電子手工焊接的詳細教學(xué)步驟與心得

楊富民 丁申進 徐永先

1.北京電子科技職業(yè)學(xué)院,機電工程學(xué)院 北京 100176;2.快克智能裝備股份有限公司 江蘇 常州 213000

前言

電子手工焊接在科研[1]、電子和機電設(shè)備返工和返修[2],小規(guī)模生產(chǎn)[1],電子產(chǎn)品的輔助設(shè)計與開發(fā)[3]等方面有著廣泛的應(yīng)用。為了讓機電類的學(xué)生熟練掌握焊接的技巧,北京電子科技職業(yè)學(xué)院設(shè)立《電子產(chǎn)品裝調(diào)實訓(xùn)》課,以智能循跡小車的裝調(diào)為載體,幫助學(xué)生從0基礎(chǔ)到熟練掌握電子焊接技巧,為日后的畢業(yè)設(shè)計及工作打下良好的基礎(chǔ)。本次課程講授的內(nèi)容是通孔元器件的焊接。

1 情況介紹

2020-2021年第一學(xué)期,筆者與同事承接了《電子產(chǎn)品裝調(diào)實訓(xùn)》兩個大專二年級電氣士官生班和兩個貫通培養(yǎng)機電專業(yè)大一學(xué)生班的整周實訓(xùn)課,每個班用為期一周的時間完成一個智能循跡小車焊接安裝和調(diào)試的任務(wù)。我在其中負責(zé)學(xué)生電子手工焊接的教授,占了每周26課時中的10課時的時間。為期一個月的時間有一些教授焊接具體的實施步驟和心得體會,愿意寫出來分享給大家。

2 教學(xué)流程

為了讓學(xué)生順暢地掌握這門技術(shù),筆者在教學(xué)中設(shè)計了八步(括號內(nèi)為占用的課時數(shù),一共10節(jié)課):

2.1 分發(fā)器材(0.5節(jié))

分發(fā)焊臺(即烙鐵,兩人一臺)、焊錫絲、導(dǎo)線、綠色長方形練習(xí)板(每人一塊)、高溫海綿(一臺焊臺一塊)、偏口鉗(用于剝線和嵌斷焊點上多余的引腳線),鑷子(用于拆焊點時夾元器件)。告知吸錫器的位置(一個班40人配備了兩把吸錫器)。

2.2 視頻演示(0.5節(jié))

給學(xué)生播放電子元器件焊接五步法[1]。可以重復(fù)播放。先分發(fā)器材,后播放教學(xué)視頻的原因是引起學(xué)生的好奇心和興趣。

2.3 注意事項(0.5節(jié))

a.安裝烙鐵:三部分:焊臺、烙鐵、烙鐵架。注意:一定要看電源線是否有燙傷--金屬裸露。否則可能中電!

b.焊臺設(shè)定溫度:350度,溫度可以+-15度。焊臺表盤是攝氏度與華氏度都有。

c.烙鐵使用注意事項:1).每次焊之前,烙鐵頭要蹭干凈2).烙鐵頭用完不要蹭干凈,留著焊錫,甚至可以加些焊錫,防止其在高溫下表面氧化。3).長時間裸燒烙鐵會氧化烙鐵頭,可以將其關(guān)閉,而一直用著沒事。

d.高溫海綿用于蹭凈烙鐵頭。高溫海綿不要太濕,燙的烙鐵頭接觸水很不好。另外,可以在海綿中央剪出一個孔,烙鐵可以在海綿的中間孔蹭掉焊錫,焊錫就會落下去,否則焊錫會粘在海綿上。

e.物品要原樣返還。

f.安全方面:1).烙鐵頭不要碰到身體、衣服等,不允許互相戳。2).小心手指不要被焊接元件引腳扎流血。3).眼別離太近,焊錫可能少量崩出來。4).實訓(xùn)室一定要通風(fēng)。

2.4 開始練習(xí)(3.5節(jié))

班里的大部分同學(xué)都是第一次接觸焊接,所以剛開始練習(xí)時讓學(xué)生自由地嘗試。不限定時間,不要求數(shù)量,讓學(xué)生自由地嘗試。

2.5 逐個輔導(dǎo)(穿插)

學(xué)生在焊接時可能遇到各種問題。例如焊點會冒出一個尖來,這可能是焊錫用量過多或烙鐵尖撤離時向上提拉造成;提醒學(xué)生注意焊料融化時間,撤離電烙鐵時迅速延45°角撤離[1]。再有學(xué)生反映焊點顏色黯淡無光澤,這個也可能由于焊點加熱時間過長引起[1]。在練習(xí)這一步,老師盡量把所有同學(xué)焊接的點都看一下,保證學(xué)生焊接不出大的問題。要善于從學(xué)生的提問中發(fā)現(xiàn)問題,及時糾正。

2.6 批量焊接(2節(jié))

當(dāng)學(xué)生完成練習(xí)階段、基本掌握焊接技巧后,可以讓學(xué)生開始進行焊接的批量焊點練習(xí)。在這一步,老師可以強調(diào)焊點的一致性,就是大小均勻一致美觀。這就要求學(xué)生的手法能保持一致,保證焊接的質(zhì)量。在這步,老師會要求同學(xué)們一次焊出20個點或30個點,讓老師看。并且要求同學(xué)們認真練習(xí),這步會計入印象分。

圖1 焊接問題示意圖

在學(xué)生開始大量練習(xí)的時候,老師可以開始講解焊接中常見的問題。如圖所示,在焊接練習(xí)初期,有焊到板子背面的情況。虛焊會造成斷路。焊點太尖會導(dǎo)致焊點間絕緣距離減小,會造成橋連。連焊會導(dǎo)致短路問題的發(fā)生。焊點過大則可能造成浪費焊料、可能包藏缺陷以及連焊。

2.7 計時練習(xí)(2節(jié))

接下來就進入計時練習(xí),例如10分鐘20個點(兩個人共用一個烙鐵)。在授課時強調(diào)工程與科學(xué)的區(qū)別。工業(yè)界中的工程總是有時間限制,舉例10分鐘焊出完美的1個點還是失敗。而科學(xué)界可能十年八年也解決不了一個難題,而這是可以接受的。提醒學(xué)生平時可以注意自己做事的節(jié)奏,不要拖拉。一般學(xué)生都會積極地完成任務(wù),并且讓老師看。提醒學(xué)生這步也會計入印象分。

2.8 考試(1節(jié))

考試要求學(xué)生在20分鐘焊20個點(兩個人共用一個烙鐵)。給時間更寬裕是考慮到學(xué)生剛學(xué),減輕壓力,幫助同學(xué)更好地發(fā)揮?？荚嚥皇悄康?只是督促學(xué)生努力的手段。而同學(xué)們只要平時有成果、有進步,考試也沒有必要卡學(xué)生。當(dāng)然公平原則是一定要遵守的。同學(xué)們一般很快就能完成任務(wù),把板子交到老師手里。老師根據(jù)焊點給與17-20分的分數(shù),并給出口頭評價。一般都能做到師生滿意。判完分的板子在一個角用大偏口鉗切一個角,防止別的同學(xué)作弊--拿走作為自己的成果。

3 教學(xué)中遇到的問題

3.1 焊錫材料

關(guān)于焊錫絲學(xué)生應(yīng)知道有有鉛的和無鉛的兩種。有鉛的焊錫絲熔點183℃。無鉛的熔點217℃。有鉛的可靠,但不環(huán)保,在我國用于軍工、航天、醫(yī)療器械等領(lǐng)域,使用時需要通風(fēng)。無鉛的可靠性差,但是環(huán)保,主要出口。我們使用的快克烙鐵設(shè)定溫度為使用有鉛焊錫350℃,使用無鉛焊錫380℃,溫度可以上下15℃調(diào)整。常見的焊錫絲有6040和6337兩種。60代表錫含量占60%,40代表鉛含量占40%。6337相仿。

3.2 意外:在教學(xué)過程中遇到各種情況。有一些人手指被導(dǎo)線的銅絲扎流血,需要靜置愈合。有焊錫崩到手上的,非常地燙。因此我也要求學(xué)生在焊接時盡量眼睛離遠一點,防止焊錫崩到眼睛里。國外的網(wǎng)站上建議焊接時帶上護目鏡[4]。

3.3 關(guān)于焊接的手法

課上教給了大家焊接五步法[1],其實有時根據(jù)學(xué)生自己的習(xí)慣可以進行調(diào)整。例如可以將加熱被焊件和融化焊錫合為一步、同時進行,將移走焊料和移走烙鐵合為一步[1],這就是三步法。

3.4 學(xué)生的“自由發(fā)揮”

在指導(dǎo)學(xué)生的過程中,會發(fā)現(xiàn)總有個別同學(xué)會自由發(fā)揮。例如,在綠色練習(xí)板上焊接一個心型的焊點排列,或者別的形狀。我對此的處理方式是不直接否決,而是引導(dǎo)學(xué)生。例如允許學(xué)生焊特殊排列的形狀,但是強調(diào)每個點必須是正規(guī)焊點,不允許不帶導(dǎo)線只讓焊錫落在焊盤上來造型的做法。同時學(xué)生必須保證留出足夠的空間進行接下來的練習(xí)和考試。

4 總結(jié)

4.1 士官生為外地學(xué)生,高考上來的。貫通學(xué)生是北京本地初中畢業(yè)考進貫通項目的。在掌握焊接這個技巧方面,沒有發(fā)現(xiàn)明顯區(qū)別。學(xué)生基本都能夠認真仔細完成任務(wù),也都掌握了焊接技巧。學(xué)生們喜歡動手,這與理論課的參與度還是相當(dāng)不一樣的。建議理論課也可以加入實操和互動的元素,提高學(xué)生的參與度。本課的焊接打分20分,一半以上的同學(xué)獲得了20分和19分的高分。

4.2 這10課時的課程就是要培訓(xùn)學(xué)生熟練掌握電子焊接技巧。而后來的智能循跡小車套件的焊接是幫助學(xué)生將所學(xué)的焊接技能過渡到實操中的課程設(shè)計,也是再次檢驗學(xué)生焊接掌握的載體。學(xué)生在接下來的課程內(nèi)容中的表現(xiàn)充分驗證了他們熟練掌握了這項技能。一般30-40人的班平均只有1名同學(xué)小車不工作。同學(xué)們也表現(xiàn)出了對于焊接極大的熱忱,有同學(xué)去淘寶上購買焊接用具,自己來焊套件。

4.3 有焊接經(jīng)驗的同學(xué)有人帶過來了自己焊接用的夾件,表現(xiàn)出極大的熱情。他們可以通過老師的測試,承擔(dān)起小老師的功能。但是也有同學(xué)以前的經(jīng)驗是有問題的。需要重新學(xué)習(xí),建立新的焊接手法,并加以練習(xí)。

4.4 有條件的學(xué)?？梢宰寣W(xué)生練習(xí)焊接電阻、電容等元件,最好是舊的。這會涉及有時沒焊好,需要拆焊點。這時會用到吸錫器,老師可以演示如何讓烙鐵融掉焊錫,同時湊上吸錫器吸走焊錫的過程。

4.5 焊接結(jié)束需要告訴學(xué)生認真洗手。因為使用的焊錫可能殘留在手上,吃下去對身體不好。