锡焊理论
焊锡焊接原理
焊锡焊接原理
焊锡焊接原理是一种通过加热至熔化状态并利用焊锡作为填充材料在金属表面形成焊点的方法。
焊接是通过热量的传递来熔化感应部分金属，然后将填料–焊锡涂覆在接头处，让焊锡填充接头间的间隙并形成金属连接。
焊接时要掌握以下原理：
1. 焊锡熔点原理：焊锡的熔点一般较低，通常为183°C至215°C之间。
在焊接过程中，应根据不同的工作温度选择合适的焊锡。
2. 流动性原理：焊锡具有良好的流动性，可以通过正确的加热控制从一侧流入接头的间隙中，并在冷凝后形成牢固连接的焊点。
3. 清洁原理：焊锡焊接的表面必须充分清洁，以确保焊接接触表面的干净和金属杂质的去除，从而提高焊点质量和强度。
4. 熔化和冷凝硬化原理：焊锡在加热后熔化，并在焊接部位冷却时重新凝固和硬化，形成一个稳定和牢固的焊接点。
5. 熔化温度控制原理：焊锡熔化温度应控制在合适的范围内，过高的温度会导致焊接点烧结或烧毁，而过低的温度会导致焊接点不牢固。
通过掌握以上焊锡焊接原理，能够有效实现金属件的连接和修复。
在实际操作中，还应注意焊接设备和工具的选择与使用，
以及焊接的硬度、焊缝形状、焊接时间和热量的控制，来提高焊点的质量和强度。
锡焊的原理
锡焊的原理锡焊是一种常见的金属连接方法，它利用熔化的锡来连接金属部件。
锡焊的原理可以简单描述为将熔化的锡填充到需要连接的金属表面，然后让锡冷却凝固，形成牢固的连接。
在实际应用中，锡焊的原理涉及到一系列物理和化学过程，下面将对锡焊的原理进行详细介绍。
首先，锡焊的原理涉及到熔化的锡。
锡的熔点相对较低，约为232摄氏度，这使得锡在焊接过程中能够迅速熔化并填充到金属表面的微小间隙中。
熔化的锡具有良好的流动性，能够在金属表面形成均匀的涂层，从而实现金属部件的连接。
其次，锡焊的原理还涉及到金属表面的清洁和预处理。
在进行锡焊之前，需要确保金属表面是干净的、无油污和氧化物。
通常会使用化学溶剂或机械方法清洁金属表面，以确保锡能够充分润湿金属表面并形成牢固的连接。
另外，锡焊的原理还涉及到焊接温度和热量传导。
在进行锡焊时，需要控制焊接温度，使得锡能够熔化而不使金属部件发生变形或损坏。
同时，热量传导也是锡焊原理中重要的一环，它影响着锡的流动性和润湿性，从而影响焊接质量。
此外，锡焊的原理还涉及到金属材料的选择和匹配。
不同的金属材料对锡焊的适用性有所不同，有些金属材料需要特殊的焊接工艺和焊接材料。
因此，在进行锡焊时，需要根据金属材料的特性来选择合适的锡焊工艺和材料，以确保焊接质量。
最后，锡焊的原理还涉及到焊接接头的设计和准备。
焊接接头的设计和准备对于锡焊的质量和稳定性至关重要。
合理的接头设计能够提高焊接面积和接触面积，从而增加焊接强度和稳定性。
总的来说，锡焊的原理涉及到熔化的锡、金属表面的清洁和预处理、焊接温度和热量传导、金属材料的选择和匹配以及焊接接头的设计和准备。
这些因素共同作用，确保了锡焊能够实现金属部件的牢固连接。
通过对锡焊原理的深入了解，可以更好地掌握锡焊技术，提高焊接质量和效率。
焊锡技术锡焊的基本认知
焊锡技术锡焊的基本认知引言焊接是一种常见的金属连接技术，它通过加热两个金属表面并使用一种称为焊料的材料将它们连接在一起。
锡焊是一种常用的焊接方法，它使用锡作为焊料。
在本文中，我们将讨论焊锡技术中的一些基本认知，包括锡焊的原理、工具和材料。
1. 锡焊的原理焊锡的原理基于金属之间的相互扩散。
当加热金属表面并应用锡焊时，锡会熔化并与金属表面接触。
锡与金属之间会发生相互扩散，形成一个均匀的焊接接合区。
这种焊接接合区的形成使得两个金属表面能够牢固地连接在一起。
2. 锡焊的工具和材料2.1 锡焊工具在进行锡焊之前，我们需要准备以下工具：•焊台：用于提供加热金属的热源。
•焊锡笔/焊枪：用于加热焊料和焊接表面。
•钳子/镊子：用于固定和处理焊接材料。
•刷子/布料：用于清洁金属表面和焊接区域。
2.2 锡焊材料进行锡焊时，我们需要以下材料：•锡焊丝/锡线：作为焊料，用于与金属表面接触并形成焊接接合区。
•防焊剂：用于保护金属表面，提高焊接接合区的质量。
•水：用于冷却焊接区域。
3. 锡焊的步骤下面是进行锡焊时的一般步骤：1.清洁金属表面：使用刷子或布料清洁将要焊接的金属表面，确保其无油污和污垢。
2.预热金属表面：使用焊台或焊枪对金属表面进行加热，使其达到适当的温度。
3.准备焊料：准备一小段锡焊丝，并涂抹少量防焊剂在焊料的接触面上。
4.应用焊料：将焊料轻轻接触到加热的金属表面上，焊料会熔化并与金属表面接触。
5.确认焊接接合区的形成：焊接接合区会在焊料冷却后形成。
确保焊接接合区的形成，并检查其质量和连接的牢固性。
4. 锡焊的应用领域锡焊广泛应用于电子产品制造、电子设备维修、金属加工等领域。
它可以用于连接电子元器件、实现电路板布线，并且可以修复损坏的导线、焊接金属部件等。
5. 锡焊的注意事项在进行锡焊时，需要注意以下事项：•安全措施：使用适当的个人防护装备，如手套和护目镜。
•通风要求：确保焊接区域通风良好，避免吸入有害烟雾。
•温度控制：控制焊台或焊枪的温度，以避免过热导致材料损坏或焊点质量下降。
锡焊工艺及技术培训课件
锡焊工艺及技术培训课件一、简介锡焊工艺是一种常用的金属焊接技术，在各个行业都有广泛的应用。
本课件旨在向学员介绍锡焊工艺的基本原理和技术要点，帮助学员掌握锡焊技术，提高工作效率和焊接质量。
二、锡焊工艺的原理锡焊是利用锡与被焊材料的金属表面产生化学反应而形成焊缝的一种焊接方法。
在焊接过程中，锡通过表面张力作用进入被焊材料的间隙中，形成焊接接头。
锡焊工艺的原理可以分为以下几个方面：1. 材料预处理：被焊材料的表面需先进行清洁处理，去除油渍、氧化物等杂质，以提高焊接接头的可靠性。
2. 加热：锡焊过程需要通过加热将焊料熔化，并使其与被焊材料接触、融合。
3. 焊锡材料的选择：选择适合具体应用的焊锡材料，根据被焊材料的性质、焊接要求等因素进行选择。
4. 焊接参数调整：包括焊接温度、加热时间、焊接压力等参数的调整，以保证焊接接头的质量。
三、锡焊工艺的技术要点1. 准备工作：清洁被焊材料表面的杂质，消除氧化物和油渍，以保证焊接接头的牢固性。
2. 焊锡材料的选择：根据被焊材料的性质，选择适合的焊锡材料，以获得较好的焊接效果。
3. 加热控制：控制加热时间和温度，使焊锡熔化并与被焊材料接触，实现焊接。
4. 焊接压力：在焊接过程中，适当施加压力，使焊接接头更牢固。
5. 焊接接头质量检测：通过目视检查、拉力测试等方式，检测焊接接头的质量，保证其可靠性。
四、常见的锡焊工艺技术1. 手工锡焊：适用于小规模、简单的焊接任务。
操作简便灵活，但对焊工的技术要求较高。
2. 焊台锡焊：利用热传导原理，加热焊台上的焊锡材料，实现焊接。
适用于大规模生产任务。
3. 波峰焊：利用波峰焊设备，将焊锡通过波浪形状的设备送到焊接区域，实现自动化焊接。
4. 反流焊：适用于焊接电子元器件等微小尺寸零部件，通过高压气流将焊料喷射到焊接区域，实现焊接。
五、锡焊工艺的应用领域锡焊工艺广泛应用于电子、电器、通信、汽车、家具等行业。
常见的应用包括电路板焊接、导线连接、电子元件焊接等。
锡焊技能培训课件
锡焊的原理和特点
锡焊的应用范围
在电子产品维修中，锡焊常用于修复电路板、连接线、电子元件等。
电子产品维修
通信设备维修
汽车维修
航空航天维修
在通信设备维修中，锡焊常用于修复通信线路、连接器、滤波器等。
在汽车维修中，锡焊常用于修复车身、底盘、发动机等。
在航空航天维修中，锡焊常用于修复机身、机翼、起落架等。
02
锡焊操作技巧
1
锡焊工具和材料
2
3
用于加热和熔化焊锡，一般采用内热式烙铁，功率在20-30W之间。
烙铁
一种熔点较低的合金，用于与元件引脚和电路板铜箔进行连接。
焊锡
一种弱酸性化学剂，可去除氧化膜，改善焊接效果。
助焊剂
准备工具和材料
准备好烙铁、焊锡、助焊剂、镊子和小刀等工具和材料。
放置元件
将元件放置在电路板上，调整位置，确保元件引脚与电路板铜箔对应。
锡焊技能培训的未来发展趋势
安全和环保要求的提高
02
随着人们安全和环保意识的提高，锡焊技能培训将更加注重安全和环保方面的培训，包括焊接操作安全、废料处理等。
个性化和多元化需求
03
不同学员的学习需求和特点可能不同，锡焊技能培训将更加注重个性化和多元化需求的满足，提供定制化的培训内容和方案。
谢谢您的观看
焊接顺序和时间控制
根据不同的焊接要求和材料性质，掌握适当的焊接顺序和时间控制，避免出现焊接不良和过热等问题。
烙铁不热或过热
锡焊技能培训的常见问题及解决方法
锡丝不易上锡
焊接质量差
环境污染
新技术和新材料的出现
01
随着科技的发展和新材料的应用，锡焊技能培训将不断更新和发展，要求学员掌握更多的新技术和新材料知识。
锡焊
二、扩散 实验表明：将一个铅块和金块表面加工平 整后，紧紧压在一起，经过一段时间后，二者 会“粘”在一起，如果用力把它们分开，就会 发现银灰色铅的表面有金光闪烁，而金块的表 面上也有银灰色的铅踪迹，这说明两块金属接 近到一定距离时能相互“入侵”，这在金属学 上称为扩散现象。 从原子物理的观点出发，可以认为扩散是由 于原子间的引力而形成的扩散。这种发生在金 属界面上的扩散的结果，使两块金属结合成一 体，从而实现了两块金属间的“焊接”。
第12章
12.1
焊接技术
锡焊
一、焊接的分类
焊接一般分为熔焊、压焊、钎焊三大类。
熔焊是指在焊接过程中，焊件接头加热至熔 化状态，不加压力完成焊接的方法，如电弧焊、 气焊、激光焊、等离子焊等。
压焊是指在焊接过程中，必须对焊件加压力
（加热或不加热）完成焊接的方法，如超声波焊、
高频焊、电阻焊、脉冲焊、摩擦焊等。
束博力，而进入另一种金属层，扩散才得以进行。
常温下，扩散进行的很慢，温度越高，扩散进行的
越快。 锡焊的本质就是焊料与焊件在其表面的扩散。 焊件表面平整、清洁、对焊件加热是扩散进行的基
本条件。
三、结合层
焊料在润湿焊件的过程中，焊料和焊件界面
上会产生扩散现象，这种扩散的结果，使得焊料
和焊件的界面上形成一种新的金属层，我们称为 结合层。结合层的成分既不同于焊料，又不同于 焊件，而是一种既有化学作用（生成化合物。例 如：Cu6Sn5、 CU2Sn 等），又有冶金作用（形成合 金固溶体）的特殊层。正是由于结合层的作用， 将焊料与焊件结合成一个整体，实现了金属的连
上。同时要挺胸端坐，不要躬身操作。并要保持室 内空气流通。
2. 烙铁的握法（图12.2）反握法正握法握笔法
锡焊焊接技术
锡焊焊接技术锡焊焊接技术是一种常见的金属连接方法，广泛应用于电子、机械、航空航天等行业。
它通过使用锡作为填充金属，在高温下将所需连接的部件熔化并完全混合，形成牢固的焊接。
本文将介绍锡焊焊接技术的原理、材料和方法，并探讨其在不同行业中的应用。
一、锡焊焊接技术的原理锡焊焊接技术是利用锡的低熔点和优良的润湿性，实现金属部件连接的方法。
在焊接过程中，填充材料可为纯锡或铅锡合金，焊接温度通常在200°C到300°C之间。
焊接时，锡填料会被加热熔化，通过润湿作用进入要连接的金属表面和接头之间的微观凹洞，形成焊点。
焊点冷却后，锡会与金属部件发生金属结合，形成强固的焊缝。
二、锡焊焊接技术的材料在锡焊焊接技术中，主要使用的材料是锡及锡合金填料、通焊剂和基材。
以下是对这些材料的简要介绍：1. 锡及锡合金填料：纯锡或铅锡合金是常见的填充材料。
铅锡合金可以提供更好的润湿性和机械强度，常见的合金比例包括63/37和60/40。
2. 通焊剂：通焊剂用于清洁和保护金属表面，促进润湿和焊接过程。
它可以去除氧化层、杂质和污染物，提高焊接接头的质量和可靠性。
3. 基材：锡焊焊接技术可应用于各种金属基材，包括钢、铜、铝、镍合金等。
基材的选择取决于所需焊接连接的特定要求和应用领域。
三、锡焊焊接技术的方法锡焊焊接技术有多种方法，根据应用需求和工艺要求，可选择适合的方法。
以下是一些常见的锡焊焊接方法：1. 手工焊接：手工焊接是最常见的焊接方法之一，通常用于焊接小尺寸的部件。
焊工使用手持焊枪或焊笔，将填充材料加热并涂抹到接头上，形成焊点。
2. 机器焊接：机器焊接是利用自动焊接设备进行焊接的方法，提高效率和精确性。
根据具体需求，可使用钎焊机、波峰焊接机等自动设备进行焊接。
3. 焊接烙铁：焊接烙铁是一种专用的焊接工具，常用于电子器件的焊接。
焊接烙铁通过加热铁头，使填充材料熔化并涂抹到接头上，然后快速冷却形成焊点。
四、锡焊焊接技术在不同行业中的应用锡焊焊接技术在多个行业中得到广泛应用。
焊锡的基本原理
焊锡的基本原理为什么电子组装要选用锡基焊料？为什么锡基焊料能将他们焊牢，又是怎样保证他们焊牢的？要回答这些问题先要了解有关锡焊的理论知识。
1．锡的亲和性人类使用锡铅焊料已经上千年的历史了，即使在无铅焊接中仍然离不开锡、锡为什么能作为焊料？首先，元素锡在元素周期表中的第五周期第四族元素，金属活性呈中性，熔点低，只有234℃。
锡具有良好的亲和性，很多金属都能溶解在锡基焊料中，并能与锡结合成金属间化合物。
从图1可以看出，金、银、铜、镍都能溶于焊料中，随着温度的升高溶解度增大，而这些金属又都是电子元器件常用的结构材料。
此外，锡还具有性能稳定、存储量大等诸多优点。
这些决定了它是最佳的焊锡材料，并一直延用至今。
2．焊点的形成过程图1 不同金属在锡中的溶解度图2 熔融焊料在焊盘上润湿、铺展、扩散图3 铜焊盘溶于液体焊料图4 铜焊盘与焊料起反应形成金属间化合物IMC3．润湿与润湿角θ润湿就是熔融焊料在被焊金属表面上形成均匀、平滑、连续的过程，没有润湿就不可能焊接。
影响润湿的三大因数：焊料与母材的原子半径和晶格类型，温度，助焊剂。
焊料与母材之间的润湿程度取决于两者之间的清洁程度，但它很难量化，润湿的程度常用焊料与母材之间的润湿角θ的大小来评估，如下图图 5 完全润湿图 6 润湿图7 不润湿图8 完全不润湿4．表面张力与毛细现象焊料、焊盘和阻焊剂之间存在着界面，界面分子受两物质内部分子的吸引力存在差异，这个差值就表现为表面张力。
图9毛细现象在焊接过程中焊料的表面张力同焊料与被焊金属之间的润湿力方向相反，它是不利于焊接的一个重要因素。
但表面张力是物质的特性，只能改变它不能消除它，它与所处的温度压力、组成以及接触物质性质有密切相关。
实践中我们通常靠升高温度、增加合金元素(加Pb)、增加活性剂、改善介质环境(N2)等几种方法来降低焊料的表面张力以提高焊料的润湿力。
当把细管插入液体中时，液体若能润湿细管，液面将呈凹面如图9，其本质是进入毛细管中液体表面张力的作用而产生的。
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錫焊理論
一﹑錫焊現象
錫焊學分屬于鍤焊科。
鍤焊﹐簡而言之﹐就是將比母材熔點低的金屬材料溶化﹐使其與母材結合到一起。
而錫焊就是采用錫-鉛系焊料的鍤焊。
從溫度來區分﹐熔點在450℃以下的焊料稱為軟鍤料﹐在450℃以上的稱為硬鍤料。
錫-鉛系屬于軟鍤料。
二﹑錫焊機理
1﹑潤濕
潤濕是熔融焊料在被焊母材表面進行充分的擴展并形成一個附著層。
熔融焊料潤濕母材表面﹐必須要求焊料和母材表面清潔﹐只有清潔才使焊料與母材原子相互接近﹐達到原子引力起作用距離。
因此﹐為了使焊料產生潤濕作用﹐金屬表面必須保持清潔。
為了良好的焊接﹐必須使用助焊劑。
助焊劑的作用在于熔解氧化物并使金屬表面活化﹐其最終目的是使焊料在母材表面產生良好的潤濕。
可以說﹐潤濕是焊接的首要條件﹐沒有潤濕也就不可能焊接。
2﹑擴散
用焊料焊接母材時﹐伴隨著潤濕現象﹐還會出現焊料向母材擴散的現象。
溫度升高時﹐原子從一個晶格點陣中移動到另一個晶格點陣的現象稱為擴散現象。
移動的速度和擴散的數量取決于加熱溫度和時間。
擴散分為四種﹕
a﹑表面擴散
熔融料的原子沿焊母材表面的擴散稱為表面擴散。
b﹑晶內擴散
熔融焊料擴散到母材的晶粒中去的過程稱為晶內擴散。
其擴散程度不同﹐在母材內
部生成各種組份的合金。
當擴散超過母材的允許濃度時﹐會產生新的晶粒和母材相分離。
c﹑晶界擴散
熔融焊料原子向母材的晶界擴散﹐比較容易發生﹐在溫度比較低的情況下﹐同晶內
擴散相比﹐晶界擴散較易發生。
在高溫情況下﹐由于激活的作用不點主導﹐故晶界
擴散與晶內擴散都容易發生。
d﹑選擇擴散
用兩種以上的金屬元素組成的焊料焊接﹐其中某一金屬先擴散﹐或只有某一金屬元
素擴散。
這種稱為選擇擴散。
當錫-鉛焊料焊接某一金屬時﹐焊料成分中的錫向母材擴散﹐而鉛不擴散﹐這就是選
擇擴散。
(2)﹑毛細管上升高度
液體垂直浸漬﹐
素。
力大﹑間隙小時﹐上升高度大。
(3)﹑合金層形成
與焊料成份的平衡狀態來加以預測﹐然而也并不完全一致。
固體金屬在與比其溶點低的熔蝕金屬接觸后也能熔蝕。
例如﹐Cu不加熱至1083℃不熔解﹐但與溶解錫接觸﹐即使在250℃也會被溶解。
為了使溶解速度小﹐可以減少接觸面積﹐提高母材在焊料中的濃度。
為了防止Cu﹑Ag母材的溶蝕﹐可以在焊料中加入少量的Cu﹑Ag。
另外﹐液體的靜止狀態和運動狀態會對固體金屬的熔解速度以很大的影響﹐如波峰焊接就要比浸焊接對母材的熔蝕高達4倍左右。
2﹑母材與助焊劑的反應
a﹑去除氧化膜
金屬表面覆蓋氧化膜的情形很多。
為了使母材表面能很好的潤濕﹐必須去除氧化膜。
助焊劑就是起到把母材表面的氧化膜進行化學溶解或還原的作用。
目前對助焊劑如何去除氧化膜的機制還不能作出十分好的說明。
對不同的母材﹐不同的助焊劑其去除機制是不同的。
(1)﹑用松香去除氧化膜
松香是錫焊最通用的助焊劑。
它的主要成分是松香酸﹐該酸有去除氧化膜的作用。
松香的融點在74℃﹐300℃以上則無活性。
松香酸和Cu2O的反應產生松香酸銅﹐松香酸銅是綠色透明的物質﹐很容易和焊料進行置換而促成潤濕的進行。
松香酸在常溫下不能和Cu2O起反應﹐約在170℃呈活性反應能去除氧化膜﹐所以作為焊料用助焊劑是適合的。
(2)﹑溶融鹽去除氧化膜
一般用溶融鹽去除氧化膜就是用氯離子Cl-或氟離子F -﹐使母材氧化物通過反應變為氯化物或氟化物。
達到去除氧化物的目的。
(3)﹑Al氧化膜的去除
Al母材氧化膜的去除機構與Cu﹑Fe母材的情形不同﹐具有特殊性。
Al2O3用助焊劑溶解或還原反應直接去除是不可能的。
Al與Al2O3之間熱膨脹差或助焊劑中的氟離子F–使Al2O3薄膜龜裂﹐由此侵入Al母材生成AlCl3而進行物理剝離。
b﹑母材的熔蝕
根據母材能被熔融焊料熔蝕的道理﹐同樣也能被助焊劑所溶蝕。
助焊劑對母材的熔蝕和助焊劑的活性有密切的關系。
活性強的助焊劑更容易熔蝕母材。
c﹑從助焊劑內析出金屬
在焊接過程中﹐當有助焊劑覆蓋在母材表面上有時會看到金屬薄膜析出的現象。
根據助焊劑的類型﹐其金屬析出有兩種情形﹐一種是由于焊料成分元素在焊劑中以離子的形式溶入﹐另一種是助焊劑中的金屬鹽成分和母材進行置換反應而有金屬的析出。
根據這個道理﹐焊接因難的母材可以使用添加有Cu﹑Sn﹑Ag﹑Ni等金屬化物的助焊劑﹐以改善其可焊性。
3﹑助焊劑與焊料的反應
a﹑界面張力的減少
當熔融焊料用助焊劑覆蓋時﹐它的界面張力將根據助焊劑的種類而變化。
熔融金屬在真空﹑氣體﹑液體中界面張力是不同的。
一般真空中的界面張力大于氣體中的界面張力﹐大于液體中的界面張力。
熔融金屬和助焊劑之間的界面張力的減少是由于它們相互熔解而引起的﹐熔解越大﹐則界面張力越小。
b﹑焊料的氧化
熔融焊料在氧化氣氛中將逐步被氧化成氧化物﹐尤其在波峰焊接時﹐大量的焊料不斷和大氣相接觸而產生氧化錫渣。
焊料的氧化受到焊料中不純物的影響﹐如Al﹑Zn﹑Sn﹐將使氧化量增加﹐P則相反﹐這可能是生成液態P2O5升華成氣體覆蓋在焊料表面而具有助焊劑的效果。
待續。