張建江
摘 要:電子工業(yè)蓬勃發(fā)展,電子元器件的焊接在生產中被大量的使用,錫焊、激光焊、電阻焊等焊接方式都有廣泛的運用,其中,電阻焊接無需耗材,無需焊條、焊絲等填充金屬,其焊接過程耗熱小,不會產生煙塵等有害物質,同時也不會產生刺眼的光污染等特性,使得電阻焊在電子工業(yè)制造領域占有一席之地,此外,電阻焊本身工作電壓小,安全、環(huán)保,設備投入成本較低,因此,也深得電子工業(yè)制造行業(yè)的青睞。
關鍵詞:電子工業(yè)制造;電阻焊;特性與保養(yǎng)
中圖分類號:TG42 文獻標志碼:A
1 電阻焊原理
電阻焊就是將工件組合后通過電極施加壓力,利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產生的電阻熱進行焊接的方法,電阻焊利用電流流經工件接觸面及鄰近區(qū)域產生的電阻熱效應將其加熱到熔化或塑性狀態(tài),使之形成金屬結合的一種方法。電阻熱所需的熱量公式Q =I 2Rt,其中,I 2是焊接電流的平方,R是電極間的電阻,t是焊接時間。當工件和電極已定時,工件的電阻取決于它的電阻率。因此,電阻率是被焊材料的重要性能。
2 電極材料的選擇分析
電阻焊電極是電阻焊中向焊件傳輸焊接電流、施加焊接力并消散焊接區(qū)熱量的工具,在焊接過程中,電極在高溫和高壓下,不斷地與工件進行接觸,這對電極材料的選擇提出了較高的要求,通常情況下,電極材料應滿足以下幾個要求:
(1)具備較高的高溫強度和硬度、抗氧化性和良好的導電性能。
(2)有高的抗氧化能力,與焊件材料形成合金的傾向小。
(3)在常溫和高溫都有合適的導電、導熱性。
(4)具有良好的加工性能。
3 幾種常用的電極材料
在電子工業(yè)領域,金屬件的焊接運用十分廣泛,常用的金屬板類材料有銅合金、鋁合金、不銹鋼、鍍鋅板等,引線類材料有鍍錫銅線、CP線、鋁線等,不同材質的電阻率和導熱性存在一定的差異,為保證電阻焊接的牢固程度達到設計效果,必須通過調整電源電流、焊接壓力和選定合適的電極材料,因此,電極材料選擇的合適與否至關重要。下面是幾種常用的電阻焊接電極材料,通過對這幾種材料的特性進行對比,我們可以更清晰的判斷這幾種電極材料的適應場合,可以為需求者提供一定的參考和借鑒,見表1。
4 電極材料的維護保養(yǎng)事項
4.1 導入冷卻系統(tǒng),降低電極焊頭溫度:設備連續(xù)運行時,電極放電產生的熱量如果不能及時導走,焊頭溫度會隨之升高,在與空氣接觸時易造成電極焊接處氧化,形成一層氧化層,從而降低焊頭的使用壽命,同時也影響到焊接效果。在連續(xù)焊接的環(huán)境下,為保證焊接電極快速冷卻,我們建議配置一套水冷卻系統(tǒng),通過冷水的循環(huán),把電極焊接產生的熱量帶走,這樣才能有效增加焊頭的使用壽命。
4.2 杜絕空焊:空焊即在沒有接觸任何金屬的情況下進行放電操作,由于點焊頭在放電時會產生上千度的高溫,如果沒有接觸到任何金屬,焊頭則會較長時間處于高溫下,同樣會使焊頭表面產生一層氧化層,影響到焊頭的使用壽命。
4.3 定期打磨電極焊頭:設備運行時,焊頭長時間處于較高的溫度下,時間久了,會逐步形成一層氧化層,氧化層過厚甚至會出現(xiàn)電流無法通過的問題,而局部的導通也會導致電流密度過大,甚至會產生飛濺和工件表面燒損的問題,因此定期維護保養(yǎng)電極焊頭是設備維護人員必須做好的工作,在打磨電極焊頭時,須注意打磨平整,保持表面的光滑。
結語
在電子工業(yè)領域里,機械化程度是越來越高,電阻焊技術的運用仍占有很重要的地位。作為電阻焊技術的關鍵部件,焊接電極材料的選擇不僅影響到焊接設備是否能穩(wěn)定運行,也直接影響到電子產品的性能。因此,在未來一段時間里,電阻焊材料特性的研究分析還將繼續(xù)。
參考文獻
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[2]李美霞,楊濤,郭志猛,電阻焊電極用銅合金材料的研究進展[J].河北工業(yè)科技,2008(3):15.