劉風(fēng)婭

摘 要：有機(jī)相是焊膏的重要組成部分，有機(jī)相材料的選擇對(duì)于制備高性能的焊膏具有重要意義。文章通過(guò)釬焊氣味的模擬測(cè)試、吸水性及揮發(fā)性模擬測(cè)試及焊接效果測(cè)試等，確定了制備焊膏用有機(jī)相材料。制備出一款點(diǎn)膠性能良好，焊接過(guò)程中無(wú)刺激性氣味，焊渣少甚至沒(méi)有的焊膏，該焊膏具有優(yōu)異的焊接性能。

關(guān)鍵詞：有機(jī)相;點(diǎn)膠性;氣味;焊渣

中圖分類(lèi)號(hào)：TG174.42;TG42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2020）08-0019-02

隨著科技的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)自動(dòng)化的要求越來(lái)越高，焊膏可滿(mǎn)足氣動(dòng)下料要求，引發(fā)廣大學(xué)者關(guān)注。其中，硬釬焊用焊膏質(zhì)量參差不齊，點(diǎn)膠不穩(wěn)定、焊接過(guò)程中有刺激性氣味物質(zhì)產(chǎn)生、焊后殘?jiān)嗟葐?wèn)題較為常見(jiàn)。

銀合金焊膏由銀合金釬料、助焊劑、有機(jī)載體3部分組成[1]，有機(jī)相作為焊膏的重要組成部分，其需具備一定的觸變性，可通過(guò)氣動(dòng)壓擠的方法將其定量地敷在待焊工件需焊部位，以提高點(diǎn)膠穩(wěn)定性;在焊接過(guò)程中，有機(jī)相不應(yīng)產(chǎn)生有刺激性氣味的物質(zhì)，導(dǎo)致操作工無(wú)法忍受等;焊后不能留下過(guò)多殘留物，影響線上工人及時(shí)判斷焊接外觀飽滿(mǎn)度，降低工作效率;文章以Ag65CuZn合金粉為釬料，F(xiàn)B101為釬劑，探究合適的有機(jī)相材料，以實(shí)現(xiàn)對(duì)覆銅鋼觸橋與AgSnO2/Ag觸點(diǎn)中銀層的焊接。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

聚乙烯吡咯烷酮（無(wú)錫市亞泰聯(lián)合化工有限公司），聚乙烯醇縮丁醛（營(yíng)口天元高分子樹(shù)脂有限公司），乙基纖維素（天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司），丙烯酸樹(shù)脂（上海今盟貿(mào)易有限公司），苯氧基樹(shù)脂（上勤國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司），聚氨酯噴涂油墨樹(shù)脂（深圳市豪瑞塑料科技有限公司），C5加氫石油樹(shù)脂（濮陽(yáng)中科信源石化有限公司），二乙二醇丁醚醋酸酯（上海阿拉丁生化科技股份有限公司），二丙二醇甲醚醋酸酯（上海阿拉丁生化科技股份有限公司），尼龍酸二甲酯（濰坊市鑫瑞德新材料有限公司），脫芳烴溶劑油D30、D40、D80等環(huán)保型溶劑（廣東中海南聯(lián)能源有限公司上海分公司），聚酰胺蠟（廣州市環(huán)綺化工有限公司），硼酸、氟硼酸鉀（天津市大茂化學(xué)試劑廠），Ag65CuZn合金粉（魯科斯釬焊材料（蘇州）有限公司）、覆銅鋼觸橋（上海滬供電器配套有限公司）、AgSnO2/Ag銀點(diǎn)φ5.0 mm（佛山市諾普材料科技有限公司）。

1.2 釬焊氣味的模擬測(cè)試

取5±1 mg待測(cè)物，點(diǎn)在觸橋上，將觸橋另一端置于上下電極中間，將待測(cè)物加熱至650℃～750℃，鼻孔在待測(cè)物右上方約0.5 m，用手輕輕扇動(dòng)，使極少量的氣體飄進(jìn)鼻孔，如圖1所示。隨機(jī)選擇三位員工，共同進(jìn)行嗅覺(jué)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果根據(jù)氣味大小，分為刺激性氣味（P）、可接受氣味（A）等。

1.3 吸水性及揮發(fā)性模擬測(cè)試

取8.5±0.5 g待測(cè)物，置于10 mL離心管中，常溫分別放置4h、12h及48h，測(cè)離心管內(nèi)待測(cè)物的質(zhì)量變化。

1.4 焊接效果測(cè)試

1.4.1 配焊膏

樹(shù)脂：C5加氫石油樹(shù)脂;

溶劑：D40、D80按照1：1復(fù)配;

觸變劑：聚酰胺蠟;

釬劑：FB101（硼酸30%，氟硼酸鉀70%）;

釬料：Ag65CuZn合金粉;

將以上物質(zhì)按一定比例混合均勻，制備成硬釬焊焊膏。

1.4.2 焊渣量的判定

利用焊膏對(duì)銀點(diǎn)和觸橋進(jìn)行焊接，觀察觸點(diǎn)周?chē)冈康亩嗌?。由于不同員工感官不同，特由三位員工共同進(jìn)行焊渣量多少的判定。測(cè)試結(jié)果根據(jù)焊渣量多少，分為焊渣較多（M）、焊渣較少或無(wú)焊渣（S）等。

1.4.3 點(diǎn)膠性能判定

將焊膏在同一條件（如相同的氣壓點(diǎn)動(dòng)等）下，從頭點(diǎn)至尾，分別在滿(mǎn)針筒狀態(tài)、2/3針筒狀態(tài)、1/3針筒狀態(tài)時(shí)抽取點(diǎn)焊膏后觸橋各10 pcs，利用點(diǎn)焊膏前后觸橋重量差獲得焊膏點(diǎn)膠量，判斷焊膏點(diǎn)膠性能。

1.4.4 焊接

在同一條件下（如相同的焊膏量、焊接溫度、焊接壓力等），將覆銅鋼觸橋和AgSnO2/Ag銀點(diǎn)φ5.0 mm中的銀層焊接在一起。

1.4.5 釬著率及剪切力檢測(cè)

隨機(jī)抽取5 pcs焊后組件，利用超聲波無(wú)損探傷檢測(cè)設(shè)備測(cè)其超聲釬著率，利用拉伸力度試驗(yàn)機(jī)測(cè)其剪切力。

2 結(jié)果與分析

2.1 釬焊氣味的模擬測(cè)試結(jié)果與分析

聚乙烯醇縮丁醛是聚乙烯醇和丁醛的縮聚物，廣泛用于各種材料的粘接。丙烯酸樹(shù)脂水白透明，多用于油漆、涂料、油墨等。乙基纖維素是一種醚類(lèi)物質(zhì)，具有粘合、填充、成膜等作用，應(yīng)用范圍廣。聚氨酯噴涂油墨樹(shù)脂易溶于酮類(lèi)溶劑，溶解后加入其他助劑，分散均勻，附著力佳。但以上物質(zhì)焊接過(guò)程中均易產(chǎn)生刺激性氣味，不適合作為焊膏膠黏劑。聚乙烯吡咯烷酮，是一種水溶性酰胺類(lèi)高分子聚合物，具有優(yōu)異溶解性、成膜性、絡(luò)合性及一定的表面活性，為眾多領(lǐng)域廣泛使用[2]。碳五樹(shù)脂作為石油裂解的副產(chǎn)物之一，由于具有較好的粘黏性及熔點(diǎn)低等，被當(dāng)做膠黏劑中的重要組成部分[3]。

二乙二醇丁醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、尼龍酸二甲酯是常見(jiàn)的溶劑，但由于在加熱過(guò)程中易產(chǎn)生刺激性氣味而被排除。脫芳烴溶劑油D30、D40、D80等環(huán)保型產(chǎn)品氣味較低甚至無(wú)味，是較好的焊膏溶劑選擇，如表1所示。

表1 焊膏有機(jī)相氣味匯總

2.2 吸水性及揮發(fā)性模擬測(cè)試結(jié)果與分析

吸水性及揮發(fā)性模擬測(cè)試，主要針對(duì)通過(guò)釬焊氣味模擬測(cè)試結(jié)果的聚乙烯吡咯烷酮、C5加氫石油樹(shù)脂和石油溶劑等，如圖2所示。聚乙烯吡咯烷酮吸水性過(guò)強(qiáng)，放置48h，吸水率即可達(dá)到2.78%。如選用聚乙烯吡咯烷酮為有機(jī)相，其所吸收的水分在加熱過(guò)程中瞬間汽化，強(qiáng)大的氣流將其他物質(zhì)帶出焊縫，導(dǎo)致焊膏炸飛現(xiàn)象明顯，不僅得不到良好的焊接效果，甚至?xí)?lái)一些安全隱患。因此，文章將以C5加氫石油樹(shù)脂作為有機(jī)相。

D30揮發(fā)性太強(qiáng)，將其常溫放置48h，即有14.96%的溶劑揮發(fā)，影響焊膏存儲(chǔ)時(shí)間與在線使用時(shí)間[4]。另外，為避免大量溶劑在加熱過(guò)程中瞬間汽化，導(dǎo)致焊膏炸飛，一般采用兩種或多種溶劑復(fù)配。因此，文章將D40、D80按照1：1復(fù)配成焊膏溶劑。

2.3 焊接效果測(cè)試及分析

經(jīng)由三位隨機(jī)選取的員工共同進(jìn)行焊渣量多少的判定，判定結(jié)果為焊渣較少或無(wú)焊渣（S）等。

焊膏在其滿(mǎn)針筒狀態(tài)、2/3針筒狀態(tài)、1/3針筒狀態(tài)時(shí)的焊膏點(diǎn)膠量平均值均在6.5±0.2 mg，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均在5%以?xún)?nèi)。表明焊膏在點(diǎn)膠過(guò)程中，點(diǎn)膠量波動(dòng)較小，點(diǎn)膠性能良好。

隨機(jī)抽取5 pcs焊后組件，其超聲釬著率均為99.98%，遠(yuǎn)超下游公司對(duì)我公司焊接組件釬著率的要求（≥80%），剪切力結(jié)果分別為299.75 kgf、254.55 kgf、351.90 kgf、360.90 kgf、288.45 kgf，遠(yuǎn)超下游公司對(duì)我公司剪切力要求（≥160 kgf）。

3 結(jié)語(yǔ)

文章經(jīng)釬焊氣味的模擬測(cè)試、吸水性及揮發(fā)性模擬測(cè)試和焊接效果測(cè)試等，篩選出焊膏有機(jī)相的組成材料，分別為碳五加氫樹(shù)脂，石油溶劑D40、D80，聚酰胺蠟。

以上四種有機(jī)相組成物按照一定的配制方法配成有機(jī)相，利用行星式重力攪拌機(jī)依次混入釬劑FB101、釬料Ag65CuZn合金粉所制備的焊膏，點(diǎn)膠性能良好，焊接過(guò)程中無(wú)刺激性氣味，焊渣少甚至沒(méi)有，焊接組件具有較高的釬著率及剪切強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

[1] 余翠娟，堵永國(guó)，王震.觸變劑加入方式對(duì)銀合金焊膏流變學(xué)性能的影響[J].貴金屬，2019，040（002）：50-54.

[2] 龍宇升，康正，廖列文，等.聚乙烯吡咯烷酮的性質(zhì)及測(cè)定[J].廣州化工，1999（02）：33-35.

[3] 李濤.國(guó)內(nèi)外碳五石油樹(shù)脂的生產(chǎn)及應(yīng)用[J].精細(xì)石油化工進(jìn)展，2004，5（003）：39-43.

[4] 黎璇.SMT環(huán)保無(wú)鉛焊膏的制備及其性能研究[D].武漢：湖北工業(yè)大學(xué)，2018.