1.7 知识链接7 焊接技术
1.7.1 电烙铁
电烙铁是最主要的焊接工具，用于电气产品和电路的手工焊接，常用的有内热式和外热式两种。
1. 内热式
内热式电烙铁由烙铁头、烙铁芯、导热体、弹簧夹、连接杆、手柄、接线柱、电源线及紧固螺丝等部分组成。由于作为发热体的烙铁芯安装在导热体内，所以称为内热式电烙铁，其结构如图1-29所示。
图1-29 内热式电烙铁结构
烙铁芯是电烙铁的发热部分，其电热丝藏在细小的瓷棒内，引出线用细瓷管绝缘。因瓷介质易碎，加上电阻丝质脆、易断，故在使用内热式电烙铁时，不要敲击和碰撞。烙铁头的作用是储存热量和传送热量，用热传导性能好、高温不易氧化的铜合金制成。烙铁头的形状、体积、长短等会对烙铁的温度产生影响。
内热式电烙铁热效率高，烙铁头升温快，体积小，特别适合维修人员或业余电子爱好者使用。由于结构的原因，烙铁芯的温度集中，会导致烙铁头容易被氧化、烧死，长时间工作易损坏，不适合做大功率的烙铁，常用的规格有20W、25W、35W、50W等。
2. 外热式
外热式电烙铁的烙铁头安装在烙铁芯的里面，作为发热体的烙铁芯安装在烙铁头的外面，故称为外热式电烙铁，其结构如图1-30所示。
图1-30 外热式电烙铁结构
外热式电烙铁的烙铁芯的电热丝平行地绕制在一根空心瓷管上，由云母绝缘。电热丝的体积较大，前端设有与烙铁身和烙铁头固定的装置，故使用中不易移位，烙铁芯不易损坏。外热式烙铁头为实心的圆棒形，外径略小于烙铁芯的内径，长度约为内热式的2倍，能反复修挫多次，使用寿命较长。
外热式电烙铁的优点是经久耐用，寿命长，长时间工作时温度平稳。外热式电烙铁的规格很多，常用的有25W、45W、75W、100W、200W等。
1.7.2 焊接材料
1. 焊料
焊料是易熔金属，它熔点低于被焊金属，在熔化时能在被焊金属表面形成合金而将被焊金属连接到一起。
按焊料成分，有锡铅焊料、银焊料、铜焊料等，在一般电子产品装配中主要使用锡铅焊料，俗称焊锡，它具有熔点低、机械强度高、抗腐蚀性能好的特点。表1-6中列出了常用的焊锡种类及熔点。
表1-6 电子产品装配中常用的焊锡种类
因为焊锡的电导率比铜线低得多，当有大电流流经焊接部位时，就必须要注意它的压降及发热。对于大电流通过的部位，印制导线除了要加宽加厚外，被焊物还应采取绕焊。
2. 焊剂
金属表面同空气接触后都会生成一层氧化膜，温度越高，氧化越厉害。金属的氧化膜会阻止液态焊锡对金属的润湿作用。焊剂能够清除金属表面的氧化膜，防止焊接时被焊金属和焊料再次出现氧化，并降低焊料表面的张力，有助于焊接。
常用焊剂主要有无机焊剂（如焊膏）、有机焊剂和松香类焊剂。
1.7.3 焊接要求
1. 焊接工艺要求
焊接是电子产品整机装配过程中的一个重要的环节，要求每个焊点都有一定的机械强度和良好的电气性能。在焊接过程中，要形成良好的焊点取决于以下几点：
（1）被焊金属表面要清洁。被焊金属表面如果存在氧化物或污垢，会不利于焊料在焊接面上形成合金层，造成虚焊、假焊。轻度的氧化物或污垢可通过助焊剂来清除，较严重的要通过化学或机械的方法来清除。
（2）被焊金属具有良好的可焊性。可焊性即可浸润性，是指在适当的温度下，被焊金属与焊料在助焊剂作用下能形成良好焊点的性能。铜是导电性能良好且易于焊接的金属材料，常用元器件的引脚、导线及接点等大多采用铜材料制成。
（3）使用合适的焊料和助焊剂。焊料的成分及性能要与被焊金属的可焊性、焊接的温度及时间、焊点的机械强度等相适应，锡焊工艺中使用的焊料是锡铅合金，根据锡铅的比例及含有其他少量金属成分的不同，其焊接特性也有所不同，应根据不同的要求正确选择焊料。
助焊剂在焊接的过程中可清除被焊金属表面氧化物或污垢，从而保持其表面清洁，提高焊锡的流动性，形成良好的焊点。助焊剂的种类很多，效果也不一样，必须根据被焊金属材料、焊点表面状况和焊接方式来选用。
（4）合适的焊接时间和温度。焊接过程中，通过烙铁加热使焊料熔化浸润被焊金属表面，并在结合面形成合金。焊接温度过低，会造成虚焊；温度过高，会损坏元器件和电路板。合适的焊接温度是保证焊接质量的重要因素。手工焊接中，控制温度的关键是选用合适的电烙铁和掌握焊接时间。
焊接时间是指在焊接过程中，完成一个焊接点所需要的全部时间。需要根据被焊接材料的性质和焊接点的大小，经过反复实践才能够充分掌握焊接时间和温度，焊接时间过短，会使温度太低；焊接时间过长，则温度过高。
2. 焊接质量要求
一个良好的焊点应符合以下条件：
（1）电气性能良好。高质量的焊点应是焊料与被焊金属形成牢固的合金层，才能保证良好的导电性。不能简单地将焊料堆附在被焊金属表面。
（2）具有一定的机械强度。焊点的作用是连接两个或两个以上的元器件，并使电气接触良好。电子设备有时要工作在振动的环境中，为使焊件不松动或脱落，焊点必须具有一定的机械强度。
（3）焊点上的焊料要适量。焊点上的焊料过少，不仅降低机械强度，而且由于表面氧化层加深，易造成焊点失效。焊点上的焊料过多，不仅增加成本，而且容易造成桥连（短路），所以焊点上的焊料要适量。
（4）焊点表面应具有良好光泽且表面光滑。良好的焊点表面应有光泽且表面光滑，不应有凹凸不平等现象，这主要是由助焊剂中未完全挥发的树脂成分形成的薄膜覆盖在焊点的表面，能防止焊点表面的氧化。
（5）焊点不应有毛刺、空隙。焊点表面存在毛刺、空隙不仅不美观，还会给电子产品带来危害，尤其在高频电路中，两个相近的毛刺间易造成尖端放电。
（6）焊点表面要清洁。焊接点表面周围要清洁，无助焊剂残渣及污垢，这些物质会降低电路的绝缘性，而且对焊接点也有一定的腐蚀作用。
1.7.4 焊接工艺
1. 焊接姿势
焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的，如果操作时鼻子距离烙铁头太近，则很容易将有害气体吸入。一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于30cm，通常以40cm时为宜。
2. 电烙铁的握法
通常右手握住电烙铁，握法有反握、正握和笔握三种。如图1-31所示，反握法对被焊件压力较大，适用于较大功率的电烙铁（＞75W）；正握法适用于弯烙铁头或直烙铁头在大型机架上的焊接；笔握法适用于小功率的电烙铁焊接印制板上的元器件。
图1-31 手握电烙铁的方法
3. 焊料的供给方法
焊锡丝一般有两种拿法，如图1-32所示。由于焊丝成分中，铅占一定比例，众所周知铅是对人体有害的重金属，因此操作时应戴手套或操作后洗手，避免食入。
图1-32 焊锡丝拿法
4. 焊接操作基本步骤
手工焊接可分为基本的五步操作法，如图1-33所示。
图1-33 焊接五步操作法
第一步：准备。认准焊点位置，烙铁头和焊锡丝靠近，处于随时可以焊接的状态。
第二步：加热。烙铁头放在工件焊点处，加热焊点。
第三步：熔化焊锡。焊锡丝放在焊点上，熔化适量的焊锡。
第四步：拿开焊锡丝。熔化适量焊锡后迅速拿开焊锡丝。
第五步：撤烙铁。焊锡的扩展范围达到要求后，拿开烙铁。注意烙铁头撤离的速度和方向，保持焊点美观。
5. 焊接操作要领
（1）电烙铁的操作要领。电烙铁要在短时间内将几种金属同时加热，烙铁头如何与被焊金属接触十分重要。例如，焊接印制电路板时，由于接触角度不同，会造成引线一侧或铜箔一侧加热过快，如图1-34所示。为使加热均匀，烙铁头应对引线和铜箔同时加热。
焊接结束时，烙铁头撤离的方向也要注意。因烙铁头的主要作用是加热，焊料熔化后，烙铁头应迅速离开焊点，如果焊料停止供给后还继续加热，会造成焊料流淌，焊点表面出现粗糙状，失去金属光泽；如果烙铁撤离过早，会造成加热不充分，焊剂作用不够，焊点强度降低，甚至会造成虚焊或假焊。
图1-34 烙铁头接触焊点的方法
（2）焊料供给要领。掌握好时机，即焊点达到焊接温度时，及时供给焊料，这时焊剂最容易在金属表面起作用，促使焊料润湿被焊金属。供给焊料时，绝不能用烙铁头作为运载焊料的工具。因为手工焊接通常用含焊剂芯的线状焊料，如果烙铁头接触焊料并作为运载工具，那么焊剂在高温下早就分解挥发，从而运到焊点的焊料处于无焊剂状态，容易造成焊接缺陷。
1.7.5 导线焊接技术
1. 绝缘导线加工方法
带绝缘层的导线在接入电路组件前必须进行加工处理，以保证引线接入电路后装接可靠、导电良好且能经受一定拉力而不致产生断头。
导线端头加工按以下五个步骤进行：
（1）剪裁。导线应按先长后短的顺序，用斜口钳等工具进行剪切。
（2）剥头。剥头就是将导线端头的绝缘物剥去露出芯线。剥头长度应根据芯线截面积和接线端子的形状来确定，剥头时不应损伤芯线，多股芯线应尽量避免断股。
常用的剥头方法有刃截法和热截法两种。
（3）清洁。绝缘导线在空气中长时间放置，导线端头易被氧化，因此在焊接前应进行清洁处理，除去芯线表面的氧化层，提高其可焊性。清洁的方法有两种：一是用小刀刮去氧化层，在刮时注意用力适度，同时转动导线。二是用砂纸清除芯线上的氧化层，清除时，砂纸应由导线的绝缘层端向端头单向运动，以避免损伤导线。
（4）捻头。多股导线经剥头处理后，芯线容易松散，一定要经捻头处理。具体方法是：按芯线原来捻紧方向继续捻紧，一般螺旋角在30°～40°之间。
（5）浸锡。为防止捻好头的导线再次氧化，必须对其浸锡处理，可采用锡锅浸锡和电烙铁上锡两种方法。锡锅浸锡是将捻好头的导线蘸上助焊剂，然后将导线垂直放入焊料熔化的锡锅内，并且使浸渍层与绝缘层之间留有1～2mm间隙，浸润后取出，浸锡时间为1～3s。电烙铁上锡是将加热的电烙铁蘸满焊锡，将导线端头放在一块松香上，烙铁头压在导线端头，左手边慢慢转动边往后拉，直到导线端头脱离烙铁。
2. 导线焊接
导线的焊接主要有导线与接线端子的焊接、导线与导线之间的焊接，常采用绕焊、勾焊和搭焊三种基本形式，如图1-35所示。
图1-35 导线与端子的焊接
绕焊：把经过镀锡的导线端头在接线端子上缠绕一圈，用钳子拉紧缠牢后进行焊接。
钩焊：将导线端子弯成钩形，钩在接线端子上，用钳子夹紧后焊接。
搭焊：把镀锡的导线端搭到接线端子上焊接。
任务1 触电急救
一、实训目标
1. 知识目标
（1）了解人体触电的方式及造成的伤害。
（2）掌握用电安全操作规程。
（3）掌握防止低压触电的安全措施。
2. 技能目标
（1）掌握使触电者脱离电源的方法。
（2）掌握对触电者进行急救的技术。
二、任务描述
对模拟人进行口对口人工呼吸法和胸外挤压法的模拟训练。
三、实训器材
（1）集体工具：带绝缘柄的钢丝钳、干燥的木棒、木凳、绝缘垫、绝缘杆、未通电的三相四线制线路等。
（2）电工仪表：低压验电器、万用表、兆欧表（500V）等。
（3）急救设备：海绵垫子、枕头、医用纱布等。
（4）模拟人。
四、实训内容与步骤
1. 使触电者脱离电源
（1）在确保切断电源的情况下，模拟触电现场。例如，使模拟触电者站在凳子、桌子或梯子上，两手同时触及裸导线的两根相线或一根相线，模拟两相触电或单相触电。
（2）根据现场情况，选择使触电者脱离电源的办法，尽快断开电源，使触电者脱离电源。
2. 对触电者进行急救
（1）根据触电者的具体情况，采取相应的急救措施。
（2）对模拟人进行口对口人工呼吸法急救训练。
（3）对模拟人进行人工胸外心脏按压法急救训练。
（4）对模拟人同时进行以上（2）、（3）项急救训练。
五、成绩评定
实训指导教师评定实训成绩，评分标准及考核表见表1-7。
表1-7 触电急救实训评分考核表
六、巩固与提高
（1）影响电流对人的伤害程度主要有哪些因素？
（2）人体触电的主要形式有哪些？
（3）发现有人触电，如何进行抢救？
任务2 消防训练
一、实训目标
1. 知识目标
（1）了解电气火灾产生的原因。
（2）掌握扑灭电气火灾的知识和灭火要注意的问题。
2. 技能目标
掌握电气设备灭火的方法。
二、任务描述
使用各种灭火器材扑灭电气设备火灾。
三、实训器材
（1）模拟电气火灾现场，要确保安全和防止污染。
（2）各种干粉灭火器、泡沫灭火器。
（3）征得消防主管部门的同意后，使用本单位的室内消防栓、水带和水枪。
四、实训内容与步骤
1. 使用水枪扑救电气火灾
（1）断开模拟电源。
（2）穿好绝缘靴，戴好绝缘手套。
（3）打开消防栓门，正确驳接消防栓、水带和水枪。
（4）正确使用水枪灭火。
2. 使用各种类型灭火器扑救电气火灾
（1）点燃模拟火场。
（2）在确认断电的情况下，正确使用各类手持灭火器对明火进行扑救。
五、成绩评定
实训指导教师评定实训成绩，评分标准及考核表见表1-8。
表1-8 消防实训评分考核表
六、巩固与提高
（1）电气火灾具有什么特点？
（2）对充油电气设备的灭火要注意哪些问题？
任务3 导线的连接与绝缘层的恢复
一、实训目标
1. 知识目标
了解常用电工工具的名称、型号、规格。
2. 技能目标
（1）掌握常用电工工具的使用方法。
（2）掌握绝缘导线常见的连接方法和导线绝缘能力的恢复方法。
二、任务描述
使用电工工具完成单股、多股绝缘铜芯导线的剖削、连接和绝缘层的恢复。
三、实训器材
（1）电工常用工具：钢丝钳、螺钉旋具、断线钳、剥线钳、电工刀等。
（2）绝缘导线若干：BV 1.5mm2、BV 2.5mm2、BVR 0.75mm2 等。
（3）黑胶带。
（4）黄蜡带。
四、实训内容与步骤
1. 导线绝缘层的剖削
（1）用剥线钳分别剥离各种规格的塑料单股铜芯线。
（2）用钢丝钳分别剥离各种规格的塑料单股铜芯线。
（3）用电工刀剖削截面大于4mm2 的塑料单股铜芯线和护套线，操作过程如图1-36、图1-37所示。
图1-36 用电工刀剖削单股铜芯导线
图1-37 用电工刀剖削护套线
2. 导线连接
（1）分别进行单股铜芯导线的连接操作（一字形连接、T字形连接、十字形连接）。
（2）分别进行多股铜芯导线的连接操作（一字形连接、十字形连接）。
（3）分别进行导线与柱形端子、导线与压线圈、导线与瓦形垫圈端子的连接。
3. 导线绝缘层的恢复
导线绝缘层的恢复操作。
五、成绩评定
实训指导教师评定实训成绩，评分标准及考核表见表1-9。
表1-9 导线连接与绝缘恢复实训评分考核表
六、巩固与提高
（1）如何用电工刀剖削塑料单股铜芯线和护套线？
（2）单股铜芯导线的连接主要有哪些方法？
（3）简述包缠法恢复导线绝缘层的操作过程。
任务4 导线识别与导线线径的测量
一、实训目标
1. 知识目标
（1）了解各种导线的名称、分类、规格、特性和参数。
（2）掌握各类导线的应用范围，正确选择导线。
（3）掌握导线线径的计算方法。
2. 技能目标
（1）能够识别导线的名称、规格和用途。
（2）能够使用游标卡尺和千分尺测量各类导线的线径。
（3）根据测量的导线线径计算导线的截面积。
二、任务描述
识别各类导线的名称、型号、规格和用途，使用测量工具测量导线线径并计算导线截面积。
三、实训器材
（1）电工常用工具：钢丝钳、螺钉旋具、断线钳、剥线钳、电工刀、验电笔等。
（2）测量工具：游标卡尺、千分尺。
（3）导线若干：BV 1.5mm2、BV 2.5mm2、BVR 0.75mm2 等。
四、实训内容与步骤
1. 导线识别
根据教师所提供的导线，判断导线的名称、结构、型号、规格和用途等。
2. 导线测量和计算
（1）测量某根单股导线的直径，计算出导线的截面积，填入表1-10中。
（2）测量某根多股导线的直径，计算出导线的截面积，填入表1-10中。
表1-10 导线线径的测量与截面积计算
五、成绩评定
实训指导教师评定实训成绩，评分标准及考核表见表1-11。
表1-11 导线识别与线径测量实训评分考核表
六、巩固与提高
（1）常用的绝缘材料有哪些？
（2）选择导线时要考虑哪些因素？
（3）常用绝缘导线有哪些？举例说明其用途。
任务5 电烙铁焊接技术
一、实训目标
1. 知识目标
（1）了解电烙铁的结构、类型和性能。
（2）掌握电烙铁的焊接工艺。
2. 技能目标
掌握使用电烙铁进行焊接的技术。
二、任务描述
进行导线的焊接。
三、实训器材
（1）电工常用工具：钉旋具、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、镊子、电工刀、验电笔等。
（2）电烙铁（25W，内热式）。
（3）空心铆钉板、印制电路板。
（4）焊接材料：焊锡、助焊剂等。
（5）铜芯导线若干。
四、实训内容与步骤
1. 空心铆钉板焊接
（1）清除空心铆钉板上铆钉表面的氧化层，然后对空心铆钉镀锡，焊上焊点，不少于10个。
（2）清除空心铆钉板上铆钉表面和导线表面的氧化层，然后分别进行镀锡，在空心铆钉板上焊接铜芯导线，不少于10个。
2. 印制电路板焊接
（1）保持印制电路板表面干净，清除导线表面氧化层。
（2）对导线镀锡，在印制电路板上焊接，不少于10个。
3. 导线焊接
（1）剖剥单股铜芯导线绝缘层，进行导线间的焊接。
（2）剖剥多股铜芯导线绝缘层，进行导线与端子之间的绕焊、钩焊和搭焊。
4. 焊接要求
（1）焊点要圆润、光滑、无虚焊。
（2）导线绝缘层剖削不能伤及铜芯。
（3）导线连接要正确。
五、成绩评定
实训指导教师评定实训成绩，评分标准及考核表见表1-12。
表1-12 焊接实训评分考核表
六、巩固与提高
（1）常用的焊接材料有哪些？有什么作用？
（2）简述电烙铁焊接操作要领。
（3）影响焊接质量的主要因素有哪些？