21324P11曹政畢業(yè)設(shè)計論文

1、 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 21324P11 系部 機電學(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，

2、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Title : Analysis of manual welding technology Abstract:With the rapid development of electronic technology, mass production of electronic products

3、has been less manual welding, but in the maintenance of electronic products, debugging, it is inevitable that the use of manual welding. Manual welding in the operation of a slight mistake will damage the components, or cause welding defects, which led to the failure of welding, the circuit can not

4、be normal operation. Therefore, manual welding as an electronic engineering and technical personnel of the basic skills must be mastered.At first, this paper introduces the basic knowledge of manual welding technique, and manual welding process are analyzed in detail. Then an overview of commonly us

5、ed components welding method; the analysis of the influence of the welding quality of main factors, and the common welding defects and put forward the corresponding solutions.keywords:Manual welding; welding technology; welding method; quality analysis目錄1 引言12 手工焊接技術(shù)概述12.1 焊接的基本原理12.2 手工焊接材料12.3 手工焊

6、接工具23 手工焊接工藝過程43.1 焊接前的準(zhǔn)備工作43.2 電子元器件的插裝43.3 焊接工具的拿握方法63.4 手工焊接的五步法74 常用元器件的焊接方法84.1導(dǎo)線與接線端子的焊接84.2 PCB板上的焊接84.3 易損元器件的焊接95 手工焊接質(zhì)量分析95.1影響焊接質(zhì)量的因素95.2 手工焊接常見焊接缺陷分析10結(jié)論11致謝12參考文獻(xiàn)12 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

7、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2.1 焊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

8、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。2.2 手工焊接材料2.2.1 焊料 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、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（Sn）與低熔點金屬鉛（Pb）所組成的合金，也是焊接的主要材料。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

9、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(Sb)、鈕(Bi)、銀(A8)等。2.2.2 助焊劑助焊劑的作用是清除PCB板銅箔、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、無機和松香樹脂助焊劑等。其中無機焊劑活性最強，有機焊機活性次之，應(yīng)用最廣泛的是松香助焊劑，活性最差。 2.3 手工焊接工具2.3.1 電烙鐵 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

10、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、100W等等，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、50

11、W 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。2.3.2 電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2OW的電烙鐵在焊接晶體管、集成電

12、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。2.3.3 電烙鐵使用注意事項（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10M。； （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

13、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。2.3.5 手工焊接所需要的其他工具 （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，保護得當(dāng)。 （4）各種輔助工具：尖嘴鉗、偏口鉗、鑷子

14、、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3.1 焊接前的準(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PCB板的裝配圖，檢查元器件型號、規(guī)格是否符合要求。3.2 電子元器件的插裝3.2.1元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1.5mm以上為宜，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

15、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 3.2.2 元器件插裝原則（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。（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。3.2.3 元器件插裝方式（1） 俯臥式：如圖4所示，元器件平行的放置于PCB板上方，靠

16、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PCB板上。 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PCB板上，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3.2.4 長短腳的插焊方式（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。(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3.3 焊接工具的拿握方法3.3.1 電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

17、證工作質(zhì)量、效率。一般情況下，電烙鐵到鼻子應(yīng)不少于20cm，最好控制在30cm左右。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PCB板時，我們多數(shù)采用握筆法。3.3.2 焊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

18、。（a）連續(xù)錫焊時 （b）斷續(xù)錫焊時圖10 焊錫絲的拿法3.4 手工焊接的五步法（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

19、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PCB板上的小焊盤，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。4 常用元器件的焊接方法4.1導(dǎo)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。4.1.1 導(dǎo)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。 4.1.2 導(dǎo)線與接線端子的焊接方法 （1）鉤焊：如圖

20、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4.2 PCB板上的焊接4.2.1 PCB板焊接注意事項 （1）加熱時，要同時兼顧PCB板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。(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

21、。4.2.2 PCB板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。4.

22、3 易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)臏囟冗M(jìn)行焊接。對于熱敏元件，可以用蘸酒精的棉球來保護元器件根部。5 手工焊接質(zhì)量分析5.1影響焊接質(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

23、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。5.2 手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a. 加熱時間過長，助焊劑過少b. 烙鐵撤離角度不當(dāng)熟練焊接方式方法，及時正確撤離烙鐵

24、冷焊表面呈豆腐渣狀顆粒，可能有裂紋強度低，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a. 焊錫過多b. 烙鐵撤離角度不當(dāng)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，粗糙焊盤強度降低，容易剝落a. 電烙鐵功率過大b. 加熱時間過長焊接時控制時間，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a. 引腳未清潔、未鍍錫或已經(jīng)氧化b. PCB板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銅箔翹起銅箔有脫落起翹等現(xiàn)象PCB板損壞a. 溫度過高b. 焊接時間過長調(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)凹陷機械強度不足a. 焊錫絲撤離過早b. 助焊劑不足c. 焊接時間短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)人員，只有掌握了焊接基礎(chǔ)，才能適應(yīng)現(xiàn)在的科