電連接器接點焊接工藝研究

李軍

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

關鍵詞：電連接器;焊接工藝;電焊連接

1前言

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

2材料

國軍標要求航天產(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℃時活化性最為充分，超過300℃時將喪失活化性，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散打下良好基礎。所以在使用松香助焊劑時，烙鐵溫度應設置在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膜，對焊點有良好的保護作用，具有一定的防腐性能。松香助焊劑還可以起到調節(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。焊料的選擇不僅應考慮強度，還應考慮焊接母材與助焊劑的耐溫性。焊料應選用熔點和凝固點一致的焊料，致使焊點快速凝固，不會因半融狀態(tài)時間過長而造成焊點結晶疏松，強度降低。焊料的流動性好、表面張力小，利于提高焊點質量和強度以及導電性。電子、電氣制品最常用的焊料是S-Sn60PbA錫鉛焊料，熔點溫度是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)。當焊點工作環(huán)境溫度過高的時侯，S-Sn60PbA的性能不能滿足要求，建議選用焊料S-Sn40PbA。此焊料熔點溫度是235℃，焊接溫度295℃，基本滿足松香助焊劑特性要求。當工作環(huán)境溫度高于S-Sn40PbA的焊料熔點時，可以考慮采用涂覆灌封阻熱法解決。焊接電連接器接點不要選擇鉛、錫含量過高的焊料，如老型號HLSnP90-6、HLSnP10焊料。前者鉛含量過高，焊點易蠕變，在高溫和振動情況下易裂縫，張力較大，不易焊接;后者的錫含量較高，焊點較脆，不能在低溫下工作，而且黏性大，影響焊接質量。

3工藝

為保證產(chǎn)品質量，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，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，用不同標稱烙鐵頭對應不同溫點恒溫值。在焊接接觸母材時，烙鐵失諧并重新調整諧振，烙鐵諧振后使頭部恒溫。此方法調溫精度高，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，焊接電連接器接點操作簡便等優(yōu)點。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增加焊點中的銅含量;當錫-鉛合金的質量百分含量提高，焊點會出現(xiàn)粘滯性的砂性，焊點容易出現(xiàn)橋接、虛焊、拉尖等焊接不良現(xiàn)象，這些都會嚴重影響焊點的質量。相對而言，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”效應原理使高頻線圈感應加熱，熱量集中在烙鐵頭表面快速升溫;同時加熱功率隨焊接溫度高低而改變，充分滿足電連接器接點焊接要求。在焊接過程中液態(tài)焊料在金屬表面上鋪展，并進行物理狀態(tài)的擴散。鋪展范圍與表面張力有關，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，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散，而鉛不參加擴散。隨著焊接溫度升高、時間增長，錫鉛焊料中的錫就不斷地擴散到母材中，焊點由于失錫形成一個富鉛層，因而發(fā)黑不亮。焊料與母材之間的界面非常脆弱，當受到溫度循環(huán)、振動沖擊外力作用時就會發(fā)生裂紋，造成焊點失效。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）對焊接強度也會有較大的影響。而且焊點也會因本身存在的電阻發(fā)熱，出現(xiàn)溫度循環(huán)，進而發(fā)生蠕變與疲勞。由于接點處的斷續(xù)電流而產(chǎn)生的溫度變化引起焊點的疲勞，會導致焊點的破裂和失效。要高度重視該問題，在電磁閥類接點焊接部位要求盡可能減小焊接點的電阻。該類電連接器產(chǎn)品上采用的導線為AF46絕緣皮多股鍍銀導線，此導線性能優(yōu)越，并具一定剛性。在脫頭鍍錫過程中，AF46導線的可焊性非常好，在毛細作用下焊料沿著導線浸到絕緣部分里的一定高度。裝接后，從焊杯到導線絕緣體間就形成了一個硬脆段，如果它受到一定程度的外力就會斷裂。所以裝接后必須及時套上防護套進行保護。在當今電裝中所用防護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，并且方便防護灌封。防護套太長會破壞支撐力，而太短又不足以消耗疲勞硬脆段的外力。從長期使用經(jīng)驗來看，防護套超過硬脆段1～2mm就能達到很好效果。

4結束語

電連接器在設計應用的過程中就需要做好有關電焊工藝，這些內(nèi)容都會直接影響到后續(xù)的應用效果，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任公司）