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【知识分享】电烙铁电工必备的锡焊工具

  电烙铁是电工必各的锡焊工具,它是用电来加热电阻丝或PTC加热元件,并将热量传送给烙铁头来实现焊接的。在实验性的焊接操作、数量小的产品焊接和调试维修等方面被广泛地使用。

  (1)电烙铁的分类和基本结构 电烙铁的种类很多,从结构上可分为内热式和外热式两种,如图1所示。从容量上分,有20W、25W、35W、45W、75W、100W以至500W等多种规格。根据电烙铁的功能又可分为恒温式、调温式、双温式、带吸锡功能式及无绳式等。焊接时可根据焊接对象来选择电烙铁的类型和功率。当焊接集成电路时,可选用内热式20W电烙铁;当焊接电子管或体积较大的元器件时,应选用功率较大的外热式电烙铁;有特殊要求时,可根据具体情况而定,一般以恒温式电烙铁为佳。

  内热式电烙铁的烙铁芯插在烙铁头的内部,直接对烙铁头加热,体积小,热效率高,通电几十秒内即可化锡焊接。外热式电烙铁的烙铁头套在烙铁芯外,体积比较大,热效率低,通电以后烙铁头化锡时间长达几分钟。

  1.1O一烙铁头;2.11一烙铁芯;3.12一外壳;4一卡箍;5一手柄;6一接线一电源线一紧固螺钉

  虽然各种类型的电烙铁结构有所不同,但其内部结构都是由发热部分、储热部分和手柄三部分组成。

  发热部分。也叫加热部分、加热器,或者称为能量转换部分,俗称烙铁芯子。发热部分的作用是将电能转换成热能。

  储热部分。电烙铁的储热部分就是通常所说的烙铁头,它在得到发热部分传来的热量后,温度逐渐上升,并把热量积蓄起来。通常采用紫铜或铜合金作烙铁头。

  手柄部分。电烙铁的手柄部分是直接同操作人员接触的部分,它应便于操作人员进行灵活、舒适地操作。手柄一般由木料、胶木或耐高温塑料加工而成,通常做成直式和手枪式两种形状。

  图2所示为带温度补偿功能的恒温式电烙铁,当烙铁头实际温度与设定温度有误差时,只需输人补偿值,即能自动补偿烙铁头温度。

  该类型电烙铁为24V低压输出,具有稳定的接地阻抗,能绝对保护敏感元件及工作人员的安全;采用插卡式温度控制,能防止随意改动焊接温度;智能数码操作,微电脑软件以0.005s实时跟踪烙铁头的温度,温度特别稳定;其附加的控制装置上带有烙铁头温度的数字显示(简称数显)装置,显示温度最高可达400℃。

  此类型电烙铁的烙铁头不仅能恒温,而且可以防静电、防感应电,能直接焊CMOS器件,还具有设定下限功能;能有效控制焊接出现焊点虚焊、假焊;具有故障报警以及提示功能,如机件、发热芯、电路板等发生故障时,会自动故障报警,提示工作人员进行检查。

  (2)电烙铁的正确使用方法 电烙铁在使用前,要用万用表“R×1k”挡检查一下插头之间的电阻值,阻值大约应在2~3kΩ。再用万用表“R×1k”挡检查一下插头与金属外壳之间电阻值,万用表指针应该不动,否则应该彻底检查该电烙铁。

  在使用新的电烙铁前,可用锉刀锉一下烙铁头,接通电源后等待片刻,烙铁头的颜色便会变化,这表明烙铁发热了。然后,在烙铁头上镀上一层锡,使烙铁头不易被氧化。在使用中,应使烙铁头保持清洁,并保证烙铁头上始终有焊锡。

  使用电烙铁时,其温度太低会熔化不了焊锡,或者使焊点未完全熔化而焊不牢;太高又会使电烙铁“烧死”。另外,要控制好焊接的时间,电烙铁停留的时间太短,焊锡不易完全熔化、接触,易形成“虚焊”;而焊接时间太长又容易损坏元器件或使印制电路板的铜箔翘起。一般1~ZS内要焊好一个焊点,若没完成,应等一会儿再焊一次。焊接时电烙铁不能移动,要先选好接触焊点的位置,再用烙铁头的搪锡面去接触焊点。在选用220V交流电源的电烙铁时,要特别注意安全。

  焊接完成后,要用酒精把电路板上残余的助焊剂清洗干净,以防碳化后的助焊剂影响电路正常工作。

  (3)焊接工艺 在电子制作中,必然会遇到焊接电路和元器件,焊接的质量对制作的质量影响极大。所以,学习电子制作技术,必须掌握焊接技术。

  焊前处理。焊接前,应对元器件端子或电路板的焊接部位进行焊接处理,一般有“刮”、“镀”、“测”三个步骤。

  “刮”就是在焊接前做好焊接部位的清洁工作,一般采用的工具是小刀和细砂纸。对于集成电路的端子,焊前一般不做清洁处理,但应保证端子清洁。对于自制的印制电路板,应首先用细砂纸将铜箔表面擦亮,并清理印制电路板上的污垢,再涂上松香酒精溶液或助焊剂后,方可使用。对于镀金银的合金引出线,不能把镀层刮掉,可用橡皮擦去表面脏物。

  “镀”就是在元器件刮净的部位镀锡,具体做法是蘸松香酒精溶液涂在元器件刮净的部位,再将带锡的热烙铁头压在元器件上,并转动元器件,使其均匀地镀上一层很薄的锡层。若是多股金属丝的导线,打光后应先拧在一起,然后再镀锡。

  “刮”完的元器件引线上应立即涂上少量的助焊剂,然后用电烙铁在引线上镀一层很薄的锡层,避免其表面重新氧化,以提高元器件的可焊性。

  “测”就是在“镀”之后,利用万用表检测所有镀锡的元器件质量是否可靠,若有质量不可靠或已损坏的元器件,应用同规格元器件替换。

  操作步骤。作好焊前处理之后,就可正式进行焊接了。焊接时要注意不同的焊接对象,其需要的电烙铁工作温度也不相同。判断烙铁头的温度时,可将电烙铁碰触松香,若碰触时有“吱吱”的声音,则说明温度合适;若没有声音,仅能使松香勉强熔化,则说明温度低;若烙铁头一碰上松香就大量冒烟,则说明温度太高。

  b.在烙铁头上的助焊剂尚未挥发完时,将烙铁头和焊锡丝同时接触焊点,开始熔化焊锡。

  焊接过程的时间一般以2~3s为宜,焊接集成电路时,要严格控制焊料和助焊剂的用量。为了避免因电烙铁绝缘不良或内部发热器对外壳的感应电压损坏集成电路,实际应用中常采用拔下电烙铁的电源插头趁热焊接的方法。

  虚焊与焊接质量。焊接时,应保证每个焊点焊接牢固、接触良好。合格焊点如图3(a)、图3(d)所示,其锡点光亮,圆滑而无毛刺,锡量适中,锡和被焊物融合牢固,没有虚焊和假焊。

  虚焊就是虚假的焊接,是指焊点处只有少量锡,表面上好像焊住了,但实际上并没有焊上,造成接触不良,时通时断,有时用手一拔,引线就可以从焊点中拔出。由这种虚焊点引起的故障时有时无,不易查找。

  a.保证金属表面清洁。若焊件或焊点表面有锈渍、污垢或氧化物,应在焊接之前用刀刮或砂纸打磨,直至露出光亮金属,才能给焊件或焊点表面镀上锡。

  b.掌握温度。为了使温度适当,应根据元器仵大小选用功率合适的电烙铁,并注意掌握加热时间。若用功率小的电烙铁去焊接大型元器件或在金属底板上焊接地线,易形成虚焊。

  烙铁头带着焊锡压在焊接处加热被焊物时,如有焊锡从烙铁头上自动散落到被焊物上,则说明加热时间已够,此时迅速移开烙铁头,被焊处留下-个圆滑的焊点。若移开电烙铁后,被焊处一点焊锡没留或留下很少,则说明加热时间太短、温度不够或被焊物太脏;若移开电烙铁前,焊锡就往下流,则表明加热时间太长,温度过高。

  c.上锡适量。根据焊件或焊点的大小来决定电烙铁蘸取的锡量。锡的蘸取量以使焊锡足够包裹住被焊物,形成一个大小合适且圆滑的焊点为宜。若-次上锡不够,可再补上,但需待前次上的锡一同被熔化后再移开电烙铁。

  d.选用合适的助焊剂。助焊剂的作用是提高焊料的流动性,防止焊接面氧化,起到助焊和保护作用。焊接电子元器件时,应尽量避免使用焊锡膏。比较好的助焊剂是松香制成的松香酒精溶液,焊接时,在被焊处滴上一点即可。

  e.先镀后焊。对于不易焊接的材料,应采用先镀后焊的方法,例如,对于不易焊接的铝质零件,可先给其表面镀上一层铜或者银,然后再进行焊接。具体做法是,先将一些CuSO4(硫酸铜)或AgNO3(石肖酸银)加水配制成浓度为20%左右的溶液。再把吸有上述溶液的棉球置于用细砂纸打磨光滑的铝件上面,也可将铝件直接浸于溶液中。由于溶液里的铜离子或银离子与铝发生置换反应,大约2Omin后,在铝件表面便会析出一层薄薄的金属铜或者银。用海绵将铝件上的溶液吸干净,置于灯下烘烤至表面完全干燥。完成以上工作后,在其上涂上有松香的酒精溶液,便可直接焊接。

  注意,该法同样适用于铁件及某些不易焊接的合金。溶液用后应盖好并置于阴凉处保存。当溶液浓度随着使用次数的增加而不断下降时,应重新配制。溶液具有一定的腐蚀性,应尽量避免与皮肤或其他物品接触。