五、评价标准
1、将焊好的作品摔三次不散,为合格达标的作品。
2、焊点成内弧形,焊点要圆满、光滑、无针孔、无松香渍
3、焊接牢固,无虚焊,假焊。
4、零件脚外形可见锡的流散性好。
项目三印制电路板的制作
1、了解各类印制电路板的特点及用途。
2、掌握单面印制电路板设计的基本知识。
3、掌握手工制作单面印制电路板的简单工艺过程。
1、了解印制电路板的种类:
单面板、双面板、多层板。
2、单面印制电路板设计的基本知识。
3、手工制作单面印制电路板的简单工艺过程。
(一)覆铜板
覆铜板是印制电路板极其重要的基础材料,各种不同形式、不同功能的印制电路板,都是在覆铜板上有选择地进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜等工序,制成不同的印制电路(单面、双面、多层)。
覆铜板作为印制电路板制造中的基板材料,对印制电路板主要起互连导通、绝缘和支撑的作用,对电路中信号的传输速度、能量损失和特性阻抗等有很大的影响,因此,印制电路板的性能、品质、制造中的加工性、制造水平、制造成本以及长期的可靠性及稳定性在很大程度上取决于覆铜板。
覆铜箔板是将电子玻纤布或其它增强材料浸以树脂,一面或双面覆以铜箔并经热压而制成的一种板状材料,被称为覆铜箔层压板(CopperCladLaminate,CCL),简称为覆铜板。
(二)印制电路板的制作方法
胶带腐蚀法,是用预先制好的类似不干胶材料制成的各种符号(点、圆盘等)贴在电路板上的一种制作方法。
其制作步骤如下:
1、绘制印版图根据要做的电路原理图先设计电路印版图(也可利用Protel99SE软件设计),在设计时,要注意元器件布局要合理。
2、制作敷铜板按照印版图的尺寸裁切敷铜板,并使敷铜板铜箔面保持清洁。
3、将印版图印在敷铜板上首先,可用复写纸将印版图复制在敷铜板上,根据所用元器件的实际大小粘贴不同内外径的焊盘(即印刷电路板上用来焊接电子元器件的圆孔);
其次,根据电路中电流的大小决定采用不同宽度的胶带(大电流采用宽胶带,小电流窄胶带即可),按照印版图将胶带粘贴在敷铜板上(代表电路中元器件之间的连线);
用软一点的小锤,如光滑的橡胶、塑料等敲打图贴,使之与铜箔充分粘连。
重点敲击线条转弯处、搭接处。
天冷时,最好用取暖器使表面加温以加强粘连效果。
注:
焊盘规格:
D373(外径:
2.79毫米,内径:
0.79毫米),D266(外径:
2.00,内径:
0.80),D237(外径:
3.50,内径:
1.50)等几种,最好购买纸基材料做的(黑色),塑基(红色)材料尽量不用。
胶带常用规格有0.3、0.9、1.8、2.3、3.7等几种,单位均为毫米。
4、腐蚀、清洗敷铜板将粘有胶带的敷铜板放入三氯化铁液体中腐蚀。
腐蚀完后应及时取出用水冲洗干净。
在焊盘处用钻头打孔,用细砂纸打亮铜箔,再涂上松香酒精溶液,凉干则制作完毕了。
(三)手工制作印制电路板的注意事项
1、在敷铜板上描绘电路装配图时,必须考虑线条的宽度,元件的大小,元件孔间的位置。
2、在腐蚀电路板时,配置三氯化铁溶液的浓度要合适。
3、用胶带粘电路板面时,必须不能存留气泡,否则在腐蚀时会出现断路现象。
4、在给电路板上打孔时,必须严格按照元件孔的位置打孔。
5、印制电路板做好后,必须仔细检查板面是否有“断路”和“短路”的现象。
1、思考如何对印制电路板进行合理的布局?
2、常用的化学蚀刻溶液有哪些?
3、印制电路板为什么要涂覆阻焊剂?
五、实物展示
项目四万用表介绍
1、认识MF-47型指针式万用表和DT-890B+数字万用表。
2、学会正确使用MF-47型指针式万用表和DT-890B+数字万用表。
2、正确使用MF-47型指针式万用表和DT-890B+数字万用表。
三、实训指导
万用表又称为多用表、复用表、三用表、繁用表等,万用表一般由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。
它电力电子等部门不可缺少的测量仪表,一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。
多用表按显示方式分为指针多用表和数字多用表。
是一种多功能、多量程的测量仪表,一般多用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平等,有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数(如β)等。
常见的万用表有指针式万用表和数字式万用表。
指针式多用表是一表头为核心部件的多功能测量仪表,测量值由表头指针指示读取。
数字式多用表的测量值由液晶显示屏直接以数字的形式显示,读取方便,有些还带有语音提示功能。
万用表是公用一个表头,集电压表、电流表和欧姆表于一体的仪表。
(一)指针式万用表的使用
1、指针式万用表读数方式:
根据被测电阻的大小,表针停在欧姆刻度线(最上边一条标有Ω的刻度线)的某一位置,观察这时表针所指示的数值,然后乘以选档开关所在的档位,即为该电阻的阻值。
比如表针指在欧姆刻度线30的位置上,而此时选档开关在x10的位置上,则这时被测电阻的阻值为30xlOΩ=300Ω另外刻度线的标志数字是间隔标注的,如欧姆刻度线0左边第1个数就是5,5以后是10……中间的数字没标注,这时可根据刻度线上的小刻度来算出。
比如0-5之间有5个大格,每个大格就代表数字1,每个大格之间又有一个小格,则一个小格则代表0.5。
比如表针指在第3个大格上(从右往左数),那就代表数字3,依此类推。
2、使用方法
(1)熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。
(2)进行机械调零。
(3)根据被测量的种类及大小,选择转换开关的档位及量程,找出对应的刻度线。
(4)选择表笔插孔的位置。
(5)测量电压:
测量电压(或电流)时要选择好量程,如果用小量程去测量大电压,则会有烧表的危险;
如果用大量程去测量小电压,那么指针偏转太小,无法读数。
量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。
如果事先不清楚被测电压的大小时,应先选择最高量程档,然后逐渐减小到合适的量程。
①交流电压的测量:
将万用表的一个转换开关置于交、直流电压档,另一个转换开关置于交流电压的合适量程上,万用表两表笔和被测电路或负载并联即可。
②直流电压的测量:
将万用表的一个转换开关置于交、直流电压档,另一个转换开关置于直流电压的合适量程上,且“+”表笔(红表笔)接到高电位处,“-”表笔(黑表笔)接到低电位处,即让电流从“+”表笔流入,从“-”表笔流出。
若表笔接反,表头指针会反方向偏转,容易撞弯指针。
(6)测电流:
测量直流电流时,将万用表的一个转换开关置于直流电流档,另一个转换开关置于50uA到500mA的合适量程上,电流的量程选择和读数方法与电压一样。
测量时必须先断开电路,然后按照电流从“+”到“-”的方向,将万用表串联到被测电路中,即电流从红表笔流入,从黑表笔流出。
如果误将万用表与负载并联,则因表头的内阻很小,会造成短路烧毁仪表。
其读数方法如下:
实际值=指示值×
量程/满偏
(7)测电阻:
用万用表测量电阻时,应按下列方法。
①机械调零。
使用之前,应该先调节指针定位螺丝使电流示数为零,避免不必要的误差。
②选择合适的倍率档。
万用表欧姆档的刻度线是不均匀的,所以倍率档的选择应使指针停留在刻度线较稀的部分为宜,且指针越接近刻度尺的中间,读数越准确。
一般情况下,应使指针指在刻度尺的1/3-2/3间。
③欧姆调零。
测量电阻之前,应将2个表笔短接,同时调节“欧姆(电气)调零旋钮”,使指针刚好指在欧姆刻度线右边的零位。
如果指针不能调到零位,说明电池电压不足或仪表内部有问题。
并且每换一次倍率档,都要再次进行欧姆调零,以保证测量准确。
④读数:
表头的读数乘以倍率,就是所测电阻的电阻值。
注意事项:
a、在测电流、电压时,不能带电换量程;
b、选择量程时,要先选大的,后选小的,尽量使被测值接近于量程;
c、测电阻时,不能带电测量。
因为测量电阻时,万用表由内部电池供电,如果带电测量则相当于接入一个额外的电源,可能损坏表头;
d、用毕,应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上;
e、注意在欧姆表改换量程时,需要进行欧姆调零,无需机械调零。
(二)数字式万用表的使用
1、直流电压(DCV)测量
使用时,将功能转换开关置于“DCV”档的相应量程上,将红表笔插入测量插孔“V”,黑表笔插入测量插孔“COM”,两表笔并联在被测电路两端,并使红表笔对应高电位端,黑表笔对应低电位端。
此时显示屏显示出相应的电压数字值。
如果被测电压超过所选定量程,显示屏将只显示最高位“1”,表示溢出,此时应将量程改高一档,直至得到合适的读数。
但被测电压超过所用量程范围过大时,易造成万用表的损坏,因此应注意测量前的档位选择。
2、交流电压(ACV)测量
使用时,将功能转换开关置于“ACV”挡的相应量程上,将红表笔插入测量插孔“V”,黑表笔插入测量插孔“COM”,两表笔并联在被测电路两端,表笔不分正负。
数字表所显示数值为测量端交流电压的有效值。
如果被测电压超过所设定量程,显示屏将只显示最高位“1”,表示溢出,此时应将量程改高一挡测量。
3、直流电流(DCA)测量
使用时,将功能转换开关置于“DCA”档的相应量程上,将红表笔插入测量插孔“A”,黑表笔插入测量插孔“COM”,两表笔应串联在被测回路中,红表笔接在电流正极方向,黑表笔接在电流负极方向。
当电流超过200mA时,置量程转换开关于“DCA”档的“10A”量程上,并将红表笔插入测量插孔“10A”中。
因此时测量最高电流可达10A,测量时间不得超过10s,否则会因分流电阻发热使读数变化。
4、电阻测量
使用时,将量程转换开关置于“OHM”档的五个相应量程上,勿需调零,将红表笔插入测量插孔“V”,黑表笔插入测量插孔“COM”中,将两表笔跨接在被测电阻两端,即可在显示屏上得到被测电阻的数值。
当使用200量程进行测量时,两表笔短路时读数为1.0,这是正常的,此读数是一个固定的偏移值,如被测电阻为100时读数为101,正确的阻值是显示读数减去1.0。
4、实训思考题
1、分表用两种万用表测量实训台及直流稳压器输出电压值、电流值。
2、、电阻的测量。
用两种万用表,分别测量各个电阻的电阻值,将数据记录在下表中。
测量内容
R1
R2
R3
R4
R5
电阻色环的顺序
指针式万用表测量数据
数字式式万用表测量数据
色环读电阻标称值
电阻的误差值
3、用两种万用表,分别用正确手法和错误手法(手同时接触被测电阻两端)测量68KΩ、6.8KΩ、68Ω三只电阻器的阻值,将测量数据记录在下表中,并分析错误手法与测量误差的关系。
万用表量程
正确手法测量结果
错误手法测量结果
误差
指针表
数字表
68KΩ
6.8KΩ
68Ω
[实训工艺要点或结果分析]
1、使用万用表时,怎样实现读数的快速准确?
2、用万用表测试电流或电压时,为什么不能中途拨动转换开关?
哪种情况后果更严重?
3、测电阻时,万用表指针调不到欧姆零点,有哪些可能原因?
怎么办?
项目五 整流电路的制作与实训
1、目的及要求
1、掌握二极管的特性。
2、掌握二极管的极性和质量的判别方法。
3、理解桥式整流电路的工作原理。
4、能正确焊接桥式整流电路,并会分析故障原因。
1、学习二极管的基础知识。
2、用万用表检测二极管的极性和质量。
3、认识整流电路及桥式整流电路的工作原理。
4、连接桥式整流电路,并通过示波器观察波形。
[链接一] 晶体二极管
(一)二极管的基础知识
1、晶体二极管按作用可分为:
整流二极管(如1N4004)、隔离二极管(如1N4148)、光电二极管、发光二极管、稳压二极管等。
2、整流二极管的结构符号
3、整流二极管的特性
(1)二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;
而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
(2)二极管最主要的特性是单向导电性,其伏安特性曲线。
①正向特性当加在二极管两端的正向电压(P为正、N为负)很小时(锗管小于0.1伏,硅管小于0.5伏),管子不导通,处于“截止”状态,当正向电压超过一定数值后,管子才导通,电压再稍微增大,电流急剧暗加(见曲线I段)。
不同材料的二极管,起始电压不同,硅管为0.5-.7伏左右,锗管为0.1-0.3左右。
②反向特性二极管两端加上反向电压时,反向电流很小,当反向电压逐渐增加时,反向电流基本保持不变,这时的电流称为反向饱和电流(见曲线II段)。
不同材料的二极管,反向电流大小不同,硅管约为1微安到几十微安,锗管则可高达数百微安,另外,反向电流受温度变化的影响很大,锗管的稳定性比硅管差。
③击穿特性当反向电压增加到某一数值时,反向电流急剧增大,这种现象称为反向击穿。
这时的反向电压称为反向击穿电压,不同结构、工艺和材料制成的管子,其反向击穿电压值差异很大,可由1伏到几百伏,甚至高达数千伏。
④频率特性由于结电容的存在,当频率高到某一程度时,容抗小到使PN
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