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课件23张PPT。钎焊：用液相线温度低于母材固相线温度的焊料，将焊件和焊料加热到高于焊料熔点，低于母材熔点的温度，利用液态焊料润湿母材及毛吸现象充填接头间隙并与母材相互溶解扩散实现连接焊件。 钎焊温度低于450°C。
我们常用的焊接温度200°C左右。一、焊接机理
1、液态焊料对固体母材的润湿作用
润湿是指由固—液相界面来取代固—气相界面，从而使体系的自由能降低的过程，也就是焊料将母材表面处的气体排开，沿着母材表面辅展，形成新的固体与液体界面的过程。从图1分析气相g与固相s间界面张力为бgs，液相l与固相s间界面张力为бls，液相与气相间界面张力为бlg。当稳定平稳状态时，液固相交点夹角θ的余弦COSθ=（бgs-бls）/бlg表示液相对固体的粘附能力，既润湿能力。当бgs >бls , COSθ为正值，即0°<θ<90°，焊料能润湿母材。当бgs <бls COSθ为负值，即90°<θ<180°，焊料不能润湿母材。当θ<20°润湿性好，焊接质量高。2、液态焊料的毛细填缝
液态焊料自动充填间隙的作用来源于毛吸作用，如图2所示：
h=2（бgs-бls）/ρga
=2бlg COSθ/ρga
其中：h—焊料最大爬升高度。
a—平行板间隙。
ρ—液体焊料密度。
g—重力加速度。
根据上式液态焊料爬升高度与液—气相界面张力бlg和润湿角的余弦成正比，与a成反比。因此必须设计较小的合理间隙。3、母材在液态焊料里的溶解
在用锡铅焊料焊铜时有母材溶解于液态焊料中现象。溶解的结果改变了接头成分、组织和性能。有的提高接头强度、延伸率等，但若溶解的结果形成了脆性化合物相则机械性能会严降低。4、焊料向母材扩散
焊料熔化后与母材润湿过程中有扩散现象，如图所示元素向母材晶粒内部扩散称为体积扩散，体积扩散在焊料与母材交界处，形成固熔体，对焊接接头无不良影响，若元素沿母材晶粒边界扩散称为晶间扩散。晶间扩散使晶界变脆，影响焊接接头的机械性能，使强度、延伸性降低。二、影响焊接质量因素
1、焊料：在选择焊料时要符合以下基本要求，熔点温度低于母材熔化温度；在焊接温度下对母材有良好的润湿性；与母材的化学物理作用结果，能保证它们之间形成牢固的结合；能满足 焊接接头的物理、化学、机械性能要求；化学成分稳定、焊接温度下元素损耗较少。2、金属表面氧化物，在常规条件下，金属表面有一层氧化膜（物），氧化物的熔点一般都比较高，在焊接温度下为固态，其表面张力值很低，因此焊接时将导致бgs<бls产生不润湿现象，表象为焊料成球、不铺展。另外焊料表面也存在一层氧化膜，当焊料被自身氧化膜包覆，此时其与母材之间是两种固态氧化膜在接触，因此在焊接前要将氧化膜用刀刮掉，增大бgs减小бls，使θ下降，润湿性增强。 3、焊剂：采用焊剂可除去氧化膜，当用焊剂除去氧化膜后，液态焊料就可以和母材金属直接接触，从而改善润湿，且系统的界面张力发生变化，当铺展达到平衡时由扬氏方程有： бgs -бls -бlf COSθ=0
COSθ=（бgs-бls）/бlf бgs —母材与焊剂间界面张力
бls —母材与焊料间界面张力
бlf —焊剂与焊料间界面张力与无焊剂相比，只要满足бgs >бls，可增强焊料对母材润湿。4、焊接温度与时间：在焊接时，提高焊接温度可使液态焊料与气相界面张力бlg及与固相母材的界面张力бls减小，使润湿角减小，润湿性增强。但温度过高，焊料溶解于母材的量、向母材扩散量会增大，导致焊接接头机械性能降低。同时温度过高也会烫坏元件和电路板。因此，在焊接时，温度应控制在高于焊料熔点25-60°C，时间控制在3-5秒钟内为宜。5、焊件表面粗糙状态：母材表面粗糙或划痕有利于引导焊料铺展，提高润湿性。三、焊接工艺
1、元器件引线的处理：一般元器件引线较长，焊接到电路板上时要根据要求将它剪短，并将引线用小刀刮去引线上的油污、氧化物和绝缘漆，直到露出原表面并将引线上的脏物刮净为止。刮线时应避免损伤或折断引线。若引线已有镀层则可以用橡皮擦去表面脏物。引线清洁处理后应尽快进行搪锡，以防再次氧化。2、安装时元器件标志要朝外或朝上。
3、焊接；用电烙铁焊接电子元件时可分为电烙铁沾取焊锡焊接法和焊锡丝焊接法。 4、电烙铁头温度：一般以将烙铁头放在松香块上，使松香即能迅速熔化又不冒浓烟的温度为宜。
5、焊接时间：焊接时，时间过短焊点不牢固，易产生虚焊；时间过长易烫坏元件或电路板铜箔，焊点机械性能也不好。因此焊接时间应控制在3-5秒针为宜。 6、元器件焊接顺序，先焊电阻、电容等其它元件再焊晶体管，最后焊集成块。
7、检查焊接质量，不应有漏焊、虚焊、少焊等，对有质量问题焊点要进行处理。 学生在焊接时，主要有以下几个方面问题
1、焊点焊料成球或沾在电烙铁斜面上不在焊点铺展，这是焊点有氧化物、污物，使焊料不润湿母材。氧化层是在处理引线头时没有刮干净，忘刮或焊接时操作不当而形成的。污物是处理引线头时没有擦干净。解决办法是将引线头及焊点氧化层刮干净、污物擦掉。在焊接时适当沾取松香助焊剂进行焊接就可以。2、焊点焊锡量过少或过多，这是电烙铁取锡量的问题，取锡量要根据引线头直径、形状和焊点大、小而定。对于焊点锡量少的，可用电烙铁重新取锡接触焊点一段时间，当焊点焊锡全部熔化后并浸没引线头时，将电烙铁离开焊点即可。焊点锡量过多，可将电烙铁斜面焊锡擦干净接触焊点，当焊点焊锡熔化沾取一些焊锡达到要求。 3、焊点不牢固
产生的原因
1）焊点焊锡没有完全凝固前触碰引线。解决办法是要求学生重新焊接，焊点焊锡没有完全凝固前不要碰引线。
2）焊接时间短或温度低，在焊接时，焊料没有在焊点全部熔化铺展浸没引线头电烙铁就离开了焊点。对这样焊点处理是将电烙铁重新加热接触焊点，使焊点焊锡熔化后并浸没引线头再离开焊点。
3）焊点焊锡量过少，处理办法如上所述。4、毛刺焊点，产生的原因是助焊剂不足，电烙铁离开焊点时焊锡和电烙铁不能很好的分离，呈粘滞状态而出现毛刺，焊点显得干枯、不光亮圆润。解决办法是用电烙铁头多沾些松香重新焊一次。
5、杂质气泡焊点，这样的焊点是由于焊接时间短或电烙铁温度低热量不够，处理方法是将电烙铁重新接触焊点一段时间，待焊点焊锡全部熔化，电烙铁头离开焊点即可，也可以换一把功率大一些的电烙铁对焊点处理。 3）是对有问题焊点重复处理次数 过多，这就要求对有问题焊点分清原因，在处理时一次解决。 6、电路板铜箔脱落1）焊接时间长，所以要控制好焊接时间。
2）电烙铁功率过大，需更换小一点的电烙铁。

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