无铅和有铅工艺技术特点对比表： 类别无铅工艺特点 有多种焊料合金可供选择，目前逐步同意为 Sn96.5Ag3Cu0.5(SAC305)；最好回流焊接和波峰焊接无论是何种焊接方式，焊料合金一焊料合金成分都选择同一款焊料合金。但是考虑到成本，许多厂家波直采用Sn63Pb37,不会对生产现峰焊接会选择Sn99.3Cu0.7焊料。对生产现场焊料合 金的使用造成混乱 焊料合金使用混乱，目前有人提倡使用Cu的质量分数 焊料合金单一混乱 焊料合 波峰焊接用的锡条和手工焊接用的锡线，成本提高2.7 xx焊料成本 倍。回流焊接用的锡膏成本提高约1.5倍 焊料合金熔点 温度 焊料可焊性 焊点特点 焊料/焊端兼容 焊端中不能含铅性无论是波峰焊/回流焊/手工焊接，能耗比有铅焊接多 能耗焊接能耗 10%~15%
设备需 回流焊求手工焊接炉体长 更换烙铁头度曲线调整的灵活性 不需要更换需要添加新的波峰焊机不需要(提升产能例外)能耗较低焊端中可以含铅差 焊点脆，不适合手持和振动产品好焊点韧性好温度高217℃ 温度低183℃焊料成本低在1%~2%的合金，但是市场上还没有此类产品场焊料合金的使用造成混乱有铅工艺特点设备温区数量要多，以增加调整回流温度曲线灵活性。也可以采用多温区的设备，增强温印刷/贴片机 水清洗工艺不需要更换，但是印刷/贴片精度要求更高 不建议使用不需要更换 可以使用工艺窗口小，温度曲线调整较难。焊点空洞难以消除。工艺窗口大，温度曲线调整较易。 回流焊接 焊点xx不好 焊接工 焊点xx较好，锡槽合金杂质含量艺 波峰焊接 频繁度加大，有可能生产现场需要检测仪器 检测仪器手工焊接烙铁头损耗加快 可以沿用有铅时用的板材，最好采用高Tg板材。采用
浅谈厚板焊接工艺 文/吴守齐 摘要：低碳钢、低合金钢板通常情况下焊接性良好，但是当板厚较大时，在焊接应力的作用下，易产生纵向裂纹，裂纹通常产生于对接焊缝正面或反面的第一道焊缝中心, 其性质为结晶裂纹。产生裂纹的因素主要有钢板厚度大、刚性大、 焊后产生三相应力;焊接坡口加工不合理, 焊缝形状系数小;焊接速度过快;焊接环境温度低;焊接工艺（焊接规范、焊接顺序等）不当。为了满足生产需要, 对如何有效地防止结晶裂纹的产生, 进行了探索和总结。 关键词：结晶裂纹;三相应力；坡口形式；焊接工艺 引言：焊接是压力容器焊接过程中一道重要工序，厚板焊接裂纹倾向较大，焊接裂纹不仅给生产带来许多麻烦，而且也可能带来灾难性的事故，造成巨大的损失。因此必须重视压力容器的焊接裂纹，否则损失不可估量。 一、名词解释： 1、结晶裂纹 结晶裂纹是热裂纹的一种表现形态，它是焊缝金属在结晶过程中处于固相线附近的温度范围内，由于凝固金属的收缩，而此时残余的液相又不充足，在承受拉伸应力时，就会造成沿晶界的开裂。 1.1、结晶裂纹的产生机理 结晶裂纹是沿焊缝树枝状交界处发生和发展的，因此焊缝结晶过程中的晶界是薄弱环节。因为在焊缝结晶过程中，先结晶的金属比较纯，后结晶的金属含杂质较多。焊缝中的杂质富集在晶粒的周界，而
且它们的熔点都较低，在钢中易形成低熔点共晶，如FeS一Fe(熔点98890) ,P ,Si 也易在钢中形成低熔点共晶。这些低熔点共晶在焊缝金属的结晶过程中，被排挤到晶粒的交界处，而形成晶粒之间的“液态薄膜”，由于先凝固的焊缝的金属收缩而使后冷却的焊缝中心区域受到了一定的拉伸内应力，这时焊缝中的液态薄膜就会被拉伸而形成结晶裂纹。因此，液态薄膜是产生结晶裂纹的根本原因，而拉伸应力是产生结晶裂纹的必要条件之一。 二、影响因素 1、坡口形式 坡口形式不同，使每种接头的散热条件、结晶特点也不同，最终反应在接头上，产生结晶裂纹的倾向也不一样。对于熔深较浅的对接接头，其焊缝抗裂性比较好;熔深大的对接接头和各种角接头(包括搭接头、丁字接头和外角接头焊缝等)，其抗裂性就较差。因为 这 些 焊缝所受的应力刚好作用在焊缝的结晶面上，由于这个面上晶粒之间的联系比较弱，又是聚积杂质的地方，所以易产生裂纹。 2、焊接工艺 适当提高预热温度和适当增加线能量，就可减小变形，从而降低结晶裂纹的倾向。同样的焊接方法和焊接工艺材料，由于焊接顺序不当，也会产生较大的结晶裂纹的倾向，所以合理安排焊接顺序的原则，就是尽量使大多数焊缝能够在比较小的刚度下焊接，也就是使每条焊缝都有收缩的可能性，在设计焊缝结构时，就应该考虑减小接头的刚度或拘束度。
无铅回流焊接工艺温度曲线冷却速率至关重要 https://www.doczj.com/doc/b38525569.html, 作者:Ursula Marquez, 工艺研究工程师和Denis Barbini博士，高级技术经理，维多利绍德（Vitronics Soltec）有限公司 良好可控的回流工艺影响焊接质量。对无铅焊接，各种不同的回流参数及工艺、材料与成品率和质量的关系，再次成为今天研究的主题。由于现在的强制对流回流炉子的设计可以获得并控制很好的热稳定性和一致性,许多问题已经可以得到回答或解决，比如最高温度对零件可靠性的影响,如何降低回流最高温的要求,焊料成份的影响,减小ΔT的重要性,焊料在液态的滞留时间,以及焊料和助焊剂的匹配兼容性，等。但是人们通常忽略了对冷却速率在焊接质量和成品率影响的研究和评估。 传统电子组装的冷却仅仅强调PCB板子的出炉温度和快速的回流回流速度，当无铅材料出现的时候,这个问题又被重新拿出来讨论。最近的研究显示冷速率影响了焊接的微细构造的形成和最终焊接质量。更快的冷却速率被采纳和应用，还因为快冷却速率的好处包括降低出炉温度,降低PCB板子、板子的镀层、热敏感性元器件、助焊剂和焊料在高温的时间, 减少金属化合物的形成。然而，人们仍然面临这样的矛盾，即比较慢的冷却率可以减少不同热膨胀或热容量系数材料中的内应力。这份报告研究和阐述了冷却的速率在回流工艺中的重要影响。其中描述了冷却过程中焊接剪切力及微观组织的变化趋势，和不同板子的焊接表面材料对焊接力的影响。为发展复杂无铅工艺找到了几把钥匙。 实验 研究使用了一个标准的有可控冷却系统的回流炉。板子是一块放满元器件的中等尺寸的板子(33cmx40.6cm,1.25kg)。当三个冷却区被配置达到慢的和快速的冷却率的时候,加热部分的温度曲线保持不变。温度测量使用了一个标准的数据装置和新的标准的热电偶。用紫外线可修整的粘胶把热电偶粘在二个代表板子最冷的和最热的位置的器件上。先前就对这些元器件做过了一些评估。无铅回流曲线的冷却斜率是以最高温度和200°C之间来计算取值的。 在当今使用典型的板子和现代的强制对流的回流回流炉时,冷却速率决定了焊料在液态的时间和冷却的速度。 本研究共使用三种板子,它们是铜有机(Cu-OSP)，无电镀的镍-金(ENIG)和渗锡(ImmSn)表层的板子。板子基体材料包括玻璃化的,四功能化合物FR-4环氧基树脂,它具有175°C的玻璃化转变温度,厚度有0.81毫米。焊接区域直径是0.56毫米。 所有对无铅做的回流模拟实验都使用了一种非洁净的有点粘的助焊剂。助焊剂是用一个小模板手动刷到板子上的。使用小镊子人工把焊球放置在板子上。实验选用了63Sn/37Pb和95.5Sn/3.8Ag/0.7Cu材料,0.76毫米的焊球。 回流曲线 样品大小需要裁减以适合热量计(DSC)的大小。热量计是一个在氮环境中工作的炉子。每一组实验配置,无论无铅还是有铅焊料,每一个板子都跑8次同样的回流曲线。每块板子上焊4个焊球。每个曲线都用了Omega型号K的热电偶和可用紫外修整的粘结剂。实验设计调查了焊料在液相上面的时间（60或90秒）,直线加热升温曲线(L),或经过升温、恒温浸润、再融化的温度曲线(RSS)对焊接力的影响和最高温度后的冷却速率的影响。无铅的最高温度是244℃－245℃,有铅的最高温度是210℃－211℃。无铅最快速的冷却速率是-2.5℃/sec,有铅最快速的冷却速率是-2.4℃/sec。最慢的冷却速率两个都是-0.5℃/sec。
关于银子湖箱型柱50mm厚板主焊缝焊接工艺 一、焊接材料的选择： 考虑到本工程的箱型柱主材的材质为Q345C、Q390,选择焊材时请注意： 1、CO 2 焊丝选择￠1.2的ER50-6. 2、埋弧焊选择的焊丝与焊剂： SJ101——H10Mn2（H08MnA）, SJ101使用前应经300℃烘焙2小时. 二、对接焊缝的坡口形式 1. 钢板对接坡口形式： 2. 箱型端面对接坡口形式： 全熔透焊缝 部分熔透焊缝 三、焊接工艺： 1.切割坡口. 1.1.中厚板坡口在切割前先划好三条线,即轨道线、角度线、坡口宽度线，如图所示.
1.2.一律采用半自动切割机进行打坡口, 打坡口前,应检查半自动切割机行走轨道的直线度≤2mm, 对轨道直线度超标的应重新校直或重新制做. 1.3.对切割后的坡口进行打磨, 打磨范围为坡口及周边30mm区域.如图所示. 2.钢板组对. 2.1.组对前应打通线检测钢板的直线度, 对整板直线度每米超过1mm且总长超过10mm的应进行校直. 2.2.对箱型全熔透焊缝,在组对前要对腹板坡口的背面加焊衬垫, 在加衬垫时一要保证间隙均匀,二要满足腹板整体宽度尺寸符合图纸要求. 2.3. 钢板在组对时,应控制对口错边量≤2mm. 2.4.为防止厚板焊后产生角变形.50mm的对接钢板在施焊面的背面垫上一块8-12mm厚的垫板或小槽钢 ,借用反变形措施来减小焊后的角变形量. 2.5．为确保原材料在厚度方向上的质量，50mm厚钢板在焊接前要对坡口两边100mm范围内进行UT探伤，确认无夹渣、夹层等缺陷时再进行焊接.用ER50-6型的CO2气保焊先进行定位焊.定位焊时.调节定位焊电流比正式焊接时大20%～25%，焊接速度不宜太快.定位焊缝长度50-70mm，焊脚尺寸: Hf=4-5mm,焊道间距为300mm.定位焊缝作为正式焊缝的一部分不得有未焊透、裂纹等缺陷.定位焊缝上若出现气孔或裂纹时，必须及时清除后重焊. 2.6.必须加焊与坡口形状一致的引弧板、引出板.引弧板和引出板宽度不小于坡口的坡度面宽度，长度如图所示，厚度10mm,以照顾埋弧焊盖面的引收弧.焊接完毕后，必须用气割切除被焊工件上的引弧、引出板，并修磨平整，严禁用锤将其击落. 钢板对接箱型对接 3.焊接 3.1.焊前预热.为便于预热温度的撑控,实际操作中将预热温度统一规定在100℃. 预热的加热区域应在焊接坡口的两侧各100mm范围区,如图所示. 预热
无铅焊技术的发展现状和发展趋势 摘要 在焊接技术的发展过程中，锡铅合金一直是最优质的、廉价的焊接材料，无论是焊接质量还是焊后的可靠性都能够达到使用要求；但是，随着人类环保意识的加强，“铅”及其化合物对人体的危害及对环境的污染，越来越被人类所重视。随着无铅焊接的逐步应用（这是大势所趋），越来越多的用户开始寻找合适的焊接工具与密管脚芯片返修设备。2006年7月起，进入欧盟市场的电子电气产品将禁用的有害物质包括：镉、六价铬、铅、汞、PBB（多溴联苯）和PBDE （多溴二苯醚）。我国也已制定了相应的法律法规，最后期限也是2006年7月。本文对无铅焊接技术做了主要的介绍。 关键词：焊料趋势工艺窗口设备 Abstract In the process of the development of solder alloys，tin lead has been the most high-quality，low-cost， whether the quality of welding welding materials or reliability of welding is used to achieve requirements，But，as the environmental protection consciousness， strengthen human "and" lead compounds for the harm to human body and pollution to the environment， more and more attention by humans. With the application of lead-free soldering gradually （this is inevitable）， more and more users start looking for the right tools and pipe welding equipment repair feet chips. 2006 July，into the eu market electric products will disable the harmful material include: hexavalent chromium， cadmium， lead，mercury，PBB （br） and PBDE （more spin bromine diphenyl ether）. China has formulated relevant laws and regulations， the deadline is July 2006. In order to make everyone to lead-free soldering have more understanding of lead-free soldering， this paper mainly introduces the doing.
有铅工艺和无铅工艺的区别 趋势 首先我们来看看有铅和无铅的趋势，随着国际环保要求逐步提高，无铅工艺成为电子产业发展的一个必然过程。尽管无铅工艺已经推行这么多年，仍有部分企业使用有铅工艺，但无铅工艺完全代替有铅这是一个必然的结果。但是无铅工艺在使用方面有些地方也许还不如有铅工艺，所以我们以后要研究的是如何让无铅工艺更好地替代有铅工艺。让rosh环保更广泛的普及，达到既盈利又环保的双赢目标。 现状 当前国内许多大公司也没有完全采用无铅工艺而是采取有铅工艺技术来提高可 靠性，在机车行业中西门子和庞巴迪等国际知名公司也没有完全采用无铅工艺进行生产，而是尽量豁免。 当前有许多专业也认为无铅技术还有许多问题有待于进一步认识，如著名工艺专家李宁成博士也认为当前的无铅工艺技术的发展还没有有铅技术成熟，如先前的无铅焊接采用的最多的Sn3Ag0.5Cu焊料合金，最近发现由于Cu的含量稍低，焊点可靠性有些问题，有人建议将Cu的质量分数提高到1%~2%，但是现在时常上还没有这种焊料合金的产品。同时无铅焊接的电子产品的可靠性数据远远没有有铅焊接生产的电子产品丰富。 比较 有铅工艺技术有上百年的发展历史，经过一大批有铅工艺专家研究，具有交好的焊接可靠性和稳定性，拥有成熟的生产工艺技术，这主要取决于有铅焊料合金的特点。 有铅焊料合金熔点低，焊接温度低，对电子产品的热损坏少；有铅焊料合金润湿角小，可焊性好，产品焊点“假焊”的可能性小；焊料合金的韧性好，形成的焊点抗震动性能好于无铅焊点。
无铅焊接工艺从目前的研究结果中摸索有可替代合金的熔点温度都高于现有的 锡铅合金。例如从目前较可能被业界广泛接受的“锡——银——铜”合金看来，起熔点是217℃，这将在焊接工艺中造成工艺窗口的大大缩小。理论上工艺窗口的缩小为从锡铅焊料的37℃降到23℃。实际上，工艺窗口的缩小远比理论值大。因为在实际工作中我们的测温法喊有一定的不准确性，加上DFM的限制，以及要很好地照顾到焊点“外观”等，回流焊接工艺窗口其实只有约14℃。 图：有铅工艺窗口和无铅工艺窗口对比 不只是工艺窗口的缩小给工艺人员带来巨大的挑战，焊接温度的提高也使得焊接工艺更加困难。其中一项就是高温焊接过程中的氧化现象。我们都知道，氧化层会使焊接困难、润湿不良以及造成虚焊。氧化程度除了器件来料本身要有足够的控制外，拥护的库存条件和时间、加工前的处理(例如除湿烘烤)以及焊接中预热(或恒温)阶段所承受的热能(温度和时间)等都是决定因素。 由于无铅焊接工艺窗口比起含铅焊接工艺窗口有着显著的缩小，业界有些人认为氮气焊接环境的使用也许有必要。氮气焊接能够减少熔锡的表面张力，增加其湿润性。也能防止预热期间造成的氧化。但氮气非万能，它不能解决所有无铅带来的问题。尤其是不可能解决焊接工艺前已经造成的问题。 在目前的回流焊接设备中，使用强制热风对流原理的炉子设计是主流。热风对流技术在升温速度的可控性以及恒温能力方面较强。在加热效率和加热均匀性以重复性等方面较弱。这些弱点，在含铅技术中体现的并不严重，许多情况下还可以被接受。随着无铅技术工艺窗口的缩小和对重复性的更高要求，热风对流技术将受到挑战。
资料简介(钢结构厚板焊接作业指导书) 一、目的/使用范围 在钢结构加工过程中，会涉及到板厚大于40mm板材的焊接，由于大于40mm的板材焊接难度较大，焊接成型后检验也较难，特制定厚板焊接作业指导书，以保证焊接质量和控制其焊接所带来的变形。 本作业指导书适应于钢结构焊连接中板厚大于40mm板材焊接。 二、作业前的准备 1、人员的准备 明确现场管理人员与操作者对焊接施工各工序的责任人，明确工作内容及责任范围，焊接作业前要对焊接人员进行培训，必须持证上岗，并对焊接作业人员进行必要的安全保护措施，各相关部门对作业前对质量、安全、环保方面进行技术交底。2、材料的准备 所有钢材进厂前必须附有出厂质量说明书和检验报告单，分批抽取试件进行相关试验，以确定是否合格，严禁不经检验就进厂进行加工作业，对焊接过程中所使用的各种焊条、焊剂要严格按照要求之规定进行使用。（详见具体施工方案） 3、机具的准备 进行焊接作业前各种焊机工作性能进行检查，防止存在安全隐患，尽量采用低噪声、低污染的焊接器具，且专门的 焊机要由专人负责管理及使用。 三、操作工艺 1、概述 以往我们接触到的钢结构焊接件板厚一般≤40mm，但是有些工程中也有时会出现板厚大于40mm的情况，根据具体的工程情况特制定合理的焊接参数既满足焊接质量又应最大限度控制焊接变形。 2、焊接要求 ①、所有厚板对接要求全熔透，即国内Ⅰ级焊缝质量。 ②、应极大限度地控制焊接变形，厚钢板一旦变形，矫形将非常困难。 3、焊接方法 厚板焊接采用埋弧自动焊焊机进行，辅助采用手工电弧焊机、电弧气刨和角向磨光机等工具。
4、焊接特点 ①、≥40mm板要求开双面X型破口，随钢板厚度的增加，坡口增大(如厚80mm、70mm钢板坡口开到了70o) ②、厚板焊接前必须预热100～120℃ ③、厚板需采用多层多道焊接，应严格控制层间温度，防止钢板收缩过大，导致变形量增大 ④、焊接前坡口用角磨机打磨干净 ⑤、为防止第一遍焊接击穿，采用Φ3.2焊条手工打底。 15 试述16Mn钢的焊接工艺。 16Mn钢属于碳锰钢，碳当量为0.345%～0.491%，屈服点等于343MPa（强度级别属于343MPa级）。16Mn 钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。不同板 厚及不同环境温度下16Mn钢的预热温度，见表8。 16Mn钢手弧焊时应选用E50型焊条，如碱性焊条E5015、E5016，对于不重要的结构，也可选用酸性焊条E5003、E5001。对厚度小、坡口窄的焊件，可选用E4315、E4316焊条。 16Mn钢埋弧焊时H08MnA焊丝配合焊剂HJ431（开I形坡口对接）或H10Mn2焊丝配合焊剂HJ431（中板开坡口对接），当需焊接厚板深坡口焊缝时，应选用H08MnMoA焊丝配合焊剂HJ431。 16Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢，用于制造焊接结构的16Mn钢均为16MnR和16Mng钢。 焊接通用技术条件 时间: 2019-01-12 13:37:38 | [<<][>>] 水利电力部机械制造局局标准 焊接通用技术条件 SDZ018-85 本标准适用于水利电力系统一般机械及钢结构产品的手工电弧焊和埋弧自动焊。凡产品图样或
分析报告 测试名称：焊点的可靠性分析 Testing Name：Solder joint reliability analyzing 测试机构：无铅焊接研发中心 Testing Organization：Lead-free Soldering R&D Center 报告分析人：胡强，李大乐 Report Analyzer：HU Qiang,LEE Da-le 测试日期：2004-11-6 Test Date：2004-11-6 测试板的工艺参数如表1所示 表1测试板的工艺参数 参数值 PCB材质 PCB厚度（mm） 1.6 引脚镀层 焊盘镀层 焊料牌号M705 焊料成分Sn-3.0Ag-0.5Cu 助焊剂牌号ESR-260S 助焊剂流量（ml/min） 波峰焊设备名称Suneast SAC-3JS 轨道传输速度（m/min） 1.2 预热温度（℃）130,135 锡炉温度（℃）265 冷却速度（℃/s） 5.7 通过体式显微镜对PCB焊点的表面进行观察，存在焊点表面裂纹等焊接缺陷，如图1所示。 图1焊点的表面裂纹 从图中可以看出，表面裂纹发生在焊点的弯月面位置，而且裂纹方向大部分平行于元器件引线。通过对PCB其它焊点表面裂纹的观察，基本上都存在这种方向性。通过对表面
裂纹的高倍观察，发现表面裂纹并没有延伸到焊点底部，终止于很浅的位置，如图1所示。为了更好的观察裂纹增长的长度和分析裂纹产生的原因，对焊点作截面分析，如图2所示。 图2裂纹的截面图 裂纹产生的原因是多方面的，PCB所用的材料、无铅焊料的特性、焊接工艺等因素不当都有可能产生裂纹这种焊接缺陷。 1．当PCB的线膨胀系数过大时，在冷却过程中容易产生较大的收缩量，从而容易在焊点凝固过程中产生内应力，导致裂纹的产生。 2．无铅焊料的特性是否满足要求，最好是共晶成分，特别不能受到铅的污染。另外如果无铅焊料中含有合金元素Bi，则更容易产生裂纹。 3．对于工艺因素来说，预热温度应当适中，避免波峰焊接时对PCB的热冲击，造成PCB的热变形，造成裂纹的产生，同时建议采用焊后快速冷却，可以避免裂纹的产生。 从图1和图2中分析可知，裂纹尖端比较圆滑，从而说明裂纹是在冷却过程中产生的液相裂纹，其原因是由于PCB的收缩产生向下的应力，靠近元器件引线的钎料收缩亦产生内应力，从而在焊点位置出现应力集中，当焊点局部冷却速率相对于其它位置较慢时，钎料之间的结合力相对较弱，很容易产生这种液相裂纹。 产生裂纹的最主要原因就是PCB材质，当PCB材质的线膨胀系数较大时，在焊接过程中产生较大的变形，从而很容易产生裂纹等焊接缺陷。特别是对于无铅焊接，由于预热稳定的升高和焊接温度的升高，对PCB材质的要求更高，要求更高Tg值的PCB材质，以满足无铅焊接的要求。 通过对热冲击试验板的分析，发现此种圆滑尖端的裂纹并没有扩展，从而更进一步说明了此种裂纹是在焊接过程种产生的液相裂纹。通过热冲击试验后在PCB焊点中出现了极少量的微裂纹，如图3所示。 图3热冲击中形成的微裂纹 从图中可知，此种裂纹终止于尖端，产生的原因是固态下由于内应力的作用产生的撕裂，明显不同于液相裂纹的圆滑尖端。 通过对PCB焊点的分析，无铅钎料对焊盘和元器件引线的润湿性以及通孔的填充性都
深潜水母船EH36钢板加工、装、焊及验收技术要求为保证120mm厚EH36船板装焊件（以下简称EH36）的装、焊质量制定本要求，并作为（E36）的验收技术要求执行。 1.材料 EH36船用高强钢板120*2400*9100 2．预处理 2.1 钢板下料后单张钢板校平，钢板不平度小于2mm/m 3. 钢板过度坡口 3.1钢板过度坡口按图纸（附件1）要求执行。 3.2 钢板过度坡口应采用冷加工方法制出，接刀处应光顺过度，粗糙度小于0.15mm。 4. 钢板的组装 4.1 钢板的焊接坡口应加工为U 形其要求及拼板组装见图纸（附件1）。 4.2 焊接坡口对接组装的不平度小于1mm。 4.3 点焊焊条J507φ4mm，点焊焊道长度不小于50mm。点焊时应预热到规定温度。 4.5 安装同厚度、同坡口形式的引弧板。 5.焊接 5.1焊工要求 5.1.1须持有经船级社或压力容器颁发或承认的《焊工合格证书》的焊工方可施焊。
5.2焊前要求 5.2.1 焊接材料及焊接参数见附件2。 5.2.2坡口两侧20～30mm打磨，清除油污、水分等； 5.2.3焊剂必须经300～350℃焙烘1～2小时，领用焊剂不得超过4小时，在使用过程中须保证焊剂清洁；焊条按规定严格焙烘、领用。 5.2.4焊丝应干燥，无油、锈等； 5.2.5焊接母材须以电加热方式预热至150～200℃,方可进行施焊。 5.3.焊接要求 5.3.1凡每层焊道焊毕，均应保证焊道清洁，不得有夹渣、气孔等缺陷，如有缺陷，须立即消除后，方可施焊； 5.3.2为避免焊接应力集中，每层焊道须保证向内圆滑光顺过度； 5.3.3焊接过程中，应根据焊接变形量情况，调整正反面焊接顺序，以确保焊后平整度； 5.3.4反面气刨清根确定无缺陷后，打磨至金属光泽，方可继续施焊； 5.3.5构件正反两侧盖面焊接，均应采用退火焊工艺（即盖面焊道由两侧逐次焊至中间，保证最后一道盖面焊道居于盖面焊道正中）； 5.3.6所焊构件，应连续施焊，一次焊毕。整个焊接过程焊道间温度范围150-250℃。
无铅焊接技术的发展现状及未来发展趋势 摘要：电子产品生产中传统的焊接材料为锡铅合金，铅属于有毒重金属，对人体健康有害，早在1999年，欧美和日本等发达国家就已经提出了电子产品无铅化工艺，我国也在2003年做出了无铅化生产的相关规定，但由于无铅焊接工艺推广会带来一系列的问题，导致国内好多企业一直没有改变传统的焊接工艺，本文就无铅焊接技术的发展现状以及未来发展趋势来阐述无铅焊接的必然性和紧迫性。 关键词：无铅焊接发展现状 Sn/Pb合金发展趋势元器件 PCB 助焊剂焊接设备 引言 铅是一种多亲害性、对人体有毒的物质，主要损害人的神经系统、造血系统、消化系统，铅中毒也是引发白血病、肾病、心脏病、精神异常的重要因素之一。铅毒不仅对水污染，而且对土壤、空气均可产生污染，一旦环境产生严重铅污染，其治理的难度很大、周期甚长、经费支出巨大。电子制造业中大量使用的锡铅合金焊料(Sn/Pb) 是污染人类生存环境的重要根源之一。实现电子制造的全面无铅化，以减少环境污染，提升绿色制造竞争能力，以适应国内外市场对绿色电子产品的需求，是我国电子制造业以后势在必行的举措。 1、无铅焊接技术的发展现状 目前，无铅焊料的成分并没有统一的标准，通常是以锡为主体，添加其他金属，近几年来有关无铅焊料的研究工作发展很迅速。世界各大著名集团公司和研究机构都投人了相当的力量开展无铅焊料的研发。替代Sn/Pb合金的无铅焊锡合金材料有多种。目前已经得到应用的主要有Sn-Ag系列、Sn-Zn 系列、Sn-Bi系列焊料三大类。国内外专家一致认为，最有可能替代锡铅合金焊料的无毒合金是锡( Sn)基合金。无铅焊料主要以锡为主，添加Ag、Zn、Cn、Sd、Bi、In 等几种金属元素，通过焊料合金化来改善合金性能，提高可焊性。由于Sn-ln系合金蠕变性差，In极易氧化，且成本太高，Sn—Sb 系合金润湿性差、Sb还稍带毒性，这两种合金体系的开发和应用较少。实际上二元系合金要做成为能满足各种特性的基本材料是不完善的。目前最常见的无铅焊料，主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi为基体，在其中添加适量的其他金属元素所组成的三元合金和多元合金。他们与传统的Sn-Pb共晶合金焊锡比较如下表。现在市场上主要以锡/银/铜合金为主，取代锡/铅焊料的锡/银/铜合金可有不同的配比形式。日本倾向于96．5％锡/3．0％银/0．5％铜，北美更倾向于95．5％锡／3．9％银／0．6％铜，EU倾向于95．5％锡/3．8％银/0．7％铜。IPC推荐的三种焊料合金是：96．5％锡/3．0％银/0．5％铜，95．5％锡/3．8％银/0．7％铜，95．5％锡/4．0％银/0．5％铜。每种配比形式，供应商都做了大量实验分析，每一家都认为自己的焊料是取代锡/铅焊料的最佳选择。除此之外，表中列出多种可供选择的无铅焊料(用于回流焊的焊膏，用于波峰焊的合金棒，用于手工焊接的焊锡丝)。目前日本TUMURA、朝日、千住金属等公司的无铅焊膏、焊棒和焊丝等已经系列化。
SMT无铅化工艺 一．无铅焊料： 与传统的含铅焊料相比，无铅焊料的原理就是由一些合金混合物 来替代原有的铅，其特点就是这种合金的熔融温度要略高于含铅焊料。 以Sn/Ag合金为例，其熔融温度为221摄氏度，高于含铅焊料的熔融温度183 摄氏度，而另一些无铅焊料Sn/Ag/Cu 熔点为218摄氏 度、Sn/Ag/Cu/Sb熔点为217摄氏度。 二．无铅焊接工具： 无铅焊接工具与以往含铅焊接相比，生产设备方面不会有太多的 改变，而对于返修工艺来说，将面临更大的挑战。 如前段无铅焊料中，已提及无铅焊料的原理就是由一些合金混合 物来替代原有的铅，而这些合金材料的成分中Cu的使用最多。Cu是易氧化物，其氧化物CuO2与Cu相比硬度降低，就如同氧化铁（铁锈）。一旦无铅焊料中的Cu 在焊接过程中焊接时间过长，就容易造成被氧化，最终会成为产品质量的缺陷。 由此可以得出结论，焊接过程越短，焊接质量就越为可靠！在目前市场上有多款面向于无铅焊接领域的烙铁，对此做出了一个实验 以下是2个试验条件和结果：
1. 4种烙铁头的温度都设在329CO,每个烙铁头连续完成10 个焊点，每个焊点的温度达到同样的温度232CO时，完成 下一个焊点。 当10 个焊点都完成后，记录每种烙铁所用的全部时间如下： METCA——150 秒PACE204 秒 WELLE——245 秒HAKK 316 秒 该试验表明，METCAI烙铁所用时间最短，说明其功率输出效率 高，比HAKKO勺速度快一倍以上。 2.如果使这4 种烙铁都保持同样的焊接速度，即使每一个烙铁所 用时间都保持在150 秒，其它烙铁就必须升高烙铁头的温度，而METCA烙铁仍维持329Co的温度不变： METCA—L—150 秒——329 CO PACE——150 秒——349 CO WELLE—R—150 秒——380 CO HAKKO——150 秒——409 CO 我们可以得出结论，Metcal SP200的升温速度比其它至少快25% 而比Hakko926ESD!y要快一倍以上。 无铅焊接虽然对焊接工具提出了更高的要求，但经实验我们发现 部分无铅烙铁已经能满足现有无铅焊料的要求，使用Metcal 烙铁更能有效的防止焊接过程中氧化现象的产生，确保了无铅焊接的可靠性。三. 无铅焊接环境： 无铅焊接环境是指在无铅焊接过程中，对无铅焊接成功与否造成 决定性因素的一些周围环境。较为典型的例子，就是在无铅回流焊、无
厚板埋弧焊焊接工艺 （1）焊前准备 A、坡口加工： 坡口形式、坡口角度、钝边尺寸、坡口面加工质量（车铣、火焰切割或专用坡口加工设备必须符合制作工艺要求） B、焊接部位的清理： 构件组对前必须将焊接部位的30-50MM范围进行清理打磨，表面铁锈、油污、水污及氧化物必须彻底清理干净。板材下料自动切割表面打磨1MM，半自动切割表面打磨0.5MM，坡口表面不规则位置需按焊接工艺补焊打磨。（全渗透要求的其焊缝背面装配的垫板同样要求彻底打磨干净，半渗透其钝边部位也同样要求进行打磨。避免打底时产生气孔缺陷而影响焊接质量。） C、焊件的装配： 焊接构件的工装必须严格按照制定的制作工艺要求执行。1、焊缝的装备尺寸，根部间隙、钝边尺寸、焊缝的错边量 等，全渗透带垫板间隙应控制在5-6MM，（埋弧焊：4-8 MM，药芯焊：3-5MM）垫板与焊缝直边接触的一边注意 倒角2-3MM，半渗透注意坡口深度必须加大5-6MM，（埋 弧焊：5MM，药芯焊：3MM）确保验焊时焊缝的有效深度。 2、点焊要求（定位焊）；手工电弧焊和气体保护焊，手工 电弧焊点焊使用的焊条必须是工程项目规定使用的。并
且经过彻底烘烤，使用时必须放置在通上电源的保温桶 随取随用，点焊的长度80MM及点焊间距800MM，点焊 位置坡口磨深5MM，焊角尺寸根据构件的装配要求而定，全渗透带垫板焊角与垫板厚度相同，垫板与焊缝背面必 须完全贴紧后再点焊，并且垫板两侧点焊时注意对称点 焊，半渗透点焊应注意点焊的焊角尺寸，（必须两层三 道，焊角10-12MM），箱梁构件注意在箱量内增加工艺 板，（工艺板可以角焊焊接（角焊6MM），且必须四边全 部焊满）工字钢构件组对后焊前须加横撑固定。（装配 工艺板与横撑要求可以根据构件的实际长度而定，间隔 距离1000-1200MM），所有点焊必须焊工操作，厚件定 位焊质量较为重要，焊接要求与正式焊缝相同。厚件点 焊时注意不得在构件上构件上随意引弧，焊工点焊时注 意每个点焊收弧部位的收弧方式，不允许有弧坑，且弧 坑必须填满（可往回焊10-20MM或划圈收弧）。咬边缺 陷同样要严格控制，大于1MM必须补焊。所有点焊在焊 前必须预热（火焰加热100-150°）。临时固定去处时 不得割伤母材。 3、引弧板与引出板，每条焊缝两端必须装配引弧板和引出 板，引弧板和引出板的大小应足以堆积焊剂并使引弧点 和弧坑落在正常焊缝之外。装配要求与正式焊缝相同，（引弧板和引出板长度在100-150MM之间，注意与坡口
表面组装技术中的无铅焊接工艺 发表时间：2009-05-22T13:04:37.873Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年5月上旬刊供稿作者：任红星[导读] 本文就无铅焊接材料、工艺以及带来的新课题谈谈无铅焊接的必然性和紧迫性。摘要：电子产品生产中传统的焊接材料为锡铅合金，铅属于有毒重金属，对人体健康有害，早在1999年，欧美和日本等发达国家就已经提出了电子产品无铅化工艺，我国也在2003年做出了无铅化生产的相关规定，但由于无铅焊接工艺推广会带来一系列的问题，导致国内好多 企业一直没有改变传统的焊接工艺，本文就无铅焊接材料、工艺以及带来的新课题谈谈无铅焊接的必然性和紧迫性。关键词：无铅焊接 Sn/Pb合金元器件 PCB 助焊剂焊接设备0 引言 铅是一种多亲害性、对人体有毒的物质，主要损害人的神经系统、造血系统、消化系统，铅中毒也是引发白血病、肾病、心脏病、精神异常的重要因素之一。铅毒不仅对水污染，而且对土壤、空气均可产生污染，一旦环境产生严重铅污染，其治理的难度很大、周期甚长、经费支出巨大。电子制造业中大量使用的锡铅合金焊料(Sn/Pb) 是污染人类生存环境的重要根源之一。实现电子制造的全面无铅化，以减少环境污染，提升绿色制造竞争能力，以适应国内外市场对绿色电子产品的需求，是我国电子制造业以后势在必行的举措。 1 无铅焊料研究与推广 目前，无铅焊料的成分并没有统一的标准，通常是以锡为主体，添加其他金属，近几年来有关无铅焊料的研究工作发展很迅速。世界各大著名集团公司和研究机构都投人了相当的力量开展无铅焊料的研发。替代Sn/Pb合金的无铅焊锡合金材料有多种。目前已经得到应用的主要有Sn-Ag系列、Sn-Zn系列、Sn-Bi系列焊料三大类。国内外专家一致认为，最有可能替代锡铅合金焊料的无毒合金是锡( Sn)基合金。无铅焊料主要以锡为主，添加Ag、Zn、Cn、Sd、Bi、In 等几种金属元素，通过焊料合金化来改善合金性能，提高可焊性。由于Sn-ln系合金蠕变性差，In极易氧化，且成本太高，Sn—Sb系合金润湿性差、Sb还稍带毒性，这两种合金体系的开发和应用较少。实际上二元系合金要做成为能满足各种特性的基本材料是不完善的。目前最常见的无铅焊料，主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi为基体，在其中添加适量的其他金属元素所组成的三元合金和多元合金。 2 无铅焊接技术引发的新课题 目前，无铅焊技术主要应用在电子元件组装领域，其存在的形态为焊条、焊丝、焊膏。其应用范围主要在各种电子、电器产品，印制电路板(PCB)的组装。影响无铅焊接技术的应用的因素很多。要使无铅焊接技术得到广泛应用，还必须从电子组装焊接这个系统工程的角度来解析和研究。 2.1 元器件目前开发已用于电子产品组装的无铅焊料，熔点一般要比有铅焊料高，所以要求元器件耐高温，而且无铅化，即元器件内部连接和引出端(线)也要采用无铅焊料和无铅镀层。 2.2 PCB 无铅焊接要求PCB的基础材料耐更高温度，焊接后不变形，表面镀覆的无铅共晶合金材料与组装焊接用无铅焊料兼容，而且要考虑低成本。 2.3 焊接工艺与设备焊接设备要适应新的焊接温度的要求，例如需要加长预热区或更换新的加热元件。若采用波峰焊，则波峰焊焊槽、机械结构和传动装置都要适应新的要求，锡锅的结构材料与焊料的一致性(兼容性)要重新匹配。采用再流焊时，为了提高焊接质量和减少焊料的氧化，有必要采用行之有效的抑制焊料氧化技术和采用惰性气体( 如N2) 保护焊技术。同时，采用先进的再流焊炉温测控系统也是解决无铅焊工艺窗口较窄带来的工艺问题的重要途径。 2.4 助焊剂为满足无铅焊料焊接的要求，需要开发新型的氧化还原能力更强和润湿性更好的助焊剂。新开发的助焊剂要与焊接预热温度和焊接温度相匹配，而且要满足环保的要求。迄今为止，实际测试证明，免清洗助焊剂用于无铅焊料焊接效果更好。 2.5 工艺流程在SMT工艺流程中，无铅焊料的涂敷印刷、元件贴装、焊接和住焊接残留物清洗以及焊接质量检验都是新的课题。 2.6 废料回收从含Ag的Sn基无铅无毒的绿色焊料中分离Bi 和Cu将是非常困难的，如何回收Sn-Ag合金又是一新课题。 3 影响SMT无铅焊技术的几个因素 3.1 工艺温度在无铅回流焊接中，无铅焊锡影响工艺温度，因此影响到加热温度曲线。为了以较低的维护停机时间保持机器的清洁，需要一个适当的助焊剂流动管理系统。 3.2 冷却系统无铅焊接中推荐一个受控的冷却系统，因为一旦炉子具有适当的冷却能力，液化以上的时间，晶粒结构和板子出来的温度都可以界定自然需要更多的室温风扇。而推荐使用的是一个高级的直接空气、完全集成的、排热系统。这个系统设计用于以较低的氮气消耗提供良好的冷却。 3.3 助焊剂的选择由于较高的工艺温度，无铅焊接要求与含铅焊锡不同的助焊剂。助焊剂类型决定哪一种预热配置最适合干该工艺。选择一种具有快速变换配置灵活性的波峰焊接机器。预热模块应该容易交换，以找到对每个个别工艺的最佳安排。 3.4 焊脚和空洞在无铅焊接中，会发生一些特别的缺陷，诸如焊脚提起和焊须。但其他缺陷，如焊点中的空洞，也似乎比Sn/Pb 中发生的多。焊脚开起是在冷却阶段，它是焊接元脚从电镀通孔周围铜焊盘的一种分离。焊脚开起的主要原因是合金化合物、铜焊盘、板厚度与材料的温度膨胀系数的不匹配。焊脚开起主要发生在含秘合金与铅污染结合的时候空洞形成的原因很多。空洞可能是固化期间电镀孔的排气可能会在焊锡中产生空洞，空洞也可能是焊接点润湿不够的结果。 3.5 回流工艺回流工艺中的变量包括机器和数据记录参数。机器参数包括传带速度、参考温度以上的时间、平均温度、最低温度、最高温度和达到最高温度的时间。特征是指焊接缺陷，如空洞、跳焊、焊球，焊桥和元件竖立。提高合格率和降低机器停机时间是无铅焊接引人之后必须达到的目标。在开始无铅工艺之后，要努力建立一个可以重复测量的工艺，一个合理计算工艺的能力，一个合理计算工艺能力值的方法和一个使用该数据校准机器的方法。 4 结束语 本文阐述了SMT中无铅焊料的组分系列和无铅焊接工艺引发的一些新课题，以及SMT焊接技术，希望业内人士批评指正，以供相互交流探。 参考文献： [1]王卫平，陈粟宋.电子产品制造工艺.
Q345E\40~60mm厚钢板焊接工艺 摘要：本文对Q345E厚钢板焊接工艺做了简单的介绍。 关键词：Q345E钢板；施工工艺 Abstract: in this paper, the Q345E thick steel plate welding process to a simple introduction. Keywords: Q345E steel plate; Construction technology Q345E钢板具有良好的韧性、塑性、冷弯性和焊接性能。一般在热轧或正火状态下使用。广泛适用于桥梁、车辆、船舶、管道、锅炉、各种容器、油罐、电站、厂房结构、低温压力容器等结构件。一般20mm以下的中板焊接时不用焊前预热和焊前热处理。40~60mm算厚度板，由于较大的拘束度，焊接时需采取焊前预热、后热等措施。 1、下料加工：采用氧—液化石油气切割，与氧—乙炔气切割相比，虽然预热时间较长、切割速度较慢，但切割面光滑，渗碳少，成本下降20%以上，比较经济安全。 2、焊接方法：用焊条电弧焊打底，填充和盖面采用埋弧自动焊。 3、焊接坡口：精度要求较高的坡口，采用龙门刨刨削而成，加工后用样板检查坡口尺寸，厚钢板对接在专用平台上进行，以保证对口错边不大于2mm。一般要求的，坡口采用火焰切割加工。 4、坡口尺寸：坡口形式及尺寸见图1。 5、钢板对接：钢板对接前，对坡口及坡口边缘100mm范围内的油、锈、漆等污物进行彻底清理，直到露出金属光泽为止。并采用超声波检查内部缺陷，对毛边、夹层、裂纹、夹灰等缺陷及时进行处理。 6、焊接材料：对于焊接材料的选用, 应严格控制其含扩散氢含量。一般要求选用低氢型（E5015/J507）或超低氢型焊条。焊条的含氢量不超过5ml/100g (水银法扩散氢测定法)。焊前严格按规定烘干350~380℃并保温1.5~2h。烘好的焊条放于保温桶中，随用随取；焊条连续烘干次数不得超过3次。 对于采用埋弧自动焊时, 焊剂中不准混入灰尘、铁屑及其它杂物。熔炼型焊剂( HJ331) 必须烘到300℃以上, 保温 1 ～2h。如采用烧结型焊剂
一、锡膏丝印工艺要求 1、解冻、搅拌 首先从冷藏库中取出锡膏解冻至少4小时，然后进行搅拌，搅拌时间为机械2分钟，人手3分钟，搅拌是为了使存放于库中的锡膏产生物理分离或因使用回收造成金属含量偏高使之还原，目前无铅锡膏Sn/Ag3.0/Cu0.5代替合金，比重为7.3,Sn63/Pb37合金比重为8.5因此无铅锡膏搅拌分离时间可以比含铅锡膏短。 2、模板 不锈钢激光开口,厚度80-150目(0.1-0.25mm)、铜及电铸Ni模析均可使用。 3、刮刀 硬质橡胶(聚胺甲酸酯刮刀)及不锈钢金属刮刀。 4、刮刀速度\角度 每秒2cm-12cm。（视PCB元器件大小和密度确定）；角度:35-65℃。 5、刮刀压力（图一） 1.0-2Kg/cm2 。 6、回流方式 适用于压缩空气、红外线以及气相回流等各种回流设备。
7、工艺要求 锡膏丝印工艺包括4个主要工序，分别为对位、充填、整平和释放。要把整个工作做好，在基板上有一定的要求。基板需够平，焊盘间尺寸准确和稳定，焊盘的设计应该配合丝印钢网，并有良好的基准点设计来协助自动定位对中，此外基板上的标签油印不能影响丝印部分，基板的设计必需方便丝印机的自动上下板，外型和厚度不能影响丝印时所需要的平整度等。 8、回流焊接工艺 回流焊接工艺是目前最常用的焊接技术，回流焊接工艺的关键在于调较设置温度曲线。温度曲线必需配合所采用的不同厂家的锡膏产品要求。 二、回流焊温度曲线 本文推荐的无铅回流焊优化工艺曲线说明(如图二):推荐的工艺曲线上的四个重要点: 1、预热区升温速度尽量慢一些(选择数值2-3℃/s)，以便控制由锡膏的塌边而造成的焊点桥接、焊球等。 2、活性区要求必须在(45-90sec、120-160℃)范围内，以便控制PCB基板的温差及焊剂性能变化等因数而发生回流焊时的不良。 3、焊接的最高温度在230℃以上保持20-30sec，以保证焊接的湿润性。 4、冷却速度选择在-4℃/s。 回流温度曲线如下：（图二）