電焊筆改良設計研究

商曉東 鄭雪巖 申宇

常州大學懷德學院 江蘇靖江 214500

1 電焊筆概述

電焊筆是電子產品制作與維修的必備工具之一，主要用途是焊接元件及導線。按機械結構可分為外熱式電焊筆和內熱式電焊筆：外熱式電焊筆由焊頭、焊鐵芯、外殼、手柄、電源引線、插頭等部分組成，由于焊頭安裝在加熱芯里面，故稱為外熱式電焊筆；內熱式電焊筆由焊頭、連接桿、彈簧夾、焊芯、手柄等部分組成，由于焊芯安裝在焊頭內，因而發熱快，熱利用率高，因此，稱為內熱式電焊筆。

2 電焊筆存在的問題

2.1 送錫問題

目前，電焊筆送錫方式以手動送錫為主。這種方式存在諸多問題：在焊接時受到送錫角度、焊接時間、離去角度、離去速度等因素影響，使得焊接效率低下；如果使用者送錫不連續、停留時間或長或短都容易造成焊接點短路、虛焊、燙傷等現象，焊接質量不高且難以保證，對使用者熟練程度有較高要求；在對微小化、精細化、高密度電子元器件焊接時需消耗操作者大量的精力和時間[1]。

2.2 塵煙問題

在進行焊接操作時焊接時會產生大量有毒有害煙塵，其中包括二氧化硫、一氧化碳鉛等重金屬混合煙塵，長時間吸入會對操作者產生大量危害，其中二氧化硫可與空氣中其他物質產生反應生成亞硫酸鹽和硫酸鹽顆粒，被人吸入聚集在肺部會使呼吸系統衰竭。在進行焊接操作時操作者的口鼻與焊頭通常保持30 厘米左右的安全距離，在進行高精度細微焊接時這一安全距離無法得到保證導致操作者在整個焊接操作時吸入大量的有毒有害廢氣，危害身體健康。

2.3 操作問題

在進行焊接操作時需要一只手使用電焊筆另一只手進行送錫操作，在這個過程中極易造成送錫過量或送錫過少的情況，尤其新手進行操作時很難進行掌握送錫量也很容易造成燙傷從而影響焊接效率。現有固定臺也只能保持一種角度固定在進行多角度焊接操作時會花費大量時間進行操作臺的調整，無形中影響了整體焊接進度[2]。

3 電焊筆改良設計

3.1 儲錫方式

儲錫方式采用儲錫囊設計，儲錫囊為一次性儲錫裝置，通過打開和關閉機身儲錫倉進行添加更換儲錫囊，儲錫囊出錫口與出錫導管和焊頭相連接。通過儲錫倉內壁的加熱焊錫裝置使錫液態化再經手動推送，完成焊接操作。

3.2 出錫方式

出錫部分由觸摸式電源開關裝置、加熱焊錫裝置、推進裝置、自動斷電保護裝置四部分組成。觸摸式電源開關裝置利用壓力傳感器和溫度傳感器，由人工手動觸發開關，當手指觸碰時溫度傳感器和壓力傳感器開始工作，接通電源從而激活加熱焊錫裝置加熱送錫導管與儲錫囊；推進裝置通過手指推動機身上的推進按鈕帶動機身內部的機械結構將儲錫囊內液態錫沿出錫導管和空心焊頭流出進行焊接；自動斷電保護裝置將溫度傳感器與壓力傳感器相結合，在人手離開控制區域時自動斷電，從而起到省電的目的也可以避免危險的發生。如圖1 所示：

圖1 出錫部分結構圖

3.3 煙塵處理方式

吸煙凈煙裝置由導氣管、吸煙電機和煙塵過濾裝置三部分構成。導氣管位于出錫結構與機身外殼中間，從焊頭前部由吸氣槽一直貫穿至機身尾部；吸煙電機運用設計在機身中后部的微型無刷電機將焊接時產生的煙霧從焊頭位置沿導氣管吸取到后部煙霧過濾裝置再經過尾部排出；煙霧過濾裝置由活性炭以及經駐極處理的熔噴布組成，可有效吸附過濾有害物質，從而達到過濾目的，如圖2 所示。

圖2 煙塵處理部分結構圖

4 結語

自動出錫排煙電焊筆最大的特點是將出錫和凈煙相結合，并且符合操作者的使用特點，注重操作者的感官舒適度。自動出錫結構相較以往人工手動送錫可以節約更多操作空間，將送錫手解放，可最大限度利用資源保證焊接作業的高效性。排煙凈煙裝置最大程度保護了使用者的健康，避免了有害氣體被直接吸入人體的可能，提升了產品的安全性[3]。