1.了解焊接工具的类型、作用及外形结构。
2.掌握手工焊接工具的特点及使用方法。
3.能维护和保养焊接工具,能排除焊接工具的常见故障。
电子产品装配中使用的焊接工具主要有电烙铁及烙铁架、恒温焊台、吸锡器、电热风枪等。
电烙铁是手工焊接的基本工具,它的作用是把适当的热量传送到焊接部位,以便熔化焊料而不熔化元器件,使焊料与被焊金属连接起来,正确使用电烙铁是电子专业学生必须具备的基本技能之一。
1.电烙铁种类
由于用途、结构的不同,电烙铁也分为多种,按发热方式可分为直热式电烙铁、感应式电烙铁、燃起式电烙铁;按功能可分为恒温电烙铁、防静电电烙铁、吸锡电烙铁等;按功率大小可分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。
常用的电烙铁一般为直热式电烙铁,直热式电烙铁又可以分为内热式电烙铁和外热式电烙铁两种,如图 2-1 所示。
图 2-1 直热式电烙铁
(1)内热式电烙铁
内热式电烙铁由手柄、连接杆、弹簧夹、烙铁芯、烙铁头组成,如图 2-1 所示。由于烙铁芯安装在烙铁头里面,因而发热快,热利用率高,因此,称为内热式电烙铁。
内热式电烙铁的常用规格为 20 W、25 W、35 W、50 W几种,其中 35 W、50 W最常用。内热式电烙铁适合焊接小型电子元器件和印制电路,在电子产品制作与维修中应用较广。
内热式电烙铁的后端是空心的,用于套接在连接杆上,并且用弹簧夹固定,当需要更换烙铁头时,必须先将弹簧夹退出,同时用钳子夹住烙铁头的前端,慢慢地拔出,切记不能用力过猛,以免损坏连接杆。
(2)外热式电烙铁
外热式电烙铁由烙铁头、烙铁芯、外壳、木柄、电源引线、插头等部分组成。外热式电烙铁的烙铁头安装在烙铁芯内,由铜为基体的铜合金材料制作,长短可以调整,烙铁头越短,烙铁头的温度越高。外热式电烙铁的功率有 25~300 W多种规格,大功率的外热式电烙铁常用于铁皮构件的焊接。
2.电烙铁的配件
(1)烙铁头
烙铁头为电烙铁的配套产品,为一体合成。烙铁头、烙铁咀、焊咀同为一种产品,是电烙铁、电焊台的配套产品,主要材料为铜,属于易耗品。
烙铁的温度与烙铁头的体积、形状、长短等都有一定的关系。烙铁头的基本形状为尖形、马蹄形、扁咀形、刀口形等。每种烙铁头(烙铁咀、焊咀)的头部基本相同,区别在于烙铁头(烙铁咀、焊咀)身体部分尺寸不同,以便和自己的电烙铁、电焊台配套。一般电烙铁、电焊台品牌不同配套的烙铁头(烙铁咀、焊咀)现状也不同。如图 2-2 所示为常见烙铁头的外形。
在实际工作中,要根据情况灵活运用电烙铁。烙铁头与烙铁尖温度的关系如下:烙铁头越长,温度越低;越细,热容量越小,但热量越集中;烙铁头越短,温度越高;烙铁头越粗,热容量越大,但热量越分散。
(2)发热芯
烙铁发热芯是电烙铁的关键部件,它由电热丝平行地绕制在一根空心瓷管上构成,中间的云母片绝缘,并引出两根导线与 220 V交流电源连接,如图 2-3 所示。
图 2-2 烙铁头
图 2-3 烙铁发热芯
3.电烙铁功率的选择
电烙铁的功率选择应由焊接点的大小来决定,焊点的面积大,焊点的散热速度也快,所以选用的电烙铁功率也应该大些。一般电烙铁的功率有 20 W、25 W、30 W、35 W、50 W等,学生进行电子小制作时一般选用 30 W左右功率的电烙铁比较合适。
4.电烙铁的使用
电烙铁的握法分为反握法、正握法和握笔法三种。焊接散热量小的被焊件时,一般采用握笔法握持电烙铁,与工作台面成 45°角,如图 2-4 所示。
在使用前先通电给烙铁头“上锡”。首先用锉刀把烙铁头按需要锉成一定的形状,然后接上电源,当烙铁头温度升到能熔锡时,将烙铁头在松香上沾涂一下,等松香冒烟后再沾涂一层焊锡,如此反复进行二至三次,使烙铁头的刃面全部挂上一层锡便可使用了。
电烙铁不宜长时间通电而不使用,这样容易使烙铁芯加速氧化而烧断,缩短其寿命。同时也会使烙铁头因长时间加热而氧化,甚至被“烧死”不再“吃锡”。
旧的烙铁头如果严重氧化而发黑,可用钢锉锉去表层氧化物,使其露出金属光泽后,重新镀锡,才能使用。
使用电烙铁时应注意以下事项:
①根据焊接对象合理选用不同类型的电烙铁。
②每次使用前,应认真检查电源插头、电源线有无损坏;并检查烙铁头是否松动。
③使用电烙铁时,不能用力敲击,防止其跌落;烙铁头上焊锡过多时,可用布擦掉;不可乱甩,以防烫伤他人。
④焊接过程中,烙铁不能到处乱放;不焊时,烙铁应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上,以防烫坏绝缘层而发生事故。
⑤烙铁使用结束后,不仅要及时把电源关掉,以免长时间加热而损坏烙铁;还应该用锡丝把烙铁头上的残渣清理干净,并涂上一层锡以保护烙铁头,如图 2-5 所示。注意,慎用海绵沾水的方法清理电烙铁。等电烙铁完全冷却后,再将其收回工具箱。
图 2-4 握笔法握持电烙铁
图 2-5 涂一层锡保护烙铁头
5.电烙铁常见故障维修
(1)烙铁通电后不热情况的维修
当电烙铁通电后,如果发现烙铁头不热,一般可能是因为电源线脱落或烙铁芯线断裂造成。遇到这样的情况,可用万用表的 R ×1 kΩ挡测量电源插头的两端,如果万用表指针不动,说明有断路故障。
先检查插头本身的引线是否有断路现象,如果没有,便可卸下胶木柄,再用万用表测量烙铁芯的两根引线,如果万用表指针仍然不动,说明烙铁芯损坏,应该更换烙铁芯。将新的同规格的烙铁芯插入连接杆,将引线固定在固定螺钉上,并拧紧接线柱,同时,要注意把烙铁芯引线多余的部分剪掉,以防止两根引线短路。
(2)烙铁头带电情况的维修
烙铁头带电故障的原因,除电源线错接在接地线接线柱上外,还有一个原因,就是当电源线从烙铁芯接线柱上脱落后,又碰到了接地线的螺钉上,从而造成烙铁头带电。
出现这种故障时,容易造成触电事故,并会损坏元器件。为防止电源线脱落,需定期检查电烙铁手柄上的压线螺钉是否有松动和丢失,如有松动或丢失,要及时配好。
烙铁架用来放置电烙铁,防止高温的烙铁金属部分烫坏桌面及其他物品,并保持烙铁头部清洁。此外,烙铁架还可以用来放置少量的焊料和焊剂。烙铁架的结构形式如图 2-6所示。
恒温焊台又称为自控焊台,它由自动温控台、电热偶传感器、受控电烙铁等组成,其外形如图 2-7 所示。
图 2-6 烙铁架
图 2-7 恒温焊台
恒温焊台是依靠温度传感器(热电偶)监控烙铁头温度的,并通过放大器将传感器输出信号放大处理,来控制电烙铁的供电电路输出的电压高低,从而达到自动调节烙铁温度,使烙铁温度恒定的目的。采用这种温控方式的恒温焊台的恒温效果好,温度波动小,还可以手动人为随意设定恒定的温度,但其结构复杂,价格较高。
由于恒温电烙铁是断续加热,因而比普通电烙铁节电。由于烙铁头温度始终保持在适于焊接的范围内,所以焊料不易氧化,既可减少虚焊,提高焊接质重;又不会产生过热现象;也能防止被焊件因温度过高而损坏,从而延长烙铁的使用寿命。
电烙铁的温度是由实际应用需要来决定的,通常来说,电烙铁 4 s可以焊接一个锡点时的温度就是比较合适的温度,如果烙铁头发紫,说明温度过高了。具体来说,焊接直插电子料时,烙铁头的温度应该设置在 300~370 ℃ ;如果是焊接表面贴装物料,温度适宜在300~320 ℃ ;蜂鸣器的维修需要 270 ~ 290 ℃的温度,大的组件脚的焊接温度不能超过380 ℃。另外,对于特殊物料,还需要对温度进行特别设置。
吸锡电烙铁是集活塞式吸锡器与电烙铁融为一体的拆焊工具,如图 2-8 所示。它具有加热、吸锡两种功能。不足之处是每次只能对一个焊点进行拆焊。
与普通电烙铁相比,吸锡电烙铁拆焊效率高,不易损伤元器件,对于集成电路等多管脚的元器件拆卸方便。使用时要注意及时清理吸入的锡渣,保持吸锡孔通畅。
感应式电烙铁也叫速烙铁或焊枪,它通过一个二次侧只有 1 ~ 3 匝的变压器,将一次侧的高电压(交流 220 V)变换为二次侧的低压大电流,并使二次侧感应出的大电流流过烙铁头,使烙铁头迅速达到焊接所需的温度,其结构如图 2-9 所示。
图 2-8 吸锡电烙铁
图 2-9 感应式电烙铁的结构
该烙铁的特点是加热速度快,一般通电几秒钟,即可达到焊接温度,特别适于断续工作的使用。但该烙铁头上带有感应信号,一些感应敏感的元器件不要使用这种烙铁焊接。
电热风枪利用高温热风,加热焊锡膏和电路板及元器件引脚,使焊锡膏熔化,来实现焊接或拆焊的目的。如图 2-10 所示的是DKT858D型多功能电热风枪。
电热风枪由控制台和电热风吹腔组成。电热风吹腔内装有电热丝和电风扇,控制台完成温度及风力的调节。电热风枪适用于焊接或拆卸表面贴装元器件。
维修拆卸零件需要使用吸锡器,尤其是大规模集成电路,更为难拆,拆不好容易破坏印制电路板,造成不必要的损失。简单的吸锡器是手动式的,且大部分是塑料制品,它的头部由于常常接触高温,因此通常都采用耐高温塑料制成。
吸锡器用于收集拆卸焊盘电子元件时融化的焊锡,有手动、电动两种,电子制作时一般使用手动吸锡器,如图 2-11 所示。
图 2-10 DKT858D型多功能电热风枪
图 2-11 吸锡器
在使用手动吸锡器时,胶柄手动吸锡器中有一个弹簧,先把吸锡器末端的滑杆压入,直至听到“咔”声,表示吸锡器已被固定。然后,用烙铁对焊接点加热,使焊接点上的焊锡熔化,同时将吸锡器靠近焊接点,按下吸锡器上面的按钮,便可将焊锡吸上。
1.拆、装内(或者外)热式电烙铁,观察电烙铁的内部结构。
2.根据焊接需要选择不同形状的烙铁头。
3.完成新烙铁头镀锡训练。
4.模拟练习如何排除电烙铁的常见故障。