焊机技术教案柳亮140302.docx
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焊机技术教案柳亮140302
贵州省电子信息技师学院一体化课程
《焊接技术》教案
电子电工实训中心
授课教师:
柳亮
贵州省电子信息技师学院一体化课程教案
教师姓名
柳亮
实训项目一
焊接工具与材料
授课学时
8学时
地点
实训室
讲授内容
教学目的及要求:
1、认识常用的焊接工具与材料
2、了解电烙铁的结构与分类
教学重点:
了解焊接工具的用途及优缺点
教学难点:
如何正确使用焊接工具
教学内容:
一、焊接工具
在电子焊接中,电烙铁是焊接过程中主要工具,电烙铁分类:
内热式、外热式让我们来认识一下它的结构吧:
图1内热式与外热式电烙铁结构
内热式电烙铁的后端是空心的,用于套接在连接扦上,并且用弹簧夹(不是所有电烙铁都有)固定,当需要交换烙铁头时,必须先将弹簧夹退出,同时用钳子夹住烙铁头的前端,慢慢地拔出,切记不能用力过猛,以免损坏连接杆。
内热式的烙铁心是用比较细的镍铬电阻丝绕在瓷管上制成的,20W的内热式电烙铁烙铁阻值约为2.5k,50W的阻值约为lk,由于它的热效率高,20W的内热式电烙铁相当于40W的外热式电烙铁。
优点:
便宜、升温快、使用方便
缺点:
温度不稳定
图2长寿型内热式电烙铁
“外热”就是指“在外面发热”,因发热电阻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6~7分钟才能焊接。
其体积较大,焊小型器件时显得不方便。
但它有烙铁头使用的时间较长,功率较大的优点,有25W,30W,50W,75W,100W,150W,300W等多种规格。
外热式电烙铁所用的烙铁头形状是实心圆铁柱状,发热元件烙铁头被套着。
图3外热式电烙铁
可用于绘画,利用烙铁发热在木板上进行手工绘画,如山水、人物等等。
图4大功率电烙铁图5大功率电烙铁的结构
恒温电烙铁内部采用高居里温度条状的PTC恒温发热元件,配设紧固导热结构。
特点是优于传统的电热丝烙铁芯,升温迅速、节能、工作可靠、寿命长、成本低廉。
电烙铁的温度设定:
温度由实际使用决定,以焊接一个锡点4秒最为合适。
平时观察烙铁头,当其发紫时候,温度设置过高。
一般直插电子料,将烙铁头的实际温度设置为(330~370度);表面贴装物料(SMC)物料,将烙铁头的实际温度设置为(300~320度);特殊物料,需要特别设置烙铁温度。
蜂鸣器等要用含银锡丝,温度一般在270度到290度之间。
焊接大的组件脚,温度不要超过380度,但可以增大烙铁功率。
图6恒温电烙铁
手动送锡电烙铁的优点:
单手进行焊接,提高了焊接速度,同时也提高了生产效率。
对于小元器件来说,可以用另外一只手按住元器件,焊的更加牢靠。
图7手动送锡电烙铁
吸锡器是一种修理电器用的工具,收集拆卸焊盘电子元件时融化的焊锡。
有手动,电动两种。
维修拆卸零件需要使用吸锡器,尤其是大规模集成电路,更为难拆,拆不好容易破坏印制电路板,造成不必要的损失。
简单的吸锡器是手动式的,且大部分是塑料制品,它的头部由于常常接触高温,因此通常都采用耐高温塑料制成。
大部分吸锡器为活塞式,按照吸筒壁材料,可分为塑料吸锡器和铝合金吸锡器,塑料吸锡器轻巧,做工一般,价格便宜,长型塑料吸锡器吸力较强;铝合金吸锡器外观漂亮,吸筒密闭性好,一般可以单手操作,更加方便。
图8吸锡器
图9吸锡器的使用
烙铁架的作用:
支撑或存放烙铁的支架。
由于烙铁在使用过程中,温度过高,一些非金属物品均不能承受这样的高温。
图10烙铁架
凡是用来熔合两种或两种以上的金属面,使之形成一个整体的金属的合金都叫焊料。
根据其组成成分,焊料可以分为锡铅焊料、银焊料、及铜焊料。
按熔点,焊料又可以分为软焊料(熔点在450℃以下)和硬焊料(熔点在450℃以上)。
在电子装配中常用的是锡铅焊料。
优点:
熔点低。
各种不同成分的铅锡合金熔点均低于铅和锡的熔点,利于焊接。
机械强度高,抗氧化。
表面张力小,增大了液态流动性,有利于焊接时形成可靠接头。
图11焊锡丝
助焊剂通常是以松香为主要成分的混合物,是保证焊接过程顺利进行和致密焊点的辅助材料。
在焊接时可将不需要焊接的部位涂上阻焊剂保护起来,使焊接仅在需要焊接的焊接点上进行。
阻焊剂广泛用于浸焊和波峰焊。
助焊剂的作用:
1、去除被焊件的氧化层,这是保证焊接质量的重要手段;
2、降低融化焊锡的表面张力,使焊锡能更好地附着在金属表面。
3、加热金属表面及熔化状态的焊锡比在常温下更容易氧化,助焊剂能较快地覆盖在金属和焊锡表面防止氧化。
图12助焊剂
助焊剂的要求:
具一定的化学活性,具有良好的热稳定性,具有良好的润湿性,对焊料的扩展具有促进作用,留存于基板的焊剂残渣,对基板无腐蚀性,具有良好的清洗性,氯的含有量在0.2%(W/W)以下.
助焊剂的优点:
防止焊锡桥连造成短路。
使焊点饱满,减少虚焊,而且有助于节约焊料。
由于板面部分为阻焊剂膜所覆盖,焊接时板面受到的热冲击小,因而不易起泡、分层。
图13助焊剂使用前后的对比图
贵州省电子信息技师学院一体化课程教案
教师姓名
柳亮
实训项目二
焊接工艺
授课学时
2学时
地点
实训室
讲授内容
教学目的及要求:
1、掌握焊接工艺基础知识;
2、了解焊点质量的检验方法;
教学重点:
焊接工艺基础知识的理解
教学难点:
焊点质量的保证
教学内容:
焊接是电子产品组装过程中的重要工艺。
焊接质量的好坏,直接影响电子电路及电子装置的工作性能。
优良的焊接质量,可为电路提供良好的稳定性、可靠性,不良的焊接方法会导致元器件损坏,给测试带来很大困难,有时还会留下隐患,影响的电子设备可靠性。
1、焊接中的部分术语
焊接:
是使金属连接的一种方法。
它利用加热手段(电烙铁),在两种金属的接触面,通过焊接材料的原子或分子的相互扩散作用(浸润),使两种金属间形成一种永久的牢固结合。
焊接分类:
熔焊、接触焊、钎焊
焊点:
利用焊接方法进行连接而形成的接点。
焊料:
锡铅焊料、铜焊料、银焊料
焊剂:
又称助焊剂,一般由活化剂、树脂、扩散剂、溶剂4部分组成,
其作用是清除焊件表面的氧化膜、保证焊锡浸润的一种化学剂。
2、焊点质量要求
电气性能好;
具有一定的机械强度;
焊点上的焊料要适量;
焊点表面应光亮且均匀;
焊点不应有毛刺、空隙;
焊点表面的必须清洁
3、安装和焊接的一般工序
先装焊低矮的元件,再装焊较高的元件。
次序是:
电阻→电容→二极管→三极管→集成电路→其它(大功率)元件。
4、手工焊接五步法
图14焊接的五步图
准备
【核对元器件并检查】元器件的好坏;元器件的可焊性,是否清洁
【检测电路板】正式制作的电路印制板在焊接之前要仔细检查,看其有无断路、短路、孔金属化不良以及是否已有助焊处理等。
板上的任何潜在问题,都是整机调试和产品故障的隐患,全部元件焊接完成后的电路板,往往并不能发现板子自身存在的问题。
【绝缘导线的加工】裁剪;导线端头的加工(也叫剥头)包括刃截法、热截法;捻头;浸锡,剥好的导线端头浸锡的目的在于防止氧化,以提高焊接质量。
浸锡有锡锅浸锡、电烙铁上锡两种方法。
【烙铁头】保持干净;表面镀有一层焊锡
加热
注意:
加热时间和加热位置
加热时不要施压
加焊锡
去焊锡
去烙铁
注意:
在焊锡凝固前保持焊件为静止状态
4、判别焊点的好坏
不标准焊点的确定:
常见的不良焊点:
A、虚焊a、形成锡球,锡不能散布到整个焊盘
B、短路b、移开烙铁时候形成锡尖
C、少锡c、锡表面不光滑,起皱
D、多锡d、PCB离层
E、锡球、锡渣
5、标准的焊点【插图1不良焊点】
图15分立元件与贴片元件的焊点【插图2标准焊点】
单面焊盘焊点形与量的界面关系
金属化孔焊点形与量的界面关系
不良焊点
6、不良焊点原因分析
图16不良焊点的原因分析
7、焊后处理
①剪去多余引线。
②焊接结束后,要检查印制电路板上所有元器件引线的焊点,看是否有漏焊、虚焊现象需进行修补。
③根据工艺要求选择清洗液清洗印制电路板上的残余焊剂及锡渣。
一般情况下使用松香焊剂后印制电路板不用清洗。
涂过焊油或氯化锌的,要用酒精擦洗干净,以免腐蚀印制电路板。
8、手工焊接注意事项
1掌握好加热时间,在保证焊料润湿焊件的前提下时间越短越好。
2保持烙铁头在合适的温度范围。
一般经验是烙铁头温度比焊料熔化温度高50℃较为适宜。
3用烙铁对焊点加力加热是错误的。
会造成被焊件的损伤,例如电位器、开关、接插件的焊接点往往都是固定在塑料构件上,加力的结果容易造成元件失效。
不要在电烙铁头沾上一些焊锡,然后放到焊点上停留
定期检查电烙铁电源线绝缘是否良好,以免发生触电事故。
电烙铁长时间不用时,应切断电源。
烙铁头在没有确信脱离电源时,不能用手摸,以免烫伤。
烙铁头上多余的锡不要乱甩。
9、焊锡的最佳温度为250±5oC,最低焊接温度为240oC。
温度太低易形成冷焊点。
高于260oC易使焊点质量变差。
焊接时间:
完成润湿和扩散两个过程需2~3S,1S仅完成润湿和扩散两个过程的35%。
一般IC、三极管焊接时间小于3S,其他元件焊接时间为4~5S。
10、由于焊丝成分中,铅占一定比例,众所周知铅是对人体有害的重金属,因此操作时应戴手套或操作后洗手,避免食入。
焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的,如果操作时鼻子距离烙铁头太近,则很容易将有害气体吸入。
一般烙铁离开鼻子的距离应至少不少于30厘米,通常以40厘米时为宜。
教师姓名
柳亮
实训项目三
电烙铁的使用与维护
授课学时
4学时
地点
实训室
讲授内容
教学目的及要求:
1、掌握电烙铁的基础知识;
2、掌握电烙铁的使用方法;
教学重点:
电烙铁的使用
教学难点:
电烙铁的维护
教学内容:
电烙铁是焊接中重要的加热工具,针对不同类型的电子产品应选用不同类型的电烙铁头,常见的烙铁头如下图所示:
烙铁头一般用紫铜制成,对于有镀层的烙铁头,一般不要锉或打磨。
因为电镀层的目的就是保护烙铁头不易腐蚀。
还有一种新型合金烙铁头,寿命较长,但需配专门的烙铁。
一般用于固定产品的印制板焊接。
部分样式烙铁头实物
1、烙铁头的修整和镀锡
烙铁头经使用一段时间后,会发生表面凹凸不平,而且氧化层严重,这种情况下需要修整。
一般将烙铁头取下来,夹到台钳上粗锉,修整为自己要求的形状,然后再用细锉修平,最后用细砂纸打磨光。
对焊接数字电路、计算机的工作来说,锉细,再修整。
修整后的烙铁应立即镀锡,方法是将烙铁头装好通电,在木板上放些松香并放一段焊锡,烙铁沾上锡后在松香中来回摩擦;直到整个烙铁修整面均匀镀上一层锡为止。
注意:
烙铁通电后一定要立刻蘸上松香,否则表面会生
成难镀锡的氧化层。
2、焊接操作姿势
电烙铁拿法有三种。
焊锡丝一般有两种拿法。
3、电烙铁使用注意事项
通电前,认真检查电烙铁是否有短路和漏电等情况。
如发现问题应及时解决,避免发生人身伤害事件。
电烙铁在不焊接时,应放置在烙铁架上,且烙铁架周围不能放置其它物品,以免损坏。
使用过程中,切勿敲击电烙铁,以免损坏烙铁芯及固定电源线和烙铁芯的螺丝松动,造成短路等。
禁止甩动电烙铁,防止烙铁头脱落或烙铁头上的锡珠飞溅,伤害别人。
4、电烙铁的常见故障及其维护
1.电烙铁通电后不热
遇到此故障时可以用万用表的欧姆挡测量插头的两端,如果表针不动,说明有断路故障。
当插头本身没有断路故障时,即可卸下胶木柄,再用万用表测量烙铁芯的两根引线,如果表针不动,说明烙铁心损坏,应更换新的烙铁芯。
如果测得烙铁心两根导线线之间的阻值为2.5k左右(以20W为例),说明烙铁芯是好的,故障出现在电源引线及插头上,多数故障又引线断路。
插头件的接点断开,可进一步用万用表的R×1档测量引线的电阻值,便可发现问题。
2.烙铁头带电
烙铁头带电可能是电源线错接在接地线接线柱上外,还可能是电源线从烙铁芯接线螺丝上脱落后,又碰到了接地线的螺丝上,从而造成烙铁头带电。
这种故障最容易造成触电事故,并损坏元器件,因此应随时检查压线螺丝是否松动或丢失并及时配备好。
3.烙铁头不“吃锡”
烙铁头经长时间使用后,就会因氧化而不占锡,这就是烧死现象,也称为不“吃锡”。
当出现不“吃锡”的情况时,可用细砂纸或锉刀将烙铁头重新打磨或锉出新茬,然后重新镀上焊锡就可继续使用。
4.烙铁头出现凹坑
烙铁头使用一段时间后,就会出现凹坑或氧化腐蚀层,使烙铁头的刃向形状发生变化。
遇到这种情况时,可用锉刀将氧化层或凹坑锉掉。
锉成原来的形状,然后镀上锡,就可继续使用。
5、更换烙铁芯的方法
将固定烙铁心的引线螺坤松开.将引线卸下,把烙铁芯从连接杆中取出,然后将新的同规格的烙铁心插入连接杆,将引线固定在螺丝上,并注意将烙铁心的多余引线头剪掉、以防止两根引线短路。
当测量插头的两端时,如果万用表的表针指示接近零欧姆,说明有短路故障,故障点多为插头内短路,或者是防止电源引线转动螺丝脱落,致使接在烙铁心引线柱上的电源线断开而发生短路。
当发现短路故障时应及时处理,不能再次通电,以免发生意外。
6、烙铁的其他配置
使用电烙铁要配置烙铁架,一般放置在工作台右前方,电烙铁用后一定要稳妥放于烙铁架上,并注意导线等物不要碰烙铁头。
焊锡丝、助焊剂、清理烙铁头工具等
教师姓名
柳亮
实训项目四
导线的焊接
授课学时
4学时
地点
实训室
讲授内容
教学目的及要求:
1、掌握常用导线的相关知识;
2、了解焊接检验方法;
教学重点:
焊接工艺基础知识的理解
教学难点:
焊点质量的保证
教学内容:
1.常用连接导线
2.导线焊前处理
剥绝缘层、预焊
3.导线焊接
(1)导线同接线端子的连接有三种基本形式
(2)导线与导线的连接
导线之间的连接以绕焊为主,操作步骤如下
(1)去掉一定长度绝缘皮。
(2)端子上锡,穿上合适套管。
(3)绞合,施焊。
(4)趁热套上套管,冷却后套管固定在接头处。
4.屏蔽线末端处理
屏蔽线或同轴电缆末端连接对象不同处理方法也不同。
无论采用何种连接方式均不应使芯线承受压力。
锡焊基本条件
1.焊件可焊性2.焊料合格3.焊剂合适4.焊点设计合理
几种典型焊点的焊法
1.
杯形焊件焊接法
2.片状焊件的焊接方法
3.在金属板上焊导线
4.槽形、板形、柱形焊点焊接方法
焊接训练
工具:
电烙铁、每人一块单层单孔电路板、直插式元器件若干、锡丝若干。
要求:
没4人一组,每位同学每焊接5个元器件交换给同组的另外一个同学直到循环一轮。
教师姓名
柳亮
实训项目五
拆焊
授课学时
4学时
地点
实训室
讲授内容
教学目的及要求:
1、掌握焊接工艺基础知识;
2、了解焊接检验方法;
教学重点:
焊接工艺基础知识的理解
教学难点:
焊点质量的保证
教学内容:
相关知识
将印刷线路板竖起来夹住,一边用烙铁加热待拆元件的焊点,一边用镊子或尖嘴钳夹住元器件引脚轻轻拉出。
也可采用吸锡电烙铁对焊点加热的同时,把锡吸入内腔,从而完成拆焊。
在电子产品的调试和维修中常须更换一些元器件,如果方法不得当,就会破坏印制电路板,也会使换下而并没有失效的元器件无法重新使用。
一般电阻、电容、晶体管等管脚不多,且每个引脚能相对活动的元器件可用烙铁直接拆焊。
为保证拆焊的顺利进行应注意以下两点:
烙铁头加热被拆焊点时,焊料一熔化,就应及时按垂直印制板的方向拨出元器件的引脚,不管元器件的安装位置如何,都不要强拉或扭转元器件,以避免损伤印制电路板和其他元器件。
当插装新元器件之前,必须把焊盘插孔内的焊料清除干净,否则在插装新元件引脚时,将造成印制电路板的焊盘翘起。
对于多个直插式管脚的集成元件拆焊,应用吸锡电烙铁(或烙铁+吸锡器)确保吸尽每个管脚上的焊锡,也可用专用拆焊电烙铁使全部元件管脚同时加热而脱焊拔出。
借助于热风枪吹出高温热风拆焊的方法对表面贴片安装电子元器件(特别是多引脚的SMD集成电路)是适合的,但对直插式集成元件管脚拆焊未必适合。
直插管脚上的焊锡可能贯穿焊板正反两面,焊锡量也比贴片元件多,依靠单面的热风溶化焊点不够现实。
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