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焊接合金层是什么

发布时间:2023-01-14 21:17:49

❶ 焊接的概念及焊接机理是什么

1焊接的概念
焊接,就是用加热的方式使两件金属物体结合起来。如果在焊接的过程中需要熔入第三种物质,则称之为“钎焊”,所熔入的第三种物质称为“焊料”。按焊料熔点的高低不同又将钎焊分为“硬钎焊”和“软钎焊”,通常以450℃为界,低于450℃的称为“软钎焊”。电子产品安装的所谓“焊接”就是软钎焊的一种,主要是用锡、铅等低熔点合金作焊料,因此俗称“锡焊”。
2锡焊的机理
从物理学的角度来看,任何焊接都是一个“扩散”的过程,是一个在高温下两个或两个以上物体表面分子相互渗透的过程。锡焊,就是让熔化的焊料渗透到两个被焊物体(比如元器件引脚与印刷电路板焊盘)的金属表面分子中,然后冷凝而使之结合。
锡焊的机理可以由以下三个过程来表述。
1)浸润
加热后呈熔融状态的焊料(锡铅合金),沿着工件金属的凹凸表面,靠毛细管的作用扩展。如果焊料和工件金属表面足够清洁,焊料原子与工件金属原子就可以接近到能够相互结合的距离,即接近原子引力相互作用的距离,上述过程称为焊料的浸润。
2)扩散
由于金属原子在晶格点阵中呈热振动状态,所以在温度升高时,它会从一个晶格点阵自动地转移到其他晶格点阵,这种现象称为扩散。锡焊时,焊料和工件金属表面的温度较高,焊料与工件金属表面的原子相互扩散,在两者界面形成新的合金。
3)界面层结晶与凝固
焊件或焊点降温到室温,在焊接处形成由焊料层和工件金属表面层组成的结合结构,成为“界面层”或“合金层”。冷却时,界面层首先以适当的合金状态开始凝固,形成金属结晶,而后结晶向未凝固的焊料扩展,最终形成固体焊点。
3锡焊的条件
1)被焊金属材料必须具有可焊性
可焊性可浸润性,它是指被焊接的金属材料与焊锡在适当的温度和助焊剂作用下形成良好结合的性能。在金属材料中,金、银、铜的可焊性较好,其中铜应用最广,铁、镍次之,铝的可焊性最差。为了便于焊接,常在较难焊接的金属材料和合金表面镀上可焊性较好的金属材料,如锡铅合金、金、银等。
2)被焊金属表面应洁净
金属表面的氧化物和粉尘、油污等会妨碍焊料浸润被焊金属表面。在焊接前可用机械方法(用小刀或砂纸刮引线的表面)或化学方法(酒精等)清除这些杂质。
3)正确选用助焊剂
助焊剂的种类繁多,效果也不一样,使用时必须根据被焊件材料的性质、表面状况和焊接方法来选取。助焊剂的用量越大,助焊效果越好,可焊性越强,但助焊剂残渣也越多。助焊剂残渣不仅会腐蚀元器件,而且会使产品的绝缘性能变差,因此在锡焊完成后应进行清洗除渣。
4)正确选用焊料
锡焊工艺中使用的焊料是锡铅合金,电子产品的装配和维修中要用共晶合金。
5)控制好焊接温度和时间
热能是进行焊接必不可少的条件。热能的作用是熔化焊料,提高工件金属的温度,加速原子运动,使焊料浸润工件金属界面,扩散到金属界面晶格中去,形成合金层。温度过低,则达不到上述要求而难于焊接,造成虚焊。提高锡焊的温度虽然可以提高锡焊的速度,但温度过高会使焊料处于非共晶状态,加速助焊剂的分解,使焊料性能下降,还会导致印刷电路板上的焊盘脱落,甚至损坏电子元器件。合适的温度是保证焊点质量的重要因素。在手工焊接时,控制温度的关键是选用具有适当功率的电烙铁和掌握焊接时间。根据焊接面积的大小,经过反复多次实践才能把握好焊接工艺的这两个要素。焊接时间过短,会使温度太低,焊接时间过长,会使温度太高。一般情况下,焊接时间应不超过5s。
4锡焊的质量要求
电子产品的组装其主要任务是在印刷电路板上对电子元器件进行锡焊。焊点的个数从几十个到成千上万个,如果有一个焊点达不到要求,就要影响整机的质量,因此在锡焊时,必须做到以下几点
1)电气性能良好
高质量的焊点应是焊料与工件金属界面形成牢固的合金层,才能保证导电性能。不能简单地将焊料堆附在工件金属表面而形成虚焊,这是焊接工艺中的大忌。
2)焊点要有足够的机械强度
焊点的作用是连接两个或两个以上的元器件,并使电气接触良好。电子设备有时要工作在振动的环境中,为使焊件不松动或脱落,焊点必须具有一定的机械强度。锡铅焊料中的锡和铅的强度都比较低,有时在焊接较大和较重的元器件时,为了增加强度,可根据需要增加焊接面积,或将元器件引线、导线元件先行网绕、绞合、钩接在接点上再行焊接。
3)焊点上的焊料要适量
焊点上焊料过少,不仅降低机械强度,而且由于表面氧化层逐渐加深,会导致焊点早期失效。焊点上焊料过多,既增加成本,又容易造成焊点桥连(短路),也会掩盖焊接缺陷,所以焊点上的焊料要适量。印刷电路板焊接时,焊料布满焊盘呈裙状展开时最合适,如图3-7所示。

图3-7典型焊点的外观
1—焊锡丝;2—电烙铁;3—焊点剖面呈“双曲线”;4—平滑过渡;5—半弓形凹下;6—元器件引线;7—铜箔;8—基板
4)焊点表面应光亮均匀
良好的焊点表面应光亮且色泽均匀。这主要是助焊剂中未完全挥发的树脂成分形成的薄膜覆盖在焊点表面,能防止焊点表面氧化。
5)焊点不应该有毛刺、空隙
焊点表面存在毛刺、空隙不仅不美观,还会给电子产品带来危害,尤其在高压电路部分,将会产生尖端放电而损坏电子设备。
6)焊点表面必须清洁
焊点表面的污垢、尤其是助焊剂的有害残留物质,如果不及时清除,酸性物质会腐蚀元器件引线、接点及印刷电路,吸潮会造成漏电甚至短路燃烧等而带来严重隐患。

❷ 焊接金属合金化的目的有几个方面

1.补充焊接中母材由于蒸发、氧化,以及残留等原因造成的合金损失.
2.有利于消除焊接缺陷、改善焊缝的组织和性能
3可以获得特殊性能的堆焊层以及实现异种金属的焊接.

❸ SMT焊接合金层是多厚

1.6mm

❹ 焊接中过渡层、复层、基层是什么意思

复合钢板是来由两种材料复自合轧制而成的双金属板。它是由覆层(不锈钢)和基层(碳钢或低合金钢)组成。接触腐蚀介质或高温的一面由不锈钢板承担,而结构所需强度和刚度则由碳钢或低合金钢板承担。广泛用于石油、化工、制药、制碱和航海等要求防腐和耐高温的容器和管道等。其中以低合金钢与奥氏体不锈钢合成的不锈复合钢板应用最为广泛。
不锈复合钢板由于化学成分和物理性能差异很大,其焊接性也存在重大差异,因而不能采用单一的焊接材料和焊接工艺进行焊接,而应将覆层和基层区别对待。
焊缝由过渡层(基层与覆层交界的部分)、基层和覆层三部分组成,各自的焊接材料选择如下:
1)过渡层焊接材料 必须选用其铬、镍含量高于覆层中含量的不锈钢焊接材料。
2)基层焊接材料 选用与基层材料单独焊接时相同的焊接材料,并以同样的焊接工艺焊接。
3)覆层焊接材料 原则上与单独焊接不锈钢时的焊接材料相同,焊接工艺也相同。
不好意思,复制的,希望能看懂,可以的话采纳下

❺ 印制PCB电路板的最佳焊接方法有哪几种

1 沾锡作用

当热的液态焊锡溶解并渗透到被PCB焊接的金属表面时,就称为金属的沾锡或金属被沾锡。焊锡与铜的混合物的分子形成一种新的部分是铜、部分是焊锡的合金,这种溶媒作用称为沾锡,它在各个部分之间构成分子间键,生成一种金属合金共化物。良好的分子间键的形成是PCB焊接工艺的核心,它决定了PCB焊接点的强度和质量。只有铜的表面没有污染,没有由于暴露在空气中形成的氧化膜才能沾锡,并且焊锡与工作表面需要达到适当的温度。

2 表面张力

大家都熟悉水的表面张力,这种力使涂有油脂的金属板上的冷水滴保持球状,这是由于在此例中,使固体表面上液体趋于扩散的附着力小于其内聚力。用温水和清洁剂清洗来减小其表面张力,水将浸润涂有油脂的金属板而向外流形成一个薄层,如果附着力大于内聚力就会发生这种情况。

锡-铅焊锡的内聚力甚至比水更大,使焊锡呈球体,以使其表面积最小化(同样体积情况下,球体与其他几何外形相比具有最小的表面积,用以满足最低能量状态的需求)。助焊剂的作用类似于清洁剂对涂有油脂的金属板的作用,另外,表面张力还高度依赖于表面的清洁程度与温度,只有附着能量远大于表面能量(内聚力)时,才能发生理想的沾锡。

3 金属合金共化物的产生

铜和锡的金属间键形成了晶粒,晶粒的形状和大小取决于PCB焊接时温度的持续时间和强度。PCB焊接时较少的热量可形成精细的晶状结构,形成具有最佳强度的优良PCB焊接点。反应时间过长,不管是由于PCB焊接时间过长还是由于温度过高或是两者兼有,都会导致粗糙的晶状结构,该结构是砂砾质的且发脆,切变强度较小。

采用铜作为金属基材,锡-铅作为焊锡合金,铅与铜不会形成任何金属合金共化物,然而锡可以渗透到铜中,锡和铜的分子间键在焊锡和金属的连接面形成金属合金共化物Cu3Sn 和Cu6Sn5。

金属合金层(n相+ε相)必须非常薄,激光PCB焊接中,金属合金层厚度的数量级为0.1mm ,波峰焊与手工烙铁焊中,优良PCB焊接点的金属间键的厚度多数超

过0.5μm 。由于PCB焊接点的切变强度随着金属合金层厚度的增加而减小,故常常试着将金属合金层的厚度保持在1μm 以下,这可以通过使PCB焊接的时间尽可能的短来实现。

金属合金共化物层的厚度依赖于形成PCB焊接点的温度和时间,理想的情况下,PCB焊接应在220 't约2s 内完成,在该条件下,铜和锡的化学扩散反应将产生适量的金属合金结合材料Cu3Sn 和Cu6Sn5厚度约为0.5μm 。不充分的金属间键常见于冷PCB焊接点或PCB焊接时没有升高到适当温度的PCB焊接点,它可能导致PCB焊接面的切断。相反,太厚的金属合金层,常见于过度加热或PCB焊接太长时间的PCB焊接点,它将导致PCB焊接点抗张强度非常弱。

4 沾锡角

比焊锡的共晶点温度高出大约35℃时,当一滴焊锡放置于热的涂有助焊剂的表面上时,就形成了一个弯月面,在某种程度上,金属表面沾锡的能力可通过弯月面的形状来*估。如果焊锡弯月面有一个明显的底切边,形如涂有油脂的金属板上的水珠,或者甚至趋于球形,则金属为不可PCB焊接的。只有弯月面拉伸成一个小于30。的小角度才具有良好的PCB焊接性。

❻ 锌钢可以焊接吗

不可以!

一、之所以制作出锌钢,就是为了避免焊接。首先来看锌钢的制作和性能:
锌钢为高温热浸锌材料,热浸锌是指把优质钢材投入几千度的锌液池中,浸泡达一定时间以后锌液就会渗透到钢材中,使之形成一种特殊的锌钢合金,热浸锌材料表面不经任何处理在野外环境中即可达20年不锈蚀,如:高速公路护栏、高压电塔都是采用高温热浸锌材料,其防锈长达30年之久,彻底解决了多年来防锈、美观与安全之间的问题。
二、锌钢工艺
1、锌钢阳台护栏工艺:采用无焊连接、横竖穿插组装而成。相对于传统的铁护栏,安装更加快捷,外表更加美观。
2、锌钢阳台护栏的基材由六层组成,分别是:
(1)钢材层(Base steel):基材,硬度值为159DPN;
(2)锌钢合金层(Zeta layer):最靠近基材的一层致密合金层,构造复杂,耐腐蚀性极强,以FeZn7及FeZn13化合存在,硬度值为211DPN,含Fe为7%-11%;
(3)亚铅层(Delta layer):显著单斜系柱状组织,Fe含量为6%,无毒,耐腐蚀,硬度值为179DPN;
(4)纯锌层(Eta layer):稠密六方晶系,变形加工不易破裂,锌纯度98.5%,硬度值为70DPN;
(5)高锌磷化层:具有良好的耐腐蚀性,并增强涂膜与基材附着力;
(6)阿克苏——诺贝尔彩色离分子高温固化层:优异的防腐性能及抗撞击性能,具有卓越的抗紫外、抗氧化和表面自洁性能,色泽变化率15年不超过5%。

如果一旦进行了焊接,则会将锌钢的局部的材料进行了改变,将锌烧损,留下了铁和氧化铁,在自然环境下,通过阳光、水和空气的综合作用,发生电化学腐蚀,锌钢很快会失去耐蚀性,将变得斑驳陆离,色彩还在其次,关键是存在安全隐患,最后不得不更换。

❼ smt焊接时富磷层是怎样形成的

与传统电烙铁焊接相比,主要区别有两方面:1对焊料的加热方式不同,不是用烙铁直接加热,而是用回流焊(红外热风)或波峰焊设备;2焊料的成份不同了,SMT基本上用无铅焊料了。SMT是更先进成熟的电子装联技术。

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