焊接的概念及其物理过程

焊接的概念及其物理过程
（1）、焊接的概念
焊接，一般用加热的方式使两件金属物体结合起来。如果在焊接的过程中需要熔入第三种物质，则称为

“钎焊”，所加熔上去的第三种物质称为“焊料”。按焊料熔点的高低又将钎焊分为“硬钎焊”和软钎焊
“，通常以450℃为界，低于450℃的称为”软钎焊“。电子产品安装工艺中的所谓”焊接“就是软钎焊
的一种，主要用锡、铅等低熔点合金做焊料，因此俗称”锡焊
（2）、焊接的物理过程
任何焊接从物理学的角度来看，都是一个“扩散“的过程，是一个在高温下两个物体表面分子互相渗透

的过程。这个概念很重要，充分理解这一点是迅速掌握焊接技术的关键。锡焊，就是让熔化的焊锡渗透到
两个被焊物体（比如无器件引出脚与电路板焊盘的金属表面分子中，然后冷却凝固而使之结合的。）
焊接的条件和本质
要形成扩散层（或曰合金层），必须满足以下几个条件：
1，两金属表面能充分接触，中间没有杂质隔离（例如氧化膜、油污等）。
2 温度足够高
3） 时间足够长
这样，金属分子才有机会、有足够的能量和时间进行扩散。因为焊接过程的本质是扩散，所以这三点是得
到一个良好焊拉面的基本条件。然而，对于一个完整的焊接过程来说，还有：
4） 冷却时，两个被焊手的位置必须相对固定。在凝固的那一瞬间不能有任何外力所造的位移了生，以便
熔融的金属在凝固时有机会重新生成其特定的晶相结构，使焊接部位保持应有的机械强。
焊料、焊剂与元器件的可焊性
焊接工具
一，电烙铁
1，电烙铁的功能、构造

电烙铁在手工锡焊过程中担任着加热焊区各被焊金属，熔化焊料、运载焊料和调节器节焊料用量的多重
任务。
电烙铁的构造很简单，除了一种手枪式快速电烙铁以外，其余都大同小异。
二，电烙铁的工作原理
电烙铁的工作原理简单地说就是一个电热器在电能的作用下，发热、传热和散热的过程：接能电源后，在
额定电压下，由烙铁心以电热丝阻值所决定的功率发热）
三，烙铁的的分类和选用
普通电烙铁按结构分为内热式和外热式两种。内热式电烙铁的发热芯与管身一并被套在烙铁头的里面，外
型小巧，预热率高，以功率为20瓦、30瓦的应用较多，但发热芯的可靠性比外热式的差，烙铁头的温度
不便于调节，不太适合于初学者使用。外热式电烙铁的发热芯套在烙铁头的外面，结构牢固、经久耐用，
热惯性大，工作时温度较为恒定，温度的调节比较方便。是目前采用得最为普通的结构型式。外热式电烙
铁的功率规格齐全，从20瓦到300瓦都有。若用于一般的电子线路安装焊接接，有一把20-30瓦的为主，
再配一把45-60瓦的为辅就足够了应付了。若要安装电子管扩音机之类的中、大型设备，则应该准备一把
75瓦和一把150瓦的电烙铁。

四，电烙铁头
烙铁头的外形主要有直头、弯头之分。工作端的形状有锥形、铲形、斜劈形、专用的特制形等。但通常在
小功率电烙铁上，以使用直头锥形的为多，弯总经济师铲形的则比较适合于75瓦以上的电烙铁。烙铁头形
状的选择可以根据加工的对象和个人的习惯来决定。普通电烙铁头都是用热容比大、导热率高的纯铜（紫
铜）制成。锡和铜之间有很好的亲和力，因比熔融的焊锡才会很容易被吸附在烙猴头上任由调度。然而铜
和锡会生成铜锡合金，合金的熔点大低于纯铜的熔点，在电烙铁的工作温度下会局部熔解。其熔解的速度
与温度成正比，在烙铁头的工作面上各点的温度不会完全一样，温度高的地方铜金属消耗快，使工作面形
成 凹陷
五，其他工具
焊接所用的其他工具还有 ： 1，吸锡器、 2，方大镜、 3，镊
子、 4，尖嘴钳、 5，小刀 6，台灯等
焊料
焊料又名钎料，在锡焊工艺中所用的焊料就是焊锡，它通常是锡（SN）与另一种低熔点金属-----铅（PB）
所组成的合金。为了提高焊锡的理化性能，有时还有意地掺入少时的锑（SB）、铋（BI）银（AG）等金属。
通常将焊锡料中除锡、铅以所含的其他微量金属成分称为杂质金属。杂质金属对焊料性能的影响很大，其
中，锑可以增加强度，少量的锑可以防止低温下“锡疫”现象的发生。银可以增加导电率，改善焊接性能。
含银焊料可以防止银腊在焊接时熔解，特别适合于陶瓷器件有银层处的焊接，还可用在高档音响产品的电
路及各种镀银件的焊接。加入铋、镉 、铟等金属右以降低焊料的熔融温度，制成低熔点焊料，但会降低焊
料的机械性能。
共晶焊料及特点
共晶点所对应的焊料成分为61.9%的锡与38.1%的铅,这种配比的焊料熔点最低(183℃),并且在熔化或凝固
时不经过半熔融状厉,特别适合于焊接操作,容易得到性能优良的焊点.这种焊料称为共晶焊料.锡铅焊料中
的含锡量越高,其浸润性越强.而含铅量越高时,焊点表面耐腐蚀性能越佳.手工焊接就尽量选用共晶焊料
焊剂的功能
焊剂一般由具有还原性的块状、粉状或糊状物质当任。焊剂的熔点比焊料低，其比重、粘度、表面张力都
比焊料少。因此，在焊接时，焊剂必定会先于焊料熔化，很快地流浸、覆盖于焊料及被焊金属的表面，起
到隔绝空气防止金属表面氧化的作用，起到降低焊料本身和被焊金属的表面张力，增加焊料润湿能力的作
用。并且能在焊接的高温下与焊焊锡及被焊金属表面的氧化膜反应，使之熔解、还原出纯净的金属表面来，
这时液态焊料的表面才得以体现它的表面张力和浸润性能，金属间的扩散才得以进行
焊剂的品种
焊剂的品种繁多，配方标准不一。焊剂分为有机类和无机类，有机焊剂又分为松香基和非松香苦焊剂。在
电子技术中主要使用以松香为主的有机焊剂。松香是天然树脂，是一种在常温上呈浅黄色到棕红色的透明
玻璃状固体，松香的主要成为松香酸，在74℃时溶解并呈现出活性，随着温度的升高，作为酸开始起作用，
使参加焊接的各金属表面的氧化物还原、溶解，起到助焊的作用。
金属的可焊性
金属的可焊性是由金属的晶相结构和金属的化学活动性来决定：
金.银.紫铜.黄铜.磷铜.镍.锌.铁.铝
焊接过程与操作要领
1，焊接准备
2，焊接过程
焊接前准备
1，检查烙铁
2，调好烙铁的温度
3，试焊
试焊的判定
准备好的电烙铁应该先在锡条上熔锡，以便让烙铁头能带上适量的焊锡。熔锡时只要在锡条的端缘去熔解
分割出几粒大小不等的锡珠，然后选择一粒大小适当的让烙铁头吃锡即可。要不时地让烙铁头到松香里去
蘸一下，让焊锡、烙铁的工作面总是被一层松香的油膜包裹着。否则，烙铁吃锡时锡珠不成其为珠，液滴
不成其为滴，无法控制吃锡量
焊接过程
1，元器件引出脚的上锡
2，焊接的操作手法
手工焊接有两种基本手法： 一种是用实芯焊锡条时的手法， 一种是使用松香焊锡丝作
焊料时的物法
焊接的技巧
吃好锡后赶紧让带着新鲜松香油膜的焊锡去接锡去接接触元器件引出脚和焊盘，在焊剂的引导下焊锡会以
很大的接触面传导烙铁的热量，使被焊金属很快地升温。只要被焊金属表面清洁，可焊性好，局焊性好，
局部的高温就会使得扩散发生，液滴会在被焊物表面浸流开来，迅速填满引出脚与焊盘之间的间隙，此时
不失时机地将烙铁移一引出脚的对面引导一下，就要以得到一个完整的焊点。这个过程需要经历零点几秒
到数秒的时间，所以焊接时间由焊点的大小、烙铁的温度、金属的可焊性决定，应该以有扩散浸润发生，
形成真正焊的时间为准，焊料对被焊物发生浸润的那一刻是可以观察到的，在这一刻，焊料与被焊金属相
接处的接触角会突然从大于90°缝隙状变为小于90°的浸润状，并开始向前爬行。焊点一旦形成就将烙
铁撤离，保持各被焊物之间的位置不要变动，让焊点自然冷却即可
焊接的时间与掌握
1，焊接时间由焊点的大小、烙铁的温度、金属的可焊性决定
2，烙铁退出焊接点
时机是于焊锡扩散到目的范围时，并且松香颜色变成淡褐色为基准
焊接的质量检验
检验焊接质量有多种方法，比较抚进的方法是用仪器进行。而在通常条件下，则采用观察外观和用烙铁重
焊的方法来检验。
外观观察检验法
一个焊点的焊接质量最主要的是要看它是否为虚焊，其次才是外观。但是，经验丰富的人完全可以凭焊点
的外表来 断其内部的焊接质量。
一个良好的焊点其表面应该光洁、明亮、不得有拉尖、起皱鼓气泡、夹渣、出现麻点等现象
带松香重焊检验法
检验一个焊点虚实真假最可靠的方法就是重新焊一下：用带松香焊剂、缺少焊锡伯烙铁重新熔融焊点，从
旁边或下方撤走烙铁，若有虚焊，其焊锡一定都会被强大的表面张力收走，使虚焊处暴露无余。
焊接的不良现象
1，粘付力不够
2，锡尖
3，锡珠
4，假焊，虚焊