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      無鉛回流焊冷卻速率對于焊點質量影響

      來源: 安徽廣晟德 人氣:487 發表時間:2022/05/13 14:18:36

      探究無鉛回流焊冷卻速率對于焊點質量的影響,需要從多個角度入手,這是保證全面深刻理解無鉛回流焊工藝流程運行原理的關鍵所在,也是知道焊點質量控制和管理工作的重點。具體來講,我們可以從以下幾個角度去進行探究: 

      八溫區無鉛回流焊溫度曲線參考.png

       

       

      一、無鉛焊錫料微觀組織的角度來看 

        

      無鉛焊錫料微觀組織是焊點質量的重要參考標準,因此研究冷卻速率對于無鉛焊錫料微觀組織的影響,也是很有必要的。其研究的方法為:以Sn-3.5Ag合金為研究對象,分別選用坩堝冷,空冷,水冷和快冷四種冷卻方式,由此得到該合金材料冷卻的微觀組織對照信息,對于微觀組織對照結果進行分析,得出對應的結論。實驗研究的結果是:冷卻速率對于釬料鑄造合金微觀組織的影響,與對于Sn-Ag合金的影響比較類似。在快速冷卻的條件下,往往可以獲取細密的初晶,慢冷條件下獲取到的往往是粗大的樹枝狀組織。簡而言之,在無鉛回流焊冷卻過程中,冷卻速率會對于無鉛焊錫料微觀組織產生影響,進而影響到無鉛回流焊點的質量。 

        

      二、無鉛焊錫料拉伸性能的角度來看 

        

      在對于無鉛焊錫料拉伸性能進行思考的時候,主要是從以下幾個參數來進行界定的:其一,拉伸強度;其二,屈服強度;其三,延伸率;其四,斷面特點。本次同樣以Sn-Ag-Cu合金釬料為研究對象,在不同的冷卻速率條件下去考察其拉伸性能參數時候存在不一樣的情況。實驗的結果是:在冷卻速率不斷提高的條件下,拉伸強度和屈服強度會不斷提升,尤其在冷卻速率不斷增加的背景下,微觀結構出現細化的同事,其尺寸和強度之間關系也表現出正比例,即冷卻速率不斷增加,微觀組織越發細化,強度也會在這樣的情況下不斷提高。但是需要注意的是,在界面面積增加的背景下,其抗斷裂能力也在提升,有著提高自身強度的效能。需要了解到的是焊錫料合金的強度增加是有限度的,一旦其達到特定水平,冷卻速率對于強度的影響程度就不會那么明顯了。除此之外,在實驗中還發現,冷卻速率還會對于無鉛焊錫料合金的延伸率造成影響,當冷卻速率不斷增加,焊錫料合金自身的延伸率也會不斷提高。 

        

      三、從內部化合物的影響角度來看 

        

      冷卻速率對于內部化合物的影響主要體現在對于金屬間化合物的影響,具體來講,其主要牽涉到以下的內容:對于內部金屬間化合物的外在形態的影響。為了驗證上述的推論,同樣在不同的冷卻速率下,去進行比較,看看同樣焊錫料合金材料的金屬間化合物的形態是否存在較大的變化。其實驗的結果為:以快速冷卻的方式去進行,使得合金的過冷度不斷增加,形核率會不斷提高,此時的金屬間化合物不會長大,會以球狀顆粒的方式散布在其中,在冷卻速率處于較低狀態的時候,形核率出現下降的情況,此時的金屬間化合物會不斷增大,并且以針狀,棒狀和塊狀的方式呈現出來,尤其在速率急劇下降的情況下,甚至會以片狀的方式呈現出來。由此,我們應該嚴格控制冷卻速率,保證其處于合理的狀態下,避免上述過于急劇情況的發生,由此實現焊點強度達到合理的水平。 

       

      四、從無鉛焊點凝固缺陷的角度來看 

        

      焊點凝固缺陷也是影響焊點質量的重要因素,焊點凝固缺陷越少,證明焊點的質量越高。從理論上來講,無論是微觀偏析,還是焊點剝離;以后是凝固開裂,都牽涉到凝固環節。而在此過程中,焊點凝固缺陷與冷卻速率有著很大的關聯。通過實驗驗證,焊點剝離的情況發生,與微觀偏析,熱傳輸不均勻,垂直基板版面收縮大,有著很大的關聯,而較大的冷卻速度會對于偏析起到抑制作用,即使不能達到完全抑制的效果,但是可以使得圓角表面裂紋不斷增加。但是如果冷卻速度過大的話,還會對于釬料的變形速率產生影響,這就是焊點開裂的前兆。因此,在釬料液相線溫度以上的操作,都應該做好急冷工作,以實現對于偏析的抑制。比如以緩慢冷卻的方式,保證焊點剝離和凝固開裂之前實現溫度的降低,并且做好回火處理,保證其能夠實現Bi的擴散,避免有害界面偏析的出現,這樣的好處還體現在能夠減少殘余應力。 

       

      綜上無鉛回流焊冷卻速率對于焊點質量的影響因素分析,我們可以更加有的放矢的去實現焊點質量的控制和管理。具體來講,在實際的操縱過程中,需要注意以下幾個方面:其一,要想保證焊點表面的光滑性和光亮性,就應該以快速冷卻速率的方式來開展,這是避免表面出現褶皺和裂紋的關鍵;其二,回流爐上的冷卻速率應該得以控制,對于不同的釬料,應該保證不同冷卻速率,以保證其微觀結構的合理性;其三,保證焊點液相線時間的合理性,使得反應程度處于合理的狀態;其四,為了保證焊點的力學性能,應該結合不同的材料,實現對于焊接過程冷卻方案的優化選擇;其五,合理界定實際生產中的無鉛回流焊冷卻區間,依據不同的組裝板,實現風電凝固作用中強制冷卻的控制,以保證焊點質量的提升;其六,高度重視無鉛回流焊冷卻速率方面的理論研究,積極漸漸發達國家在此方面取得的理論成就。相信隨著在此方面理論研究成果的不斷出現,我們對于無鉛回流焊冷卻速率的了解程度將會不斷提升,這對于更好的引導我們做好焊點質量控制工作來講,是至關重要的。


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