焊接操作時(shí),如何避免無鉛焊錫條氧化?
在焊接操作中,無鉛焊錫條(尤其錫含量高的 SAC 系、Sn-Cu 系)因表面活性強(qiáng)、熔點(diǎn)高于有鉛焊錫,氧化速度是傳統(tǒng)有鉛焊錫的 2-3 倍,氧化后會(huì)產(chǎn)生氧化錫(SnO?)
(熔點(diǎn) 1127℃,遠(yuǎn)高于焊錫本身),導(dǎo)致 “錫珠飛濺、焊點(diǎn)不飽滿、虛焊” 等缺陷。需從焊接前預(yù)防、焊接中管控、焊接后處理全流程干預(yù),具體方法如下:
一、焊接前:提前阻斷氧化源頭
焊接前的核心是減少焊錫條與空氣、濕氣的接觸,避免焊接前已發(fā)生氧化,為后續(xù)操作奠定基礎(chǔ)。
焊錫條開封與取用規(guī)范
未開封焊錫條需保持真空 / 密封包裝完好,儲(chǔ)存于 15-30℃、RH≤60% 的防潮環(huán)境(如帶干燥劑的密封柜),避免提前接觸空氣導(dǎo)致表面氧化。
開封后未使用的焊錫條,需在24 小時(shí)內(nèi)放回專用密封袋(內(nèi)置脫氧劑)或防潮箱,禁止長(zhǎng)期暴露在車間空氣中(即使車間通風(fēng),也會(huì)因空氣流動(dòng)加速氧化)。
取用焊錫條時(shí)佩戴無粉丁腈手套,避免手汗中的鹽分、水分附著在焊錫表面(手汗會(huì)加速錫的電化學(xué)氧化,24 小時(shí)內(nèi)表面可能出現(xiàn)暗斑)。
助焊劑提前匹配與處理
選擇無鉛專用助焊劑(松香基或有機(jī)酸型,鹵素含量≤0.5%),其核心功能是 “焊接時(shí)優(yōu)先與焊錫表面氧化層反應(yīng)”,同時(shí)在焊錫表面形成保護(hù)膜,阻斷空氣接觸。
若使用液態(tài)助焊劑(波峰焊 / 浸焊),需提前檢測(cè)其 “活性”(通過助焊劑活性測(cè)試儀),活性不足(如過期、吸潮)的助焊劑無法有效防氧化,需及時(shí)更換
(助焊劑開封后保質(zhì)期≤3 個(gè)月)。
二、焊接中:核心管控 “溫度、時(shí)間、隔絕空氣”
焊接過程是無鉛焊錫氧化的高發(fā)階段(高溫下錫的氧化速度會(huì)隨溫度升高呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)),需通過 “控溫、控時(shí)、物理隔絕” 三大手段直接抑制氧化。
1. 手工焊接(電烙鐵)防氧化操作
操作環(huán)節(jié) 防氧化具體方法 原理說明
烙鐵溫度設(shè)定 嚴(yán)格按焊錫條熔點(diǎn)匹配溫度:
- SAC305(217-220℃):烙鐵溫度 250-270℃
- Sn-0.7Cu(227-228℃):260-280℃
- 禁止超溫(如 SAC305 用 300℃以上) 溫度每升高 10℃,錫的氧化速度增加 1.5-2 倍;超溫會(huì)導(dǎo)致焊錫 “未浸潤(rùn)先氧化”,表面形成硬殼。
烙鐵頭維護(hù) 焊接前用 “烙鐵頭清潔海綿”(蘸清水?dāng)D干)擦拭烙鐵頭,再涂一層薄錫(“潤(rùn)頭”);焊接中每 5-10 分鐘潤(rùn)頭 1 次
烙鐵頭氧化會(huì)導(dǎo)致熱傳導(dǎo)效率下降,焊錫受熱不均易局部氧化;“潤(rùn)頭錫層” 可減少烙鐵頭與空氣接觸,同時(shí)確保焊錫均勻受熱。
焊接手法 ① 先將烙鐵頭接觸焊點(diǎn)(焊盤 + 引腳)預(yù)熱 1-2 秒;
② 再送焊錫條至焊點(diǎn)(而非烙鐵頭),焊錫量以覆蓋焊點(diǎn)為宜;
③ 焊錫熔化后先撤焊錫條,再停留 0.5 秒撤烙鐵 避免焊錫直接接觸高溫烙鐵頭(易瞬間氧化);先預(yù)熱焊點(diǎn)再送錫,確保焊錫熔化后能與助焊劑
快速反應(yīng),形成保護(hù)膜。
助焊劑補(bǔ)充 若焊點(diǎn)氧化嚴(yán)重(如焊錫不浸潤(rùn)),可在焊點(diǎn)表面提前點(diǎn)少量助焊劑(手工焊用助焊劑筆),再焊接 助焊劑提前覆蓋焊點(diǎn),
可優(yōu)先清除焊盤 / 引腳氧化層,同時(shí)為焊錫熔化提供 “無氧環(huán)境”。
2. 波峰焊 / 浸焊(批量焊接)防氧化操作
焊爐溫度與錫面保護(hù):
焊爐溫度比焊錫熔點(diǎn)高 30-40℃(如 SAC305 焊爐 245-255℃),禁止超溫;同時(shí)在焊錫槽表面添加無鉛專用防氧化油 / 抗氧化粉(如礦物油基防氧化油,
用量為每平方米錫面 5-10ml),形成致密油膜隔絕空氣,可減少 60% 以上的錫渣生成。
助焊劑噴涂控制:
采用 “霧化噴涂” 方式,確保助焊劑均勻覆蓋 PCB 焊盤(覆蓋率≥95%),噴涂壓力 0.15-0.2MPa,避免 “漏噴”(漏噴區(qū)域焊錫直接接觸空氣氧化)
或 “過量噴涂”(殘留過多影響后續(xù)清潔)。
錫渣實(shí)時(shí)清理:
焊接過程中,每 30 分鐘用專用錫渣撈勺(不銹鋼材質(zhì),避免刮傷焊錫槽)清理錫面氧化渣,禁止錫渣在錫槽內(nèi)堆積(堆積的錫渣會(huì)與新焊錫反應(yīng),
加速氧化);清理的錫渣需單獨(dú)存放,避免混入新焊錫。
三、焊接后:減少二次氧化風(fēng)險(xiǎn)
焊接后的工件若處理不當(dāng),仍可能因冷卻過程接觸空氣或環(huán)境濕氣,導(dǎo)致焊點(diǎn)表面二次氧化(尤其高溫焊點(diǎn)冷卻時(shí),表面活性高,易吸附空氣中的氧氣)。
焊點(diǎn)冷卻與保護(hù)
焊接后的工件需自然冷卻至室溫(25℃左右,冷卻時(shí)間 10-60 秒,根據(jù)工件大小調(diào)整),禁止用風(fēng)扇快速降溫(快速降溫會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)表面形成
“氧化層裂紋”,增加二次氧化風(fēng)險(xiǎn))。
若工件需長(zhǎng)期存放(如超過 24 小時(shí)),冷卻后可噴涂薄層無鉛防銹劑(如有機(jī)硅類,用量以覆蓋焊點(diǎn)為宜),形成保護(hù)膜,隔絕空氣和濕氣。
未用完焊錫條及時(shí)回收
焊接結(jié)束后,剩余的焊錫條需立即用干布擦拭表面(去除可能附著的助焊劑殘留或灰塵),再放入密封袋 / 防潮箱,禁止直接堆放在工作臺(tái)(
車間環(huán)境中的灰塵、濕氣會(huì)加速氧化)。
若焊錫條表面已出現(xiàn)輕微氧化(如暗斑、小顆粒),下次使用前需用細(xì)砂紙(1000 目以上)輕磨表面氧化層,再焊接(避免氧化層混入焊點(diǎn))。
四、關(guān)鍵工具與材料選擇(輔助防氧化)
焊接工具:優(yōu)先選用帶 “溫度閉環(huán)控制” 的電烙鐵(如恒溫烙鐵,控溫誤差≤±5℃),避免溫度波動(dòng)導(dǎo)致氧化;波峰焊爐需配備 “錫面溫度監(jiān)測(cè)儀”
,實(shí)時(shí)監(jiān)控錫槽溫度,防止超溫。
防氧化輔料:除助焊劑外,可備用 “無鉛焊錫抗氧化膏”(手工焊時(shí),在焊點(diǎn)周圍涂抹少量,可延長(zhǎng)焊點(diǎn)抗氧化時(shí)間);儲(chǔ)存焊錫條的密封袋需選擇
“鋁箔真空袋”(比普通 PE 袋隔絕氧氣效果好 3-5 倍)。
環(huán)境控制:焊接區(qū)域安裝 “局部排風(fēng)系統(tǒng)”(風(fēng)量≥1200m3/h),同時(shí)控制車間濕度(RH≤60%),潮濕環(huán)境會(huì)加速焊錫氧化(濕度每升高 10%,
氧化速度增加約 30%)。
五、常見氧化問題及解決方法
氧化現(xiàn)象 可能原因 解決方法
焊錫熔化后表面起 “白霜” 烙鐵溫度過高(超溫 20℃以上) 立即降低烙鐵溫度至標(biāo)準(zhǔn)范圍,更換已氧化的焊錫段,重新焊接。
焊點(diǎn)表面粗糙、無光澤 助焊劑活性不足(過期或吸潮) 更換新的無鉛助焊劑,焊接前在焊點(diǎn)表面補(bǔ)充助焊劑。
波峰焊錫槽內(nèi)錫渣驟增 焊爐超溫或防氧化油不足 降低焊爐溫度至標(biāo)準(zhǔn)值,補(bǔ)充防氧化油,清理現(xiàn)有錫渣。
焊錫條表面出現(xiàn)黑色斑點(diǎn) 儲(chǔ)存時(shí)密封不嚴(yán),長(zhǎng)期接觸空氣 用細(xì)砂紙打磨氧化層,若氧化深度超過 0.1mm(肉眼可見凹陷),
需報(bào)廢該焊錫條。
通過以上全流程管控,可將無鉛焊錫條的氧化率控制在 5% 以下,顯著減少焊點(diǎn)缺陷(如虛焊、冷焊),同時(shí)降低錫渣浪費(fèi)
(氧化導(dǎo)致的錫渣損耗可從 10% 降至 3% 以下),兼顧焊接質(zhì)量與成本控制。
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