電火工品手工焊接引線工藝技術研究

賀 陽 霍明光 楊志強

（陜西應用物理化學研究所，陜西 西安 710061）

電火工品是安裝在總體武器系統的關鍵元件。它與總體的連接方式主要有3 種：插座插接、引線連接和腳線連接。引線的作用是將電火工品和總體武器系統連接，通過武器系統施加電流，使電火工品產生燃燒或爆炸，實現產品功能[1]。

帶有引線的電火工品種類很多，目前基本上都是手工錫焊焊接在產品內部。近年來，隨著產品生產數量和質量要求的不斷提高，暴露出來的焊接引線問題也在逐年增多，過去那種較為單一的焊接引線工藝，已經不能滿足現階段多品種、大批量生產的質量和安全要求，造成了較大的生產損耗和經濟損失。該文針對產品生產中出現的焊接引線問題，開展了工藝研究與技術攻關，解決了生產中出現的焊接引線問題，并結合電火工品特點，總結了四大類焊接引線工藝方法，提高了產品焊接合格率和質量一致性，實現了工藝技術創新。

1 現狀調查

沒有統一規范的電火工品手工焊接引線工藝技術標準，每個產品工藝文件對焊接引線的操作方法、質量要求、注意事項、驗收標準等方面的工藝技術要求各不相同，以該單位A、B、C、D、E 5 種產品為例，對2017年焊接引線情況進行調查統計，生產中出現的焊接引線問題較多，廢品高，合格率低（平均值：94.7%），生產損耗和經濟損失較大。

將生產中出現的焊接引線問題進行分類統計，問題主要集中在以下4 個方面。1）引線偏離。引線不居中使收口時引線絕緣層破損，導致產品絕緣性能下降。2）有尖點。焊接處與引線屏蔽層/金屬外殼接觸，導致產品絕緣不合格。3）焊點過大。焊點大影響產品后續裝配質量。4）焊接不牢。焊接不牢固導致產品電阻不穩定或引線脫落。

2 原因分析

根據電火工品手工焊接引線工藝技術要求及過程控制，從工具設備、焊接材料、工藝方法和質量檢測4 個方面認真分析了造成焊接引線不合格的所有原因，制定判斷標準，逐條進行驗證確認。工藝設備是否按照產品工藝要求使用相應規格的烙鐵及工裝模具。焊接材料焊錫規格及助焊劑配比是否正確；引線芯線是否有損傷或氧化。工藝方法工藝標準和工藝要求、操作方法是否規范、一致。焊接引線工藝文件描述、關鍵焊接技術參數是否詳細。質量檢測：焊接全過程是否有焊接引線質量檢測標準。

3 工藝改進研究

根據以上分析，針對造成焊接引線質量不合格的6 條主要影響因素，進行工藝改進和技術研究。

3.1 準備引線

引線剝去絕緣層：用熱剝器或精密剝線機按產品的工藝要求剝去引線焊接端的絕緣層，注意不應傷及芯線，絕緣層根部不應燒焦。剝去絕緣層的引線放入干燥器內待用。引線焊接端搪錫：根據需要將引線焊接端芯線進行搪錫，搪錫時要一邊搪錫一邊旋轉，搪錫不要超過1 s～2 s，多股引線的搪錫要防止焊錫浸入絕緣層內，造成軟線變硬，容易導致接頭故障。

3.2 清潔處理

將待焊接的電火工品焊接點、內孔或端面沾附的油污、灰塵、金屬屑、臟物等多余物處理干凈，部分電極塞還需用蒸餾水反復洗滌2 ～3 次或超聲波清洗，后用無水乙醇脫水1 ～2 次晾干待焊。

3.3 焊接引線

根據電火工品結構特點與工藝技術要求，結合實際操作、數據統計與總結完善，確定了四大類電火工品手工焊接引線工藝方法：壓接焊、插接焊、搭接焊和纏繞焊。

3.3.1 壓接焊

將待焊品置于工裝塞座中固定好，首先將引線焊接端芯線放置于兩腳線之間中部位置，用平口螺絲刀將腳線對折，壓緊引線芯線端，用毛筆給腳線和芯線壓合處刷上焊液，備好焊絲，右手拿烙鐵，以左右手的胳膊肘和手腕為平衡支撐點，進入備焊狀態。加熱2 s～3s 后觀察到焊液已完全流散焊點部位時，此時迅速在70°～80°向右上方移開烙鐵移開烙鐵頭結束焊接[2]。同時左手保持手中的引線此時保持不動，待焊點處的錫冷卻凝固2 s～3 s 后，才可松手，焊點表面光亮圓潤大小適中無毛刺。

接焊是將引線焊接端彎曲成90°放在壓線柱根部，然后再將引線柱折彎壓在引線上焊接。注意引線柱均不能從根部直接彎曲，以防折斷，還有引線絕緣層/皮不應被壓在兩腳線間。鐵頭吃錫的量要合適，能覆蓋整個焊接部位。吃錫不能太多也不能太少，焊錫太少導致焊點不結實機械強度不夠，焊錫過多導致焊點過大，后續裝配困難易導致短路，影響絕緣性。帶藥焊接引線時，焊接引線時加熱焊點的時間一定不能超過3 s，因為烙鐵頭（25 W ～35 W）工作的溫度一般250℃～300℃，加熱時間過長導致電極塞整體溫度升高超過藥劑的臨界溫度引起安全事故，還有補焊時不能超過兩次。電火工品都需要焊接2 根引線，在進行壓接焊時，分別將2 根引線進行背向焊接，便于后續產品裝配。

3.3.2 插接焊

將電極塞接線柱或焊接點用毛筆刷上焊液置于工裝塞座中，右手拿烙鐵，以左右手的胳膊肘和手腕為平衡支撐點，進入備焊狀態，要求烙鐵頭保持干凈，無焊渣等氧化物，并在烙鐵頭鍍有一層焊錫。烙鐵頭（斜口、平口）以45°～60°角靠在被焊件的插接處，左手拿穩引線搪錫一端（剝掉絕緣層）插入接線孔內，右手拿加熱的烙鐵頭將焊錫絲熔化，然后再將熔化的焊錫加壓待焊點受熱，加熱整個被焊體。加熱2 s～3 s 后觀察到焊液已完全流散焊點部位時，此時迅速向右上方45°～60°移開烙鐵移開烙鐵頭，結束焊接。同時左手保持手中的引線此時保持不動，待焊點處的錫冷卻凝固后，才可松手，便留下呈正正弦波峰形狀，表面光亮圓滑焊點，并且表面無錫刺焊點的錫量適中。

3.3.3 搭接焊

將電極塞腳線和引線用毛筆刷上焊液置于工裝塞座中，右手拿烙鐵，以左右手的胳膊肘和手腕為平衡支撐點，進入備焊狀態。將烙鐵頭（斜口或平口）以45°～60°角靠在被焊件的連接處進行側焊，將兩根引線焊接端分別與電極塞腳線兩側垂直緊貼，烙鐵頭將焊錫絲熔化置于焊接處。加熱2 s～3 s 后觀察到焊液已完全流散焊點部位時，此時迅速向右上45°～60°移開烙鐵移開烙鐵頭，結束焊接。同時左手保持手中的引線此時保持不動，待焊點處的錫冷卻凝固后，才可松手。

3.3.4 纏繞焊

首先將引線一端（剝掉絕緣層）纏繞焊，是將一端剝掉絕緣層，將引線芯線根據工藝要求均勻牢固的纏繞在腳線上。烙鐵頭平面朝上固定好，烙頭（平面）吃較多錫后，用左右手平移移動腳線纏繞部位浸過焊液，手速穩定干脆，時間較短，俗稱掛錫。整個過程持續1 s～2 s 后觀察到焊液已完全浸過焊點部位時，此時迅速平穩向右或向左平移開焊接組件冷卻。1）要求焊點包裹芯線360°無死角，柱面平整光滑無刺，保證能正常裝配絕緣套或環。2）烙鐵平頭吃錫的量要多，吃錫較少時纏繞焊接部位無法完全浸沒在焊液中。 3）烙鐵頭必須固定水平，否則很難吃較多的焊錫。4）纏繞接焊時，根據實際情況左右手動作要平穩，將焊液盡可能多與纏繞部位接觸，使焊接更加牢固結實。5）如果帶藥纏繞焊接引線時，焊接引線時加熱焊點的時間一定不能超過3 s，加熱時間過長導致電極塞整體溫度升高超過藥的臨界溫度引起安全事故。

3.4 焊后清洗

不帶藥手工清洗：準備250 mL 或500 mL 的玻璃容器，加入一定量的無水乙醇，把焊點端浸泡在無水乙醇10 min 左右，握住引線整體在液體中分別順逆旋轉和上下移動1 min左右即可。適時更換使用過的清洗液，保持清洗液的清潔，清洗后晾干放入干燥器待用。

不帶藥超聲波清洗：在超聲波清洗儀儲液槽內同樣注入無水乙醇，將電極塞焊接端朝下懸吊在儲液槽內的無水乙醇，清洗5 min ～6 min。適時更換使用過的清洗液，保持清洗液的清潔，清洗后晾干放入干燥器待用。

帶藥（起爆藥、點火藥）或者電極塞組件（防水絕緣）手工清洗：焊完后用浸有微量無水乙醇的醫用脫脂棉球擦拭焊接時產生的助焊劑殘留物等污染物，擦拭干凈后晾干放入干燥器待用。

3.5 質量檢測

焊接后嚴格進行質量檢查，符合下列要求的焊點，才能判定為合格焊點。1）焊點幾何形狀通過目測檢驗或者通過4 ～10 倍的顯微鏡鏡檢，應吃錫飽滿，光滑光亮。2）無發白、無堆積、無毛刺、無氣孔和氣泡、無裂縫、虛焊假焊。3）焊點不能過大或過小和毛刺等缺陷，因為焊點過大影響裝配絕緣套或絕緣環，進而影響絕緣，毛刺也會影響絕緣。焊點過小不能完全包裹焊接部位，會導致機械強度不夠。4）焊接時，保證每個焊接部位牢固、測電阻時阻值穩定，接觸良好，電阻合格。5）焊料應充分覆蓋所有連接部位，應形成良好的焊錫輪廓線。焊料與母材間的界面和焊料熔化后焊料表面切線之間的夾角稱為潤濕角[3]。插接焊潤濕角一般在25°～30°為宜，壓接焊潤濕角一般在 40°～50°為宜，纏繞焊潤濕角一般在15°～20°為宜[3]。6）焊接后相鄰導電體間不應發生橋接。7）檢查焊點機械強度，保證焊接的引線受到震動或沖擊時不致脫落、松動。一般用拉拽、拔、左右輕搖引線等方法檢查強度，拔掉的話重新換線焊接或作廢。

3.6 改進后效果驗證

按改進后的焊接引線工藝生產的11 批產品焊接質量情況進行統計。可以計算出，焊接引線工藝改進后焊線合格率均值為98.6%，質量一致性非常好，一次焊接合格率高達94%，返修率降低到6%。

4 結論

電火工品手工焊接引線的操作方法、質量要求、注意事項、驗收標準等方面的工藝技術要求不規范統一，直接影響到產品的焊接引線質量。通過對電火工品手工焊接引線工藝技術研究及改進，解決了生產中出現的焊接引線問題，提高了產品質量，降低了生產成本，保證裝備可靠，贏得了用戶的信賴。總結歸納的四大類電火工品手工焊接引線工藝方法及技術要求，覆蓋了大部分電火工品引線焊接類產品，實現了工藝技術創新，為其他種類的火工品焊接引線提供了參考。