电烙铁是电子装配的主要焊接工具,其作用是加热钎料和被焊金属,使熔融的钎料润湿被焊金属表面生成合金,使被焊金属件永久连接。
1.电烙铁的组成
电烙铁由烙铁头、烙铁心、外壳、手柄、电源线、插头等部分组成。电烙铁的组成如图1-11所示。
(1)烙铁心 电烙铁的能量转换部分是发热元件,俗称烙铁心,它由镍铬电阻丝缠在云母、陶瓷等耐热、绝缘材料上构成。电子产品生产中最常用的内热式电烙铁的烙铁心,是将镍铬电阻丝缠绕在两层陶瓷管之间,再经过烧结制成的。
图1-11 电烙铁的组成
烙铁心的功率规格不同,其内阻也不同。25W电烙铁的内阻约为2kΩ;45W电烙铁的内阻约为1kΩ;75W电烙铁的内阻约为0.6kΩ;100W电烙铁的内阻约为0.5kΩ。
(2)烙铁头 存储、传递热能的烙铁头一般都是用纯铜制成的,根据表面电镀层的不同,烙铁头可以分为普通型和长寿型。
普通内热式烙铁头的表面通常镀锌,镀层的保护能力较差,在使用过程中,因为高温氧化和助焊剂的腐蚀,普通烙铁头的表面会产生不沾锡的氧化层,需要经常清理和修整。
近年来,市场还可以买到一种长寿型电烙铁,其烙铁头的寿命比普通烙铁头延长数十倍。一把电烙铁备上几个不同形状的长寿型烙铁头,可以适应各种焊接工作的需要。长寿型烙铁头通常是在纯铜外面渗透或电镀一层耐高温、抗氧化的铁镍合金,所以这种电烙铁的使用寿命长、维护少。长寿型烙铁头看起来与普通烙铁头没有差别,最简单的判断方法是把烙铁头靠近磁铁,如果两者之间有吸合磁力,说明烙铁头表面渗透或电镀了铁镍,则是长寿型烙铁头;反之,则是普通烙铁头。
擦拭烙铁头要用浸水海绵或湿布,不得用砂纸或纱布打磨,以免破坏镀层,缩短使用寿命。注意,使用时应始终保持烙铁头的头部挂锡。
图1-12 烙铁头的形状
另外,为适应不同焊接物的要求,烙铁头的形状有所不同,常见烙铁头形状如图1-12所示,有圆锥形、凿形、圆斜面形等。凿形和圆锥形烙铁头的角度较大时,热量比较集中,温度下降较慢,适用于一般焊点的焊接;当烙铁头的角度较小时,温度下降较快,适用于焊接对温度比较敏感的元器件。圆斜面形烙铁头由于面积大,传热较快,适用于焊接布线不很拥挤的单面印制电路板;圆锥形烙铁头适用于焊接高密度的线头、小孔及小而怕热的元器件。对插在烙铁心上的烙铁头长度进行适当地调整,可控制烙铁头的温度。烙铁头插得越深,温度越高,反之越低。
(3)手柄 电烙铁的手柄一般用耐热塑胶或木料制成,使用中主要用于绝缘和隔热。如果设计不良,手柄的温升过高会影响操作。
2.电烙铁的种类
(1)外热式电烙铁 由于烙铁头安装在烙铁心里面,故称为外热式电烙铁。外热式电烙铁如图1-13所示,烙铁心是电烙铁的关键部件,它是将电阻丝平行地绕制在一根空心瓷管上构成的,中间的云母片绝缘,并引出两根导线与220V交流电源连接。电阻丝通电后产生的热量传送到烙铁头上,使烙铁头温度升高。
外热式电烙铁的规格很多,常用的有25W、45W、75W、100W等,功率越大,烙铁头的温度也就越高。外热式电烙铁的优点是:经久耐用、使用寿命长,长时间工作时温度平稳,焊接时不易烫坏元器件。但外热式电烙铁体积大,热效率低。
图1-13 外热式电烙铁
1—烙铁头 2—金属外壳 3—烙铁心
(2)内热式电烙铁 内热式电烙铁由手柄、连接杆、弹簧夹、烙铁心、烙铁头组成。内热式电烙铁如图1-14所示,内热式电烙铁的烙铁心是用比较细的镍铬电阻丝绕在瓷管上制成的,其电阻约为2.5kΩ。由于烙铁心安装在烙铁头里面,故称为内热式电烙铁。内热式电烙铁的优点是发热快,热利用率高达85%~90%,烙铁头部温度可达350℃左右。
内热式电烙铁的常用规格为20W、50W等,由于它的热效率高,20W内热式电烙铁就相当于40W左右的外热式电烙铁。内热式电烙铁的后端是空心的,用于套接在连接杆上,并且用弹簧夹固定,当需要更换烙铁头时,必须先将弹簧夹退出,同时用钳子夹住烙铁头的前端,慢慢地拔出,切记不能用力过猛,以免损坏连接杆。
图1-14 内热式电烙铁
由于内热式电烙铁有升温快、重量轻、耗电省、体积小、热效率高的特点,因而得到了普遍的应用。
(3)恒温电烙铁 恒温电烙铁的温度能自动调节,保持恒定。根据控制方式不同,分为电控恒温电烙铁和磁控恒温电烙铁两种。电控恒温电烙铁采用热电偶来检测和控制烙铁头的温度:当烙铁头的温度低于规定值时,温控装置内的电子电路控制半导体开关器件或继电器接通,给电烙铁供电,使温度上升;当温度达到预定值,控制电路反动作,停止向电烙铁供电。如此循环,使电烙铁的温度保持恒定。
磁控恒温电烙铁是在烙铁头上装有一个强磁体传感器,用以吸附磁心开关中的永久磁铁来控制温度。升温时,通过磁力作用,带动触点闭合,起动控制开关,电烙铁被迅速加热;当烙铁头达到预定温度时,强磁体传感器到达居里点而失去磁性,从而使磁性开关的触点断开,便停止向电烙铁供电,于是烙铁头的温度下降。如果需要控制不同的温度,只需要更换烙铁头即可,因不同温度的烙铁头,装有不同规格的强磁体传感器,其居里点不同,失磁温度各异。(www.xing528.com)
(4)吸锡电烙铁 吸锡电烙铁是将活塞式吸锡器与电烙铁融为一体的专用拆焊工具,使用吸锡电烙铁可以方便地吸附印制电路板焊点上的焊锡,使焊接件与电路板脱离,从而方便地拆除焊接件。
图1-15为一种常用的吸锡电烙铁,它是在普通电烙铁的基础上增加了吸锡结构组成的,由外热式烙铁心、中空烙铁头和气泵、气泵活塞杆、气泵按钮等组成,具有加热、吸锡两种功能。操作时,先将电烙铁通电加热,当烙铁头达到所需温度时,压下气泵按钮,排出气泵内的空气,再将烙铁头放到焊点上,待焊点上的焊锡熔化后,按动气泵按钮,利用空气的负压力,即可将焊点上的焊锡吸掉,有时这个步骤要进行几次才行。
图1-15 吸锡电烙铁
3.电烙铁的使用
(1)烙铁头的处理 良好的烙铁头应表面平整、光亮、上锡良好。新电烙铁、已氧化不粘锡或使用过久而出现凹坑的烙铁头可先用砂纸或细锉刀打磨,使其露出纯铜光泽,对烙铁头进行处理后才能正常使用。
烙铁头的处理方法如图1-16所示。首先用锉刀把烙铁头按需要锉成一定的形状,然后接上电源,当烙铁头温度升至能使松香熔化时,将烙铁头主斜面蘸满松香,继续加热电烙铁,达到一定温度时,焊锡丝熔化并浸润满烙铁头,这就是烙铁头的上锡。这样做,可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。
图1-16 烙铁头的处理方法
经过一段时间的使用后,烙铁头表面会凹凸不平,而且氧化严重,它不易粘锡,这就是人们常说的“烧死”,也称为“不吃锡”。这时候必须重新上锡,方法与新电烙铁的上锡一样。
在使用电烙铁时,可以准备干净的海绵或布条,随时清洁烙铁头。
(2)使用注意事项
1)电烙铁不宜长时间通电而不使用,因为这样容易使电烙铁的烙铁心加速氧化而烧断,同时将使烙铁头因长时间加热而氧化,甚至被“烧死”,不再吃锡。
2)新买的电烙铁先要用万用表电阻档检查一下插头与金属外壳之间的电阻值,万用表指针应该不动,否则应该彻底检查。电烙铁阻值的测量如图1-17所示。
使用前首先进行安全检查,必须检查两股电源线和保护接地线的接头是否正确,更换烙铁心时要注意引脚不要接错。必须注意:一般电烙铁都有三个接线柱,其中一个与电烙铁外壳相通,是接地端,另两个与烙铁心相通,接220V交流电源。在进行烙铁心的更换时一定要准确判断接地端,注意安全问题。如果要考虑防静电问题,接线时应该用三芯线将电烙铁外壳接保护零线。如果将220V交流电源线错接到接地线的接线柱上,则电烙铁外壳就要带电,被焊件也要带电,这样就会发生触电事故。用万用表检查电源线有无开路、短路和漏电现象,检查烙铁头是否松动,手柄上的电源线是否被螺钉顶紧,电源线的套管有无破损。
3)电烙铁通电后不能任意敲击、拆卸及安装其电热部分零件。在使用过程中应经常维护,保证烙铁头挂上一层薄锡。
4)掌握正确的操作姿势。为减少助焊剂加热时挥发出的化学物质对人的危害,减少有害气体的吸入量,一般情况下,电烙铁与鼻子的距离应该不少于20cm,通常以30cm为宜。
5)电烙铁未冷却时,不能随意放置,应放在烙铁架上,并注意导线等物不要碰到烙铁头,以免烫坏。
6)清除电烙铁上多余的焊锡时,可用棉纱、海绵沾水擦拭,不能乱甩,以防焊锡溅飞造成事故。
4.电烙铁的拆装与故障处理
下面以20W内热式电烙铁为例来说明电烙铁的拆装步骤。
拆卸时,首先拧松手柄上连接导线的螺钉,旋下手柄,然后从接线桩上取下电源线和烙铁心引脚,取出烙铁心,最后拔下烙铁头。安装顺序与拆卸相反,只是在旋紧手柄时,勿使电源线随着手柄扭动,以免将电源接头部位绞坏,造成短路。
电烙铁的电路故障一般有短路和开路两种。如果是短路,一接通电源就会熔断熔体,短路点通常在手柄内的接头处和插头中的接线处,这时如果用万用表检查电源插头两插脚之间的电阻,阻值将接近零。如果接上电源几分钟后,电烙铁还不发热,一定是电路不通。如电源供电正常,通常是电烙铁的发热器、电源线及有关接头部位有开路现象。这时旋开手柄,用指针式万用表R×1k档或数字式万用表的“20k”档测量烙铁心两接线桩间的直流电阻值,如果在2.5kΩ左右,表明电烙铁没有损坏,一定是电源线断或接头脱焊,应更换电源线或重新连接;如果两接线柱间电阻无穷大,当烙铁心引脚与接线桩接触良好时,一定是烙铁心电阻丝断路,应更换烙铁心。
更换烙铁心后,装好电烙铁前,应再次测量烙铁心的直流电阻值,以免出现短路情况。装好电烙铁后,还要测量插头间的直流电阻值,以免通电时出现短路情况。
如果电烙铁带电(主要原因就是前面已叙及的将220V交流电源线错接到接地线的接线柱上),则电烙铁外壳就要带电,被焊件也要带电,所以电烙铁带电就很容易发生触电事故。
图1-17 电烙铁阻值的测量
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