手工焊接技术

手工焊接技术

【摘要】手工焊接技术是利用加热器，促使焊料与焊件的渗透于融合，从而把焊件相互连接起来。整个过程可理解为加热→熔入→浸入→冷却→连接。它是从事电子技术工作的基本功。

【关键词】手工焊接；焊接步骤；焊点检验

一、焊接基础知识

焊接是金属连接的一种方法，电子电路中的焊接方式有多种，各种方式的适用性也不尽相同。在小批量的生产和维修中，多采用手工电烙铁焊接；成批或大量生产时则采用浸焊和波峰焊等自动化焊接。在此主要介绍手工电烙铁焊接。即低熔点焊料（锡与铅合金）在助焊剂的帮助下，熔入并渗透到被焊元件的金属表面，然后在冷却过程中凝固为新的合金结构，从而使待焊材料与焊料实现永久连接。

常用的焊接工具与材料有电烙铁、焊料和焊剂。

1.电烙铁

电烙铁是进行手工焊接最常用的工具，它是根据电流通过加热器件产生热量的原理而制成的。主要用于焊接元件及导线。它按功能可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙铁，按对烙铁头的加热方式可分为内热式和外热式两种，内热式电烙铁的电热丝置于烙铁头内部，热量能被烙铁头充分吸收，效率较高；外热式电烙铁的电热丝则包在烙铁头上。电烙铁的标称功率有20W、35W、50W、75W、100W、150W和300W等，应根据需要进行选用。

首次使用的电烙铁需要进行“上锡”处理。方法是：用锉刀把烙铁头锉干净，插上电源，在温度渐渐升高时，用松香涂在烙铁头上；待松香冒烟，烙铁头能够熔化焊锡的时候，再把烙铁头放在有少量松香和焊锡的砂纸上研磨，各个面都要磨到，这样就可以使烙铁头镀上一层焊锡。烙铁头使用过久，会出现腐蚀、凹坑等现象，影响焊接质量，这时可先刮去焊料，再清除掉表面的氧化层，最后重新整形、上锡即可。

2.焊料

焊料由易熔金属及其合金构成，焊接时熔化，与待焊金属材料结合，在待焊材料表面形成合金层，将待焊材料连接一起。在整机装配、维修时焊料多采用锡铅合金，其配比为含锡63%、铅37%，又称为共晶焊锡，共晶点的温度为183℃。具有熔点低、流动性好、机械强度高、导电性能好、表面张力小、抗氧化能力强等优点。

锡铅焊料因其优异的性能和低廉的成本，一直是电子组装焊接中的主要焊接材料。但铅及其化合物属于有毒物质，且锡铅合金不能满足近代电子工业对可靠性的要求，故铅锡料将逐渐停止使用。目前，较理想的替代锡铅焊料的无毒合金是锡基合金，它主要以锡为主，添加银、锌等金属元素，形成以锡—银、锡—锌为基体，再加以适量的其他金属元素所组成的三元、多元合金。

3.焊剂

焊剂是焊接时添加在焊点上的化合物，它是进行锡铅焊所必须的辅助材料。分为助焊剂和阻焊剂。

助焊剂是在熔化后，漂浮在焊料表面，形成隔离层，防止了焊接面的氧化。它具有清除氧化层和减小焊料表面张力，提高焊料的流动性，有助于焊锡润湿焊件的作用，使焊接牢固美观。在通常的手工电烙铁焊接中，多选用松香做助焊剂。为了方便，有的焊料中已加入了焊剂，如松香芯焊锡丝等。

阻焊剂是限制焊料只在需要的焊点上进行焊接，把不需要焊接的印制电路板的板面部分覆盖起来，保护面板使其在焊接时受到的热冲击小，不易起泡，同时还起到防止桥接、拉尖、短路、虚焊等作用。在一定程度上保护了布线层。它一般是绿色或者其它颜色，覆盖在布有铜线上面的那层薄膜上。

二、手工焊接过程

1.焊接前的准备工作

（1）刮脚

刮脚主要是为了清除元件表面的氧化层。元件经过长期存放，会在元件表面形成氧化层，易造成焊点不牢，出现虚焊、假焊等情况，从而影响焊接质量。因此，当元件表面存在氧化层时，应首先清除，注意用力不能过猛，以免使元件引脚受伤或折断。清除元件表面氧化层的方法，左手捏住电阻或其他元件的本体，右手用锯条或小刀轻刮元件引脚的表面，左手慢慢地转动，直到表面氧化层全部去除。

（2）搪锡

在电子产品装联之前对元器件的引线进行重新浸锡处理，通常称为“搪锡”。搪锡方法按照工艺可分为手工搪锡、锡锅沾锡、超声波浸锡、超声波波峰搪锡及碱性电解液镀锡等。其中我们所用的电烙铁搪锡方法是：左手拿元器件，右手持电烙铁，用带有适量焊锡的热烙铁头将元器件要搪锡的管脚压在松香里，并转动引脚，即可使引脚均匀地镀上一层很薄的锡层，时间大概为1秒。导线的搪锡过程也是如此。

（3）整形

如果元件器管脚本身发亮，就可以直接进入这道工序。

整形就是利用尖嘴钳或镊子等工具将元器件的引脚整直，然后再根据安装的要求将元器件的引脚弯曲成一定的形状。元器件的安装形状有两种——卧式和立式。在整形的过程中，切记弯曲元器件的根部，而且还要让元器件的有关标示朝外，以便观察和检修。

2.电烙铁和焊料的握持方法

电烙铁握持方法有三种：笔握法，反握法和正握法。笔握法适用于轻巧型的小功率电烙铁在操作台上进行印制板上较小面积焊盘的焊接。反握法适用于大功率电烙铁焊接大批焊件。正握法适用于弯形烙铁头或是中功率的电烙铁。

焊料一般拿法有连续焊接时拿法和断续焊接时拿法。

3.焊接操作步骤

掌握好电烙铁的温度和焊接时间，选择恰当的烙铁头和焊点的接触位置，才可能得到良好的焊点。正确的手工焊接操作过程可以分成五个步骤：

（1）准备

左手拿焊丝，右手握烙铁，进入备焊状态。要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀有一层焊锡。

（2）烙铁预热

烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间大约为1～2秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说，要注意使烙铁头同时接触两个被焊物并尽可能加大铜箔与被焊件的接触面，以缩短加热时间。而且烙铁不能对印制板和焊点施压，以保护铜箔不被损坏。（3）送焊料

焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意：不要把焊锡丝送到烙铁头上！

（4）移焊料

焊丝熔化一定量后，立即向左上45°方向移开焊丝。如果慢了，相当于延长了加热时间，会对元器件和印制板造成一定程度的伤害，同时会出现堆锡或拉尖现象。

（5）撤电烙铁

当焊接点上的焊料接近饱满，焊剂尚未完全挥发，焊点最光亮、流动性最强的时候，应将电烙铁迅速会带一下，同时轻轻旋转一下朝向右上45°方向迅速撤去，结束焊接。从第三步开始到第五步结束，时间大约也是1～2秒。

三、焊点检验

手工焊接对焊点的要求是：①电连接性能良好；②机械性能好；③光滑、圆润、无针孔、无松香渍。

造成焊接质量不高的常见原因是：①焊锡用量过多，形成焊点的锡堆积；焊锡过少，不足以包裹焊点。②冷焊。焊接时烙铁温度过低或加热时间不足，焊锡未完全熔化、浸润、焊锡表面不光亮（不光滑），有细小裂纹（如同豆腐渣）。③夹松香焊接，焊锡与元器件或印刷板之间夹杂着一层松香，造成电连接不良。若夹杂加热不足的松香，则焊点下有一层黄褐色松香膜；若加热温度太高，则焊点下有一层碳化松香的黑色膜。对于有加热不足的松香膜的情况，可以用烙铁进行补焊。对于已形成黑膜的，则要“吃”净焊锡，清洁被焊元器件或印刷板表面，重新进行焊接才行。④焊锡连桥。指焊锡量过多，造成元器件的焊点之间短路。这在对超小元器件及细小印刷电路板进行焊接时要尤为注意。⑤焊剂过量，焊点明围松香残渣很多。当少量松香残留时，可以用电烙铁再轻轻加热一下，让松香挥发掉，也可以用蘸有无水酒精的棉球，擦去多余的松香或焊剂。⑥焊点表面的焊锡形成尖锐的突尖。这多是由于加热温度不足或焊剂过少，以及烙铁离开焊点时角度不当造成的。

要做到良好焊接的条件是：待焊材料具有清洁的金属表面；加热到最佳焊接温度；金属扩散时产生金属化合物。

手工焊接技术是一项实践性很强的技能，在电子产品的维修、调试中常会用到。焊接质量的好坏直接影响到维修效果。在掌握到它的方法技能后，要多练，多实践，才能有较好的焊接质量。

参考文献

[1]杨承毅，李显中.电子元器件的识别与检测[M].北京：人民邮电出版社（第二版），2012.

[2]王春霞，朱延枫.电子元器件手工焊接技术[M].北京：机械工业出版社，2013.

[3]董传银.手工焊接工艺控制[M].北京：北京希望电子出版社，2006.