2.4.3 手工焊接技能
(1)焊接前的准备工作
做好被焊金属材料焊接处表面的焊前清洁和搪锡工作。例如,在对元器件引线表面处理时,一般是用砂纸擦去引线上的氧化层,也可以用小刀轻轻刮去引线上的氧化层、油污或绝缘漆,直到露出紫铜表面,使其上面不留一点脏物为止。清理完的元器件引线上应立即涂上少量的焊剂,然后用热的电烙铁在引线上镀上一层很薄的锡层(也可以在锡锅内进行),避免其表面重新氧化,提高元器件的可焊性,元件搪锡是防止虚焊、假焊等隐患的重要工艺步骤,切不可马虎大意。
对于有些镀金、镀银的合金引出线,不能将其镀层刮掉,可以用粗橡皮擦去表面的脏物。对于扁平形状的集成电路引线,焊前一般不做清洁处理,但要求元器件在使用前妥善保存,不要弄脏引线。
(2)焊接时的姿势和电烙铁的握法
电烙铁的握法一般有两种,第一种是常见的“握笔式”,如图2-63(a)所示。这种握法使用的电烙铁头一般是直形的,适合于小型电子设备和印制电路板的焊接。第二种握法是“拳握式”,如图2-63(b)所示。通常这种握法使用的电烙铁功率大,烙铁头一般为弯形。它适合于大型电子设备的焊接和电气设备的安装维修等。
图2-63 电烙铁的握法
因为焊接物通常是直立在工作台上的,所以一般应坐着焊接。焊接时要把桌椅的高度调整适当,挺胸端坐,操作者的鼻尖与烙铁头的距离应保持在20cm以上。
(3)手工焊接的操作
①两种焊接对象的装置方法
a.一般结构。一般结构焊接前焊点的连接方式有网绕、钩接、插接和搭接四种,如图2-64所示。采用这四种连接方式的焊接依次称为网焊、钩焊、插焊和搭焊。
图2-64 一般结构焊接前的连接方式
b.印制电路板。在印制电路板上装置的元件一般有阻容元件、晶体二极管、晶体三极管和集成电路等。图2-65为阻容元件装置。图2-66为小功率晶体管装置。图2-67为集成电路装置。
图2-65 阻容元件装置
图2-66 小功率晶体管装置
图2-67 集成电路装置
②手工焊接要领
a.带锡焊接法 这是初学者最常使用的方法。在焊接前,将准备好的元器件插入印制电路板的焊接位置,经检查无误后,在引线和印制电路板铜箔的连接处再涂上少量的焊剂,待电烙铁加热后,用烙铁头的刃口沾带上适量的焊锡,沾带的焊锡的多少,要根据焊点的大小而定。焊接时要注意烙铁头的刃口与焊接印制电路板的角度,如图2-68所示。如果烙铁头的刃口与印制电路板的角度θ小,则焊点大;如果角度θ大,则焊点小。焊接时要将烙铁头的刃口确实接触印制电路板上的铜箔焊点与元件引线。
图2-68 烙铁头刃口与印制电路板的角度
b.点锡焊接法 把准备好的元器件插入印制电路板的焊接位置。调整好元器件的高度,逐个点涂上焊剂,右手握着电烙铁(采用握笔式),将烙铁头的刃口放在元器件的引线焊接位置,固定好烙铁头刃口与印制电路板的角度。左手捏着焊锡丝,用它的一端去接触焊点位置上的烙铁刃口与元器件引线的接触点,根据焊点的大小来控制焊锡的多少。这种点锡焊接法必须左、右手配合(如图2-69所示)才能保证焊接的质量。
图2-69 点锡焊接法
③烙铁温度和焊接时间要适当 不同的焊接对象,需要烙铁头的工作温度不同。焊接温度实际上要比焊料熔点高,但也不是越高越好。如果烙铁头温度过高,焊锡则易滴淌,使焊接点上存不住锡,还会使被焊金属表面与焊料加速氧化,焊剂焦化,焊点不足以形成合金,润湿不良。如果烙铁头温度过低,焊锡流动性差,易凝固,会出现焊锡拉接现象,焊点内存在杂质残留物,甚至会出现假焊、虚焊现象,严重影响焊接质量。通常情况下,焊接导线接头时的工作温度以360~480℃为宜;焊接印制电路板导线上的元件时,一般以430~450℃为宜。因为过量的热量会降低铜箔的粘接力,甚至会使铜箔脱落。焊接细线条印制电路板或极细导线时,烙铁头工作温度应在290~370℃为宜;而在焊接热敏元器件时,其温度至少需要480℃,这样才能保证烙铁头接触器件的时间尽可能短。
焊接时判断烙铁头的温度是否合适,可采用一种简单可行的方法,这就是当烙铁头碰到松香时,有“刺”的声音,说明温度合适;如果没有声音,仅能使松香勉强熔化,说明温度过低;如果烙铁头一碰到松香,冒烟过多,说明温度太高。
不同功率的电烙铁,工作温度差别较大,通常情况下, 电源电压在220V时,20W电烙铁的工作温度约为290~400℃;40W电烙铁的工作温度约为400~510℃。焊接时一定要选择好合适的电烙铁。
焊接时,在2~5s内使焊点达到规定温度,而且在焊好时,热量不至于大量散失,这样才能保证焊点的质量和元器件的安全。初学者往往担心自己焊接得不牢固,焊接时间过长,这样做会使焊接的元器件因过热而损坏。但也有的初学者怕把元件烫坏,在焊接时烙铁头就像蜻蜓点水一样,轻轻点几下就离开焊接位置。虽然焊点上也留有焊锡,但这样的焊接是不牢固的,容易造成假焊或虚焊。
④掌握好焊点形成的火候 焊接是靠热量而不是靠用力使焊锡熔化的,所以焊接时不要将烙铁头在焊点上来回用力磨动,应将烙铁头的搪锡面紧贴焊点,焊锡全部熔化并因表面张力紧缩而使表面光滑后,轻轻转动烙铁头带去多余焊锡,从斜上方45°的方向迅速脱开,留下一个光亮、圆滑的焊点。烙铁头脱开后,焊锡不会立即凝固,要注意不能移动焊件,焊件应夹牢,要扶稳不晃。如果焊锡在凝固过程中,焊件晃动了,焊锡会凝成粒状,或附着不牢固,形成虚焊。也不能向焊锡吹气散热,应使其慢慢冷却凝固。烙铁头脱开后,如果使焊点带上锡峰,这是焊接时间过长,焊剂气化引起的,这时应重新焊接。
⑤其他注意事项
a.使用前应检查电源线是否良好,有无被烫伤;
b.焊接电子类元件(特别是集成块)时,应采用防漏电等安全措施;
c.当焊头因氧化而不“吃锡”时,不可硬烧;
d.当焊头上锡较多不便焊接时,不可甩锡,不可敲击;
e.焊接完毕,应拔去电源插头,将电烙铁置于金属支架上,防止烫伤或火灾发生;
f.焊接电子元器件时,最好选用低温焊丝,头部涂上层薄锡后再焊接。焊接电力晶体管、功率场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管等器件时,应将电烙铁电源线插头拔下,利用余热去焊接,以免温度过高,将其损坏。