錫釬焊移動式即時排煙系統優化

杜艷偉 廖科述 王普鋼

摘 ?要：錫釬焊是通信行業器件焊接的主要連接方式，為了保證焊接的可焊性，焊料需增加助焊劑，助焊劑在焊接過程中易揮發產生有害煙霧。通信器件焊接多在室內操作，所以需增加一個排煙系統，凈化室內空氣，改善作業環境。本文提出一種新型的移動式即時排煙系統。

關鍵詞：錫釬焊;排煙系統;移動式

中圖分類號：TU834 ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）16-0142-03

Abstract：Tin brazing is the main connection method for device soldering in the communication industry. In order to ensure the solderability ，flux needs to be added. However，flux is volatile during the soldering process and will produce harmful fumes. Meanwhile，communication device soldering is usually done indoors，so it is necessary to add a smoke exhaust system to purify the indoor air and improve the working environment. This paper proposes a new type of mobile real-time exhaust system.

Keywords：tin brazing;smoke exhaust system;mobile

0 ?引 ?言

在通信行業多采用流水作業的方式，電烙鐵手工焊是電子生產車間中必需的生產工序之一，在焊接過程中，由于助焊劑揮發會產生大量的煙霧及有害氣體，而煙霧中95%來自于焊料產生的顆粒，而5%是焊料中助焊劑揮發而產生的有害性氣體。這些微粒和有害性氣體被人體吸入后會影響操作者的健康，排放到大氣中會污染環境，必須對焊接車間進行通風換氣，排除和稀釋有害物，建立良好的焊接環境。因此，如何經濟有效地對焊接車間進行通風排煙一直是個難題。

常規流水線排煙采用“管道+吸煙罩”（如圖1所示）的方式，對于移動式焊接操作吸煙效率低20%～30%左右，進入車間內可以明顯地聞到一股刺鼻的味道，長期在這種環境中工作會對員工的身心健康造成一定的影響。本文提供一種手工電烙鐵移動式即時排煙系統，排煙有效率達98%以上，能極大地改善車間作業環境，創造一個美好健康的工作環境。

1 ?焊接煙塵和有毒氣體的形成及危害

目前在通信行業中，為了達到可靠的機械和電氣連接的目的，利用熔點比較低的錫合金把其他熔點比較高的個體金屬連接在一起的技術手段叫錫釬焊。其中，波峰焊、回流焊、手浸錫爐、電烙鐵手工焊，是電子生產車間中必需的生產工序之一，“錫”是主要的焊接材料，為了保證良好的焊接效果，焊接時必需使用助焊劑才能避免金屬氧化生銹、焊接不良的問題。助焊劑也能幫助焊點成型，調節焊接溫度，使焊接效果良好。

助焊劑的主要成分是松香或含松香成分，焊接時錫和松香熔化會揮發出濃烈而又刺鼻的含鉛有害煙氣，長期吸入含鉛煙氣，對人體損害較大，主要表現在神經系統，消化系統和血液系統，多為慢性，輕度中毒，以神經衰弱癥候群為常見。在ISO14000標準中，對生產環節產生的污染怎樣進行處理和防護也有明確規定。

2 ?行業現狀分析及調查

在通信行業中，為了保證工作效率，提高產能，多采用流水線作業的方式，流水線的錫釬焊排煙系統，常見的采用“管道+吸煙罩”的形式。流水線按照作業方式分為固定崗位作業和移動式作業兩種。固定崗位作業通常將吸煙罩固定在焊接崗位前邊或者上方，焊接吸煙效率60%～80%左右，若作業區域離吸煙罩距離稍遠，吸煙效果就明顯較差;移動式作業，主要針對流水線裝配作業，產品焊接位置不是相對固定，當產品較大或者較長，由于吸煙罩口徑有限，很難覆蓋整個產品區域，而且焊接崗位會隨著產品的移動而相對移動，造成焊接時的位置與吸煙罩集煙口對不上，無法及時有效的把煙霧抽走，焊接吸煙效率僅有20%～30%，排煙效率低下，進入車間明顯有一股刺鼻的味道，影響員工身心健康。

由于排煙效率低下，為了保證增強常規排煙系統的排煙效果，一般公司需要把排煙系統管道直徑做得足夠大，相對應的抽煙風機功率也要加大匹配。如果一條作業流水線上有較多的焊接崗位的話，多個集煙口同時吸走生產車間的空間冷氣，這樣的無效空氣對流快也導致空調負荷重資源浪費大。

3 ?錫釬焊移動式即時排煙系統的工作原理及組成

錫釬焊移動式即時排煙系統的工作原理：錫釬焊在焊接過程中由于助焊劑的揮發產生的煙霧及有害氣體，通過集煙管吸入軟管，再經過分支管道及前主管道進入凈化系統，經凈化系統過濾及凈化后進入后主管道，最后在高壓離心風機的作用下，經排氣管排出到大氣中。

如圖2所示，錫釬焊移動式即時排煙系統包括：集煙管組件、烙鐵手柄、分支管道、清潔口、主管道、控制閥、凈化系統、高壓離心風機、軟管等組成。由于流水線作業會有多個崗位同時焊接，因此根據崗位需求采用多組吸煙筆組件聯通的方式，保證每個崗位都可以有效排除煙霧。

集煙管組件：隨著烙鐵手柄移動，用于即時吸取焊接過程中產生的煙霧顆粒及氣體。前期采用簡單地將集煙管通過卡夾固定在烙鐵手柄上（如圖3所示），排煙效率在90%以上，不同焊點之間移動過程中煙霧有部分無法排除。經過分析研究后，集煙管固定在手柄上，排煙方向有一定的局限性，對集煙管進行二次優化，改為集煙管固定在烙鐵前端（如圖4所示），烙鐵頭放置在集煙管內部，改善后排煙效率可以達到98%以上，可以有效地將焊接過程中產生的煙霧及有害氣體即時的吸入管道，排除室外。

分支管道：主管道與集煙管連接作用。分支管道與主管道之間的連接，管道直徑會發生變化，當氣體經過這些管件時，由于邊壁或流量的變化，均勻流在這一局部地區遭到破壞，引起流速的大小、方向或分布的變化，或者氣流的合流與分流，使得氣流中出現渦流區，由此產生了局部損失。為了減少氣流阻力此系統分支管道采用45°斜三通的形式，減小其中的風阻。

控制閥：根據實際風速調節風量大小，控制氣體流速，減少車間內的噪聲污染。

凈化系統：消除在焊接操作中經常產生的一些有毒的物質和煙霧。此排煙系統中增加相應的凈化系統，將管道中的煙霧過濾后，再排放到車間外圍的空氣中，減少對空氣的污染。

高壓離心風機：通過高壓離心風機產生的負壓，在集煙管口形成較強的負壓，即時排除焊接過程中產生的煙霧以及有害氣體。

4 ?錫釬焊移動式即時排煙系統的作用

移動式即時排煙系統依據電烙鐵手柄設計相應尺寸的集煙口，將集煙口直接安裝在電烙鐵操作手柄上，采用一對一的即時排煙方式，這樣集煙口可以隨烙鐵的移動而移動。及時有效地將焊接過程中產生的有害氣體吸走，并經集煙口通過軟管連接排煙管道，通過離心風機的離心力作用，產生的負壓，把錫線融化瞬間所產生的煙霧，及時吸入到集煙口中，并經過軟管進入到主管道。主管道的煙霧進入到過濾池后，顆粒類被水吸附加以沉淀，經過過濾的空氣才排放到大氣中。過濾池能夠快速的進行清理，避免因過濾池未及時清理造成的空氣污染。

此錫釬焊移動式即時排煙系統的排煙效率，由于采用集煙口與烙鐵手柄一體式設計，焊接過程中使用的是移動式即時排煙的方式。電烙鐵焊接過程中助焊劑揮發產生的煙霧及有害氣體，經過過濾后可以有效地通過排煙系統排出，經實際驗證吸煙效果可以達到98%以上（如圖5所示），特別針對大型產品，多點焊接可以有效地解決焊接過程中產生的煙霧及有害氣體。如圖5所示當烙鐵接近水平放置吸煙加錫過程中產生的煙霧基本完成吸走，垂直放置吸收效果更好。可以看出此錫釬焊移動式即時排煙系統可以有效地排出焊接過程中產生的煙霧，比較老式的排煙系統，喇叭口式，移動不方便，吸煙效率在20%～30%，有了較明顯的改善，且經過試驗驗證具有批量推廣的作用，可以有效地改善室內環境，以及減少有害氣體對大氣環境的污染。

5 ?結 ?論

此錫釬焊移動式即時排煙系統的優點在于集煙口采用與烙鐵手柄一體化的形式，集煙口隨著電烙鐵手柄移動而移動，排煙效率在98%以上，可以即時有效地將焊接過程中產生的有害煙霧及氣體排出。針對流水線作業或者大型結構產品，此種結構形式的排煙系統，可以有效地解決流水線或者大型產品排煙難的問題，能極大地改善室內作業環境，給員工創造一個美好健康的工作環境。同時，此排煙系統經過過濾沉淀后也可以減少對大氣環境的污染，保護環境。

參考文獻：

[1] 孫一堅.簡明通風設計手冊 [M].北京：中國建筑工業出版社，2009.

[2] 張啟運，莊鴻壽.釬焊手冊 [M].北京：機械工業出版社，2008.

作者簡介：杜艷偉（1985.12-），男，漢族，河南新野人，本科，工藝工程師，研究方向：電子產品工藝結構。