電連接器接點(diǎn)焊接工藝研究

李軍

摘要：電連接器在生產(chǎn)制造的過程中經(jīng)常會(huì)遇到一些特殊的焊接接口問題，需要使用點(diǎn)焊的方式來對(duì)其進(jìn)行連接，文章分析了電焊工藝的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：電連接器;焊接工藝;電焊連接

1前言

電連接器應(yīng)用電焊焊接工藝的過程中如果不能做好相關(guān)的工作的話就會(huì)導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用的過程中效果不佳，文章分析了相關(guān)的工藝，希望可以給有關(guān)從業(yè)人員以幫助。

2材料

國軍標(biāo)要求航天產(chǎn)品助焊劑采用低活性氫化松香助焊劑。它是一種弱酸，能起到活化劑作用。在180～300℃時(shí)活化性最為充分，超過300℃時(shí)將喪失活化性，活化性變差就起不到去除氧化膜與隔絕空氣的作用。不能在很短的時(shí)間里迅速去除焊料和母材表面的氧化膜，也不能為后期焊料熔化鋪展擴(kuò)散打下良好基礎(chǔ)。所以在使用松香助焊劑時(shí)，烙鐵溫度應(yīng)設(shè)置在300℃以下最為合適。在焊接高溫下，助焊劑能還原錫鉛焊料表面的氧化膜，使其相互潤濕，促使熔融的錫鉛焊料沿接線端子表面漫流。在焊接過程中它還可以覆蓋焊接部位，有效地防止焊接部位再氧化。焊接后使焊劑殘留物形成一層致密的有機(jī)膜，對(duì)焊點(diǎn)有良好的保護(hù)作用，具有一定的防腐性能。松香助焊劑還可以起到調(diào)節(jié)比重的作用。它不但有很好的助焊性能，便于清洗（一般用小畫筆沾無水乙醇清洗松香助焊劑），甚至還能免清洗。焊料的選擇不僅應(yīng)考慮強(qiáng)度，還應(yīng)考慮焊接母材與助焊劑的耐溫性。焊料應(yīng)選用熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)一致的焊料，致使焊點(diǎn)快速凝固，不會(huì)因半融狀態(tài)時(shí)間過長而造成焊點(diǎn)結(jié)晶疏松，強(qiáng)度降低。焊料的流動(dòng)性好、表面張力小，利于提高焊點(diǎn)質(zhì)量和強(qiáng)度以及導(dǎo)電性。電子、電氣制品最常用的焊料是S-Sn60PbA錫鉛焊料，熔點(diǎn)溫度是183℃，焊接溫度在250～260℃。該溫度區(qū)間顯然是助焊劑松香的最佳活化狀態(tài)。當(dāng)焊點(diǎn)工作環(huán)境溫度過高的時(shí)侯，S-Sn60PbA的性能不能滿足要求，建議選用焊料S-Sn40PbA。此焊料熔點(diǎn)溫度是235℃，焊接溫度295℃，基本滿足松香助焊劑特性要求。當(dāng)工作環(huán)境溫度高于S-Sn40PbA的焊料熔點(diǎn)時(shí)，可以考慮采用涂覆灌封阻熱法解決。焊接電連接器接點(diǎn)不要選擇鉛、錫含量過高的焊料，如老型號(hào)HLSnP90-6、HLSnP10焊料。前者鉛含量過高，焊點(diǎn)易蠕變，在高溫和振動(dòng)情況下易裂縫，張力較大，不易焊接;后者的錫含量較高，焊點(diǎn)較脆，不能在低溫下工作，而且黏性大，影響焊接質(zhì)量。

3工藝

為保證產(chǎn)品質(zhì)量，選用恒溫烙鐵焊接。焊接工具根據(jù)換能的方式分為兩種：一種是由電阻絲直接發(fā)熱;另一種是由高頻趨膚效應(yīng)，采用高頻換能方式。前者，如內(nèi)（外）熱式電烙鐵等，采用改變烙鐵頭長短方式調(diào)溫，或溫度傳感器測溫并由可控硅控制電源功率改變溫度。而后者采用控制頻率諧振方式，用不同標(biāo)稱烙鐵頭對(duì)應(yīng)不同溫點(diǎn)恒溫值。在焊接接觸母材時(shí)，烙鐵失諧并重新調(diào)整諧振，烙鐵諧振后使頭部恒溫。此方法調(diào)溫精度高，速度快，保證了烙鐵處在恒溫狀態(tài)。從烙鐵頭的材料來看，烙鐵頭大致可分為兩種：銅烙鐵頭和鐵氧體表面鍍膜烙鐵頭。銅烙鐵頭具有傳熱快，助焊劑焊料附著力好，焊接電連接器接點(diǎn)操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。但在焊接過程中，烙鐵頭中的銅或銅合金材料容易被氧化和侵蝕;烙鐵頭需要頻繁修理，銅烙鐵頭中的銅還會(huì)增加焊點(diǎn)中的銅含量;當(dāng)錫-鉛合金的質(zhì)量百分含量提高，焊點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)粘滯性的砂性，焊點(diǎn)容易出現(xiàn)橋接、虛焊、拉尖等焊接不良現(xiàn)象，這些都會(huì)嚴(yán)重影響焊點(diǎn)的質(zhì)量。相對(duì)而言，鐵氧體鍍膜烙鐵頭可避免上述情況發(fā)生，助焊劑焊料不易附著，易作PCB焊接，但不適合電連接器焊接。由此只有采用外層鍍鐵合金的銅烙鐵頭，利用高頻電流的“趨膚”效應(yīng)原理使高頻線圈感應(yīng)加熱，熱量集中在烙鐵頭表面快速升溫;同時(shí)加熱功率隨焊接溫度高低而改變，充分滿足電連接器接點(diǎn)焊接要求。在焊接過程中液態(tài)焊料在金屬表面上鋪展，并進(jìn)行物理狀態(tài)的擴(kuò)散。鋪展范圍與表面張力有關(guān)，并取決于焊料與金屬接觸面的清潔程度。用焊料焊接金屬母材時(shí)，伴隨著出現(xiàn)潤濕現(xiàn)象，熔化的焊料與被焊金屬發(fā)生相互作用，固態(tài)金屬向液態(tài)焊料溶解，液態(tài)焊料向金屬擴(kuò)散。電連接器的引線為銅料，焊接過程中是由錫鉛焊料中的錫向銅母材的選擇擴(kuò)散，而鉛不參加擴(kuò)散。隨著焊接溫度升高、時(shí)間增長，錫鉛焊料中的錫就不斷地?cái)U(kuò)散到母材中，焊點(diǎn)由于失錫形成一個(gè)富鉛層，因而發(fā)黑不亮。焊料與母材之間的界面非常脆弱，當(dāng)受到溫度循環(huán)、振動(dòng)沖擊外力作用時(shí)就會(huì)發(fā)生裂紋，造成焊點(diǎn)失效。另外，在電連接器焊接過程中所產(chǎn)生的缺陷（如空洞和氣泡）對(duì)焊接強(qiáng)度也會(huì)有較大的影響。而且焊點(diǎn)也會(huì)因本身存在的電阻發(fā)熱，出現(xiàn)溫度循環(huán)，進(jìn)而發(fā)生蠕變與疲勞。由于接點(diǎn)處的斷續(xù)電流而產(chǎn)生的溫度變化引起焊點(diǎn)的疲勞，會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)的破裂和失效。要高度重視該問題，在電磁閥類接點(diǎn)焊接部位要求盡可能減小焊接點(diǎn)的電阻。該類電連接器產(chǎn)品上采用的導(dǎo)線為AF46絕緣皮多股鍍銀導(dǎo)線，此導(dǎo)線性能優(yōu)越，并具一定剛性。在脫頭鍍錫過程中，AF46導(dǎo)線的可焊性非常好，在毛細(xì)作用下焊料沿著導(dǎo)線浸到絕緣部分里的一定高度。裝接后，從焊杯到導(dǎo)線絕緣體間就形成了一個(gè)硬脆段，如果它受到一定程度的外力就會(huì)斷裂。所以裝接后必須及時(shí)套上防護(hù)套進(jìn)行保護(hù)。在當(dāng)今電裝中所用防護(hù)套有聚氯乙烯電氣套管、熱縮套管、聚四氟乙烯電氣套管等。航天產(chǎn)品的特殊環(huán)境要求選用聚四氟乙烯電氣套管，它不但各種性能優(yōu)越，選用尺寸合適，還能充分起到防止硬脆疲勞斷裂問題，并且方便防護(hù)灌封。防護(hù)套太長會(huì)破壞支撐力，而太短又不足以消耗疲勞硬脆段的外力。從長期使用經(jīng)驗(yàn)來看，防護(hù)套超過硬脆段1～2mm就能達(dá)到很好效果。

4結(jié)束語

電連接器在設(shè)計(jì)應(yīng)用的過程中就需要做好有關(guān)電焊工藝，這些內(nèi)容都會(huì)直接影響到后續(xù)的應(yīng)用效果，文章分析了工藝中具體的一些內(nèi)容，做好這些工程還需有關(guān)工作人員共同努力。

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（作者單位：沈陽興華航空電器有限責(zé)任公司）