❶ 焊接的概念及焊接機理是什麼
1焊接的概念
焊接,就是用加熱的方式使兩件金屬物體結合起來。如果在焊接的過程中需要熔入第三種物質,則稱之為「釺焊」,所熔入的第三種物質稱為「焊料」。按焊料熔點的高低不同又將釺焊分為「硬釺焊」和「軟釺焊」,通常以450℃為界,低於450℃的稱為「軟釺焊」。電子產品安裝的所謂「焊接」就是軟釺焊的一種,主要是用錫、鉛等低熔點合金作焊料,因此俗稱「錫焊」。
2錫焊的機理
從物理學的角度來看,任何焊接都是一個「擴散」的過程,是一個在高溫下兩個或兩個以上物體表面分子相互滲透的過程。錫焊,就是讓熔化的焊料滲透到兩個被焊物體(比如元器件引腳與印刷電路板焊盤)的金屬表面分子中,然後冷凝而使之結合。
錫焊的機理可以由以下三個過程來表述。
1)浸潤
加熱後呈熔融狀態的焊料(錫鉛合金),沿著工件金屬的凹凸表面,靠毛細管的作用擴展。如果焊料和工件金屬表面足夠清潔,焊料原子與工件金屬原子就可以接近到能夠相互結合的距離,即接近原子引力相互作用的距離,上述過程稱為焊料的浸潤。
2)擴散
由於金屬原子在晶格點陣中呈熱振動狀態,所以在溫度升高時,它會從一個晶格點陣自動地轉移到其他晶格點陣,這種現象稱為擴散。錫焊時,焊料和工件金屬表面的溫度較高,焊料與工件金屬表面的原子相互擴散,在兩者界面形成新的合金。
3)界面層結晶與凝固
焊件或焊點降溫到室溫,在焊接處形成由焊料層和工件金屬表面層組成的結合結構,成為「界面層」或「合金層」。冷卻時,界面層首先以適當的合金狀態開始凝固,形成金屬結晶,而後結晶向未凝固的焊料擴展,最終形成固體焊點。
3錫焊的條件
1)被焊金屬材料必須具有可焊性
可焊性可浸潤性,它是指被焊接的金屬材料與焊錫在適當的溫度和助焊劑作用下形成良好結合的性能。在金屬材料中,金、銀、銅的可焊性較好,其中銅應用最廣,鐵、鎳次之,鋁的可焊性最差。為了便於焊接,常在較難焊接的金屬材料和合金錶面鍍上可焊性較好的金屬材料,如錫鉛合金、金、銀等。
2)被焊金屬表面應潔凈
金屬表面的氧化物和粉塵、油污等會妨礙焊料浸潤被焊金屬表面。在焊接前可用機械方法(用小刀或砂紙刮引線的表面)或化學方法(酒精等)清除這些雜質。
3)正確選用助焊劑
助焊劑的種類繁多,效果也不一樣,使用時必須根據被焊件材料的性質、表面狀況和焊接方法來選取。助焊劑的用量越大,助焊效果越好,可焊性越強,但助焊劑殘渣也越多。助焊劑殘渣不僅會腐蝕元器件,而且會使產品的絕緣性能變差,因此在錫焊完成後應進行清洗除渣。
4)正確選用焊料
錫焊工藝中使用的焊料是錫鉛合金,電子產品的裝配和維修中要用共晶合金。
5)控制好焊接溫度和時間
熱能是進行焊接必不可少的條件。熱能的作用是熔化焊料,提高工件金屬的溫度,加速原子運動,使焊料浸潤工件金屬界面,擴散到金屬界面晶格中去,形成合金層。溫度過低,則達不到上述要求而難於焊接,造成虛焊。提高錫焊的溫度雖然可以提高錫焊的速度,但溫度過高會使焊料處於非共晶狀態,加速助焊劑的分解,使焊料性能下降,還會導致印刷電路板上的焊盤脫落,甚至損壞電子元器件。合適的溫度是保證焊點質量的重要因素。在手工焊接時,控制溫度的關鍵是選用具有適當功率的電烙鐵和掌握焊接時間。根據焊接面積的大小,經過反復多次實踐才能把握好焊接工藝的這兩個要素。焊接時間過短,會使溫度太低,焊接時間過長,會使溫度太高。一般情況下,焊接時間應不超過5s。
4錫焊的質量要求
電子產品的組裝其主要任務是在印刷電路板上對電子元器件進行錫焊。焊點的個數從幾十個到成千上萬個,如果有一個焊點達不到要求,就要影響整機的質量,因此在錫焊時,必須做到以下幾點
1)電氣性能良好
高質量的焊點應是焊料與工件金屬界面形成牢固的合金層,才能保證導電性能。不能簡單地將焊料堆附在工件金屬表面而形成虛焊,這是焊接工藝中的大忌。
2)焊點要有足夠的機械強度
焊點的作用是連接兩個或兩個以上的元器件,並使電氣接觸良好。電子設備有時要工作在振動的環境中,為使焊件不松動或脫落,焊點必須具有一定的機械強度。錫鉛焊料中的錫和鉛的強度都比較低,有時在焊接較大和較重的元器件時,為了增加強度,可根據需要增加焊接面積,或將元器件引線、導線元件先行網繞、絞合、鉤接在接點上再行焊接。
3)焊點上的焊料要適量
焊點上焊料過少,不僅降低機械強度,而且由於表面氧化層逐漸加深,會導致焊點早期失效。焊點上焊料過多,既增加成本,又容易造成焊點橋連(短路),也會掩蓋焊接缺陷,所以焊點上的焊料要適量。印刷電路板焊接時,焊料布滿焊盤呈裙狀展開時最合適,如圖3-7所示。
圖3-7典型焊點的外觀
1—焊錫絲;2—電烙鐵;3—焊點剖面呈「雙曲線」;4—平滑過渡;5—半弓形凹下;6—元器件引線;7—銅箔;8—基板
4)焊點表面應光亮均勻
良好的焊點表面應光亮且色澤均勻。這主要是助焊劑中未完全揮發的樹脂成分形成的薄膜覆蓋在焊點表面,能防止焊點表面氧化。
5)焊點不應該有毛刺、空隙
焊點表面存在毛刺、空隙不僅不美觀,還會給電子產品帶來危害,尤其在高壓電路部分,將會產生尖端放電而損壞電子設備。
6)焊點表面必須清潔
焊點表面的污垢、尤其是助焊劑的有害殘留物質,如果不及時清除,酸性物質會腐蝕元器件引線、接點及印刷電路,吸潮會造成漏電甚至短路燃燒等而帶來嚴重隱患。
❷ 焊接金屬合金化的目的有幾個方面
1.補充焊接中母材由於蒸發、氧化,以及殘留等原因造成的合金損失.
2.有利於消除焊接缺陷、改善焊縫的組織和性能
3可以獲得特殊性能的堆焊層以及實現異種金屬的焊接.
❸ SMT焊接合金層是多厚
1.6mm
❹ 焊接中過渡層、復層、基層是什麼意思
復合鋼板是來由兩種材料復自合軋制而成的雙金屬板。它是由覆層(不銹鋼)和基層(碳鋼或低合金鋼)組成。接觸腐蝕介質或高溫的一面由不銹鋼板承擔,而結構所需強度和剛度則由碳鋼或低合金鋼板承擔。廣泛用於石油、化工、制葯、制鹼和航海等要求防腐和耐高溫的容器和管道等。其中以低合金鋼與奧氏體不銹鋼合成的不銹復合鋼板應用最為廣泛。
不銹復合鋼板由於化學成分和物理性能差異很大,其焊接性也存在重大差異,因而不能採用單一的焊接材料和焊接工藝進行焊接,而應將覆層和基層區別對待。
焊縫由過渡層(基層與覆層交界的部分)、基層和覆層三部分組成,各自的焊接材料選擇如下:
1)過渡層焊接材料 必須選用其鉻、鎳含量高於覆層中含量的不銹鋼焊接材料。
2)基層焊接材料 選用與基層材料單獨焊接時相同的焊接材料,並以同樣的焊接工藝焊接。
3)覆層焊接材料 原則上與單獨焊接不銹鋼時的焊接材料相同,焊接工藝也相同。
不好意思,復制的,希望能看懂,可以的話採納下
❺ 印製PCB電路板的最佳焊接方法有哪幾種
1 沾錫作用
當熱的液態焊錫溶解並滲透到被PCB焊接的金屬表面時,就稱為金屬的沾錫或金屬被沾錫。焊錫與銅的混合物的分子形成一種新的部分是銅、部分是焊錫的合金,這種溶媒作用稱為沾錫,它在各個部分之間構成分子間鍵,生成一種金屬合金共化物。良好的分子間鍵的形成是PCB焊接工藝的核心,它決定了PCB焊接點的強度和質量。只有銅的表面沒有污染,沒有由於暴露在空氣中形成的氧化膜才能沾錫,並且焊錫與工作表面需要達到適當的溫度。
2 表面張力
大家都熟悉水的表面張力,這種力使塗有油脂的金屬板上的冷水滴保持球狀,這是由於在此例中,使固體表面上液體趨於擴散的附著力小於其內聚力。用溫水和清潔劑清洗來減小其表面張力,水將浸潤塗有油脂的金屬板而向外流形成一個薄層,如果附著力大於內聚力就會發生這種情況。
錫-鉛焊錫的內聚力甚至比水更大,使焊錫呈球體,以使其表面積最小化(同樣體積情況下,球體與其他幾何外形相比具有最小的表面積,用以滿足最低能量狀態的需求)。助焊劑的作用類似於清潔劑對塗有油脂的金屬板的作用,另外,表面張力還高度依賴於表面的清潔程度與溫度,只有附著能量遠大於表面能量(內聚力)時,才能發生理想的沾錫。
3 金屬合金共化物的產生
銅和錫的金屬間鍵形成了晶粒,晶粒的形狀和大小取決於PCB焊接時溫度的持續時間和強度。PCB焊接時較少的熱量可形成精細的晶狀結構,形成具有最佳強度的優良PCB焊接點。反應時間過長,不管是由於PCB焊接時間過長還是由於溫度過高或是兩者兼有,都會導致粗糙的晶狀結構,該結構是砂礫質的且發脆,切變強度較小。
採用銅作為金屬基材,錫-鉛作為焊錫合金,鉛與銅不會形成任何金屬合金共化物,然而錫可以滲透到銅中,錫和銅的分子間鍵在焊錫和金屬的連接面形成金屬合金共化物Cu3Sn 和Cu6Sn5。
金屬合金層(n相+ε相)必須非常薄,激光PCB焊接中,金屬合金層厚度的數量級為0.1mm ,波峰焊與手工烙鐵焊中,優良PCB焊接點的金屬間鍵的厚度多數超
過0.5μm 。由於PCB焊接點的切變強度隨著金屬合金層厚度的增加而減小,故常常試著將金屬合金層的厚度保持在1μm 以下,這可以通過使PCB焊接的時間盡可能的短來實現。
金屬合金共化物層的厚度依賴於形成PCB焊接點的溫度和時間,理想的情況下,PCB焊接應在220 't約2s 內完成,在該條件下,銅和錫的化學擴散反應將產生適量的金屬合金結合材料Cu3Sn 和Cu6Sn5厚度約為0.5μm 。不充分的金屬間鍵常見於冷PCB焊接點或PCB焊接時沒有升高到適當溫度的PCB焊接點,它可能導致PCB焊接面的切斷。相反,太厚的金屬合金層,常見於過度加熱或PCB焊接太長時間的PCB焊接點,它將導致PCB焊接點抗張強度非常弱。
4 沾錫角
比焊錫的共晶點溫度高出大約35℃時,當一滴焊錫放置於熱的塗有助焊劑的表面上時,就形成了一個彎月面,在某種程度上,金屬表面沾錫的能力可通過彎月面的形狀來*估。如果焊錫彎月面有一個明顯的底切邊,形如塗有油脂的金屬板上的水珠,或者甚至趨於球形,則金屬為不可PCB焊接的。只有彎月面拉伸成一個小於30。的小角度才具有良好的PCB焊接性。
❻ 鋅鋼可以焊接嗎
不可以!
一、之所以製作出鋅鋼,就是為了避免焊接。首先來看鋅鋼的製作和性能:
鋅鋼為高溫熱浸鋅材料,熱浸鋅是指把優質鋼材投入幾千度的鋅液池中,浸泡達一定時間以後鋅液就會滲透到鋼材中,使之形成一種特殊的鋅鋼合金,熱浸鋅材料表面不經任何處理在野外環境中即可達20年不銹蝕,如:高速公路護欄、高壓電塔都是採用高溫熱浸鋅材料,其防銹長達30年之久,徹底解決了多年來防銹、美觀與安全之間的問題。
二、鋅鋼工藝
1、鋅鋼陽台護欄工藝:採用無焊連接、橫豎穿插組裝而成。相對於傳統的鐵護欄,安裝更加快捷,外表更加美觀。
2、鋅鋼陽台護欄的基材由六層組成,分別是:
(1)鋼材層(Base steel):基材,硬度值為159DPN;
(2)鋅鋼合金層(Zeta layer):最靠近基材的一層緻密合金層,構造復雜,耐腐蝕性極強,以FeZn7及FeZn13化合存在,硬度值為211DPN,含Fe為7%-11%;
(3)亞鉛層(Delta layer):顯著單斜系柱狀組織,Fe含量為6%,無毒,耐腐蝕,硬度值為179DPN;
(4)純鋅層(Eta layer):稠密六方晶系,變形加工不易破裂,鋅純度98.5%,硬度值為70DPN;
(5)高鋅磷化層:具有良好的耐腐蝕性,並增強塗膜與基材附著力;
(6)阿克蘇——諾貝爾彩色離分子高溫固化層:優異的防腐性能及抗撞擊性能,具有卓越的抗紫外、抗氧化和表面自潔性能,色澤變化率15年不超過5%。
如果一旦進行了焊接,則會將鋅鋼的局部的材料進行了改變,將鋅燒損,留下了鐵和氧化鐵,在自然環境下,通過陽光、水和空氣的綜合作用,發生電化學腐蝕,鋅鋼很快會失去耐蝕性,將變得斑駁陸離,色彩還在其次,關鍵是存在安全隱患,最後不得不更換。
❼ smt焊接時富磷層是怎樣形成的
與傳統電烙鐵焊接相比,主要區別有兩方面:1對焊料的加熱方式不同,不是用烙鐵直接加熱,而是用迴流焊(紅外熱風)或波峰焊設備;2焊料的成份不同了,SMT基本上用無鉛焊料了。SMT是更先進成熟的電子裝聯技術。