釬劑,也稱為助焊劑,在釬焊過(guò)程中起著重要作用。以下是關(guān)于釬劑的詳細(xì)介紹:
作用
去除氧化物:釬焊時(shí),焊件和釬料表面通常會(huì)存在氧化膜,這會(huì)阻礙釬料對(duì)焊件的潤(rùn)濕和鋪展。釬劑能夠通過(guò)化學(xué)反應(yīng)去除這些氧化物,使焊件和釬料的清潔表面暴露出來(lái),有利于釬料與焊件之間形成良好的冶金結(jié)合。
改善潤(rùn)濕性:釬劑可以降低釬料與焊件表面的界面張力,使釬料更容易在焊件表面鋪展和流動(dòng),從而提高釬料對(duì)焊件的潤(rùn)濕能力,保證釬料能夠均勻地填充釬縫間隙。
保護(hù)作用:在釬焊過(guò)程中,釬劑覆蓋在焊件和釬料表面,形成一層保護(hù)膜,防止它們?cè)诩訜徇^(guò)程中再次被氧化,為釬焊過(guò)程提供一個(gè)相對(duì)純凈的環(huán)境,有利于獲得高質(zhì)量的釬焊接頭。
分類
按化學(xué)成分分類:可分為無(wú)機(jī)釬劑、有機(jī)釬劑和金屬鹽釬劑等。無(wú)機(jī)釬劑具有較強(qiáng)的去除氧化物能力,活性高,但腐蝕性相對(duì)較大,常用于硬釬焊;有機(jī)釬劑腐蝕性小,殘留容易清洗,但去除氧化物能力較弱,一般用于軟釬焊;金屬鹽釬劑則具有較高的熱穩(wěn)定性和活性,適用于一些高溫釬焊工藝。
按釬焊溫度分類:可分為低溫釬劑、中溫釬劑和高溫釬劑。不同溫度范圍的釬劑其成分和性能有所不同,以適應(yīng)不同釬料和焊件在相應(yīng)溫度下的釬焊需求。例如,低溫釬劑適用于釬焊溫度低于 450℃的情況,通常用于電子元件的釬焊;高溫釬劑則用于釬焊溫度高于 800℃的場(chǎng)合,如航空航天領(lǐng)域中高溫合金的釬焊。
常用釬劑舉例
硼砂和硼酸:是常用的無(wú)機(jī)釬劑,常用于銅及銅合金、鋼等材料的釬焊。硼砂在高溫下能分解產(chǎn)生硼酸鈉,具有較好的去除氧化物能力;硼酸則具有較低的熔點(diǎn),能在較低溫度下起到助焊作用。兩者?;旌鲜褂茫筛鶕?jù)不同的釬焊材料和工藝要求調(diào)整比例。
氯化物和氟化物釬劑:這類釬劑具有很強(qiáng)的活性,能有效地去除金屬表面的氧化物,常用于鋁及鋁合金的釬焊。由于鋁表面的氧化膜非常穩(wěn)定,需要用含有氟離子的釬劑來(lái)破壞氧化膜,使釬料能夠潤(rùn)濕鋁表面。例如,由氯化鉀、氯化鈉、氟化鉀等組成的釬劑是鋁合金釬焊中常用的釬劑。
松香釬劑:屬于有機(jī)釬劑,是電子工業(yè)中常用的軟釬焊釬劑。松香具有良好的絕緣性能和較小的腐蝕性,對(duì)電子元件無(wú)損害。在釬焊過(guò)程中,松香能去除焊件表面的輕微氧化物,同時(shí)改善釬料的潤(rùn)濕性。通常還會(huì)在松香中添加一些活性劑,如活性劑三乙醇胺等,以提高其活性。
使用注意事項(xiàng)
選擇合適的釬劑:根據(jù)釬焊材料、釬料種類以及釬焊工藝要求,選擇匹配的釬劑。不同的焊件和釬料需要不同類型的釬劑來(lái)保證釬焊質(zhì)量。例如,釬焊銅材和鋁材就需要使用不同成分的釬劑。
適量使用:釬劑用量過(guò)多,會(huì)導(dǎo)致釬縫中釬劑殘留增加,可能會(huì)對(duì)焊件產(chǎn)生腐蝕作用,還會(huì)影響釬焊接頭的外觀和性能;用量過(guò)少,則不能充分發(fā)揮其去除氧化物和改善潤(rùn)濕性的作用。一般來(lái)說(shuō),應(yīng)根據(jù)焊件的大小、表面狀況和釬縫間隙等因素,合理控制釬劑的用量。
清潔焊件表面:在使用釬劑前,必須將焊件表面的油污、鐵銹、灰塵等雜質(zhì)清除干凈,以保證釬劑能夠與焊件表面充分接觸,發(fā)揮其應(yīng)有的作用。否則,雜質(zhì)會(huì)阻礙釬劑與氧化物的反應(yīng),降低釬劑的效果。
防止釬劑污染:釬劑應(yīng)存放在干燥、清潔的環(huán)境中,避免受潮和被雜質(zhì)污染。使用過(guò)程中,要防止釬劑與其他化學(xué)物質(zhì)混合,以免發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而改變其性能。
去除釬劑殘留:釬焊完成后,應(yīng)及時(shí)去除焊件表面的釬劑殘留。對(duì)于一些腐蝕性較強(qiáng)的釬劑,如果殘留不清除,會(huì)在焊件表面形成腐蝕產(chǎn)物,影響焊件的外觀和耐腐蝕性。去除釬劑殘留的方法通常有熱水清洗、有機(jī)溶劑清洗、化學(xué)清洗等,可根據(jù)釬劑的種類和焊件的要求選擇合適的清洗方法。
釬劑殘留會(huì)對(duì)焊件產(chǎn)生多方面的影響,主要包括以下幾點(diǎn):
腐蝕作用:部分釬劑具有一定的腐蝕性,殘留的釬劑會(huì)與焊件金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致焊件表面出現(xiàn)腐蝕痕跡,降低焊件的耐腐蝕性和使用壽命。尤其是在潮濕或有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中,腐蝕問(wèn)題會(huì)更加嚴(yán)重。例如,在電子設(shè)備中,氯化物釬劑殘留可能會(huì)腐蝕電路板上的金屬線路,造成線路短路或斷路,影響設(shè)備的正常運(yùn)行。
電氣性能下降:對(duì)于一些對(duì)電氣性能要求較高的焊件,如電子元件的釬焊接頭,釬劑殘留可能會(huì)導(dǎo)致絕緣性能下降,增加漏電風(fēng)險(xiǎn),或者影響信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。例如,松香基釬劑殘留如果未清理干凈,可能會(huì)吸附灰塵和水分,使接頭處的絕緣電阻降低,影響電子設(shè)備的可靠性。
外觀質(zhì)量受損:釬劑殘留會(huì)使焊件表面出現(xiàn)污漬、斑點(diǎn)或變色等現(xiàn)象,影響焊件的外觀質(zhì)量。在一些對(duì)外觀要求較高的產(chǎn)品中,如珠寶首飾、裝飾性金屬制品等,釬劑殘留會(huì)降低產(chǎn)品的美觀度,甚至可能導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。
機(jī)械性能降低:殘留的釬劑可能會(huì)滲入釬焊接頭的縫隙中,影響接頭的致密性和結(jié)合強(qiáng)度。在受力情況下,這些薄弱部位容易出現(xiàn)裂紋或斷裂,降低焊件的整體機(jī)械性能。例如,在機(jī)械制造領(lǐng)域,釬焊接頭的強(qiáng)度對(duì)于保證設(shè)備的可靠性至關(guān)重要,釬劑殘留可能會(huì)成為潛在的安全隱患。
影響后續(xù)加工:如果焊件需要進(jìn)行后續(xù)的加工處理,如電鍍、涂漆等,釬劑殘留會(huì)阻礙涂層與焊件表面的良好結(jié)合,導(dǎo)致涂層附著力下降,容易出現(xiàn)起皮、剝落等問(wèn)題。這不僅會(huì)影響涂層的防護(hù)性能,還會(huì)影響產(chǎn)品的整體質(zhì)量和使用壽命。
釬劑和焊膏有什么區(qū)別?
釬劑和焊膏在成分、形態(tài)、用途、工藝等方面存在區(qū)別,具體如下:
成分
釬劑:主要由活性劑、助熔劑、成膜劑等組成。活性劑通常是一些具有腐蝕性的物質(zhì),如氯化物、氟化物等,用于去除焊件表面的氧化物;助熔劑一般為硼砂、硼酸等,可降低釬料的熔點(diǎn),改善釬料的流動(dòng)性;成膜劑則能在焊件表面形成一層保護(hù)膜,防止焊件在加熱過(guò)程中再次氧化。
焊膏:主要由合金粉末、助焊劑和粘結(jié)劑等組成。合金粉末是焊膏的主要成分,通常為錫、鉛、銀、銅等金屬的合金,決定了焊膏的焊接性能和焊點(diǎn)的機(jī)械性能;助焊劑的作用與釬劑類似,用于去除焊件表面的氧化物和改善潤(rùn)濕性;粘結(jié)劑則使合金粉末和助焊劑能夠均勻混合并具有一定的粘性,便于將焊膏印刷或涂抹在焊件表面。
形態(tài)
釬劑:通常為液態(tài)或固態(tài)。液態(tài)釬劑具有良好的流動(dòng)性,能夠快速均勻地覆蓋在焊件表面,但在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中需要注意防止泄漏和揮發(fā);固態(tài)釬劑一般為粉末狀或塊狀,便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸,但在使用時(shí)需要將其加熱熔化或溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲胁拍馨l(fā)揮作用。
焊膏:一般為膏狀,具有一定的粘性和觸變性。粘性使焊膏能夠粘附在焊件表面,不易流淌,便于操作;觸變性則使焊膏在受到外力攪拌或擠壓時(shí),粘度會(huì)降低,容易流動(dòng),而當(dāng)外力消失后,又能迅速恢復(fù)到原來(lái)的粘度,有利于焊膏的印刷和涂布。
用途
釬劑:主要用于釬焊過(guò)程,幫助去除焊件表面的氧化膜,改善釬料對(duì)焊件的潤(rùn)濕性能,使釬料能夠更好地填充釬縫間隙,從而獲得良好的釬焊接頭。它適用于各種釬焊工藝,包括火焰釬焊、感應(yīng)釬焊、爐中釬焊等,可用于焊接各種金屬材料,如銅、鋁、鋼、不銹鋼等。
焊膏:主要用于電子元件的表面貼裝技術(shù)(SMT),將電子元件焊接到印制電路板(PCB)上。在 SMT 工藝中,先將焊膏印刷在 PCB 的焊盤(pán)上,然后將電子元件放置在焊膏上,通過(guò)回流焊工藝使焊膏中的合金粉末熔化,實(shí)現(xiàn)電子元件與 PCB 之間的電氣連接和機(jī)械固定。此外,焊膏也可用于一些小型電子設(shè)備的手工焊接。
使用工藝
釬劑:使用時(shí),通常先將焊件表面清理干凈,然后將釬劑涂抹或噴涂在焊件表面,或者將焊件在釬劑中浸泡一段時(shí)間,使釬劑充分覆蓋焊件表面。接著進(jìn)行釬焊操作,在加熱過(guò)程中,釬劑會(huì)發(fā)揮作用,去除焊件表面的氧化物,并降低釬料的表面張力,使釬料能夠順利地在焊件表面鋪展和填充釬縫。釬焊完成后,需要根據(jù)釬劑的種類和焊件的要求,及時(shí)去除釬劑殘留,以防止對(duì)焊件產(chǎn)生腐蝕等不良影響。
焊膏:在使用焊膏時(shí),首先要根據(jù)焊接對(duì)象和工藝要求選擇合適的焊膏型號(hào)和規(guī)格。然后通過(guò)印刷工藝將焊膏精確地印刷到 PCB 的焊盤(pán)上,印刷的厚度和精度對(duì)焊接質(zhì)量有重要影響。接著將電子元件準(zhǔn)確地放置在印刷好焊膏的焊盤(pán)上,放入回流焊爐中進(jìn)行加熱。在回流焊過(guò)程中,焊膏經(jīng)歷預(yù)熱、保溫、回流和冷卻等階段,合金粉末在回流階段熔化,與電子元件和 PCB 焊盤(pán)形成良好的焊接連接。焊接完成后,一般不需要專門(mén)去除焊膏殘留,因?yàn)楝F(xiàn)代焊膏的殘留通常具有良好的絕緣性和穩(wěn)定性,不會(huì)對(duì)電子設(shè)備的性能產(chǎn)生明顯影響。但在一些對(duì)可靠性要求極高的場(chǎng)合,也可能需要進(jìn)行清洗處理。
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