電子手工焊接的詳細(xì)教學(xué)步驟與心得

楊富民 丁申進(jìn) 徐永先

1.北京電子科技職業(yè)學(xué)院,機(jī)電工程學(xué)院 北京 100176;2.快克智能裝備股份有限公司 江蘇 常州 213000

前言

電子手工焊接在科研[1]、電子和機(jī)電設(shè)備返工和返修[2],小規(guī)模生產(chǎn)[1],電子產(chǎn)品的輔助設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[3]等方面有著廣泛的應(yīng)用。為了讓機(jī)電類的學(xué)生熟練掌握焊接的技巧,北京電子科技職業(yè)學(xué)院設(shè)立《電子產(chǎn)品裝調(diào)實(shí)訓(xùn)》課,以智能循跡小車的裝調(diào)為載體,幫助學(xué)生從0基礎(chǔ)到熟練掌握電子焊接技巧,為日后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及工作打下良好的基礎(chǔ)。本次課程講授的內(nèi)容是通孔元器件的焊接。

1 情況介紹

2020-2021年第一學(xué)期,筆者與同事承接了《電子產(chǎn)品裝調(diào)實(shí)訓(xùn)》兩個(gè)大專二年級(jí)電氣士官生班和兩個(gè)貫通培養(yǎng)機(jī)電專業(yè)大一學(xué)生班的整周實(shí)訓(xùn)課,每個(gè)班用為期一周的時(shí)間完成一個(gè)智能循跡小車焊接安裝和調(diào)試的任務(wù)。我在其中負(fù)責(zé)學(xué)生電子手工焊接的教授,占了每周26課時(shí)中的10課時(shí)的時(shí)間。為期一個(gè)月的時(shí)間有一些教授焊接具體的實(shí)施步驟和心得體會(huì),愿意寫(xiě)出來(lái)分享給大家。

2 教學(xué)流程

為了讓學(xué)生順暢地掌握這門(mén)技術(shù),筆者在教學(xué)中設(shè)計(jì)了八步(括號(hào)內(nèi)為占用的課時(shí)數(shù),一共10節(jié)課):

2.1 分發(fā)器材(0.5節(jié))

分發(fā)焊臺(tái)(即烙鐵,兩人一臺(tái))、焊錫絲、導(dǎo)線、綠色長(zhǎng)方形練習(xí)板(每人一塊)、高溫海綿(一臺(tái)焊臺(tái)一塊)、偏口鉗(用于剝線和嵌斷焊點(diǎn)上多余的引腳線),鑷子(用于拆焊點(diǎn)時(shí)夾元器件)。告知吸錫器的位置(一個(gè)班40人配備了兩把吸錫器)。

2.2 視頻演示(0.5節(jié))

給學(xué)生播放電子元器件焊接五步法[1]?？梢灾貜?fù)播放。先分發(fā)器材,后播放教學(xué)視頻的原因是引起學(xué)生的好奇心和興趣。

2.3 注意事項(xiàng)(0.5節(jié))

a.安裝烙鐵:三部分:焊臺(tái)、烙鐵、烙鐵架。注意:一定要看電源線是否有燙傷--金屬裸露。否則可能中電!

b.焊臺(tái)設(shè)定溫度:350度,溫度可以+-15度。焊臺(tái)表盤(pán)是攝氏度與華氏度都有。

c.烙鐵使用注意事項(xiàng):1).每次焊之前,烙鐵頭要蹭干凈2).烙鐵頭用完不要蹭干凈,留著焊錫,甚至可以加些焊錫,防止其在高溫下表面氧化。3).長(zhǎng)時(shí)間裸燒烙鐵會(huì)氧化烙鐵頭,可以將其關(guān)閉,而一直用著沒(méi)事。

d.高溫海綿用于蹭凈烙鐵頭。高溫海綿不要太濕,燙的烙鐵頭接觸水很不好。另外,可以在海綿中央剪出一個(gè)孔,烙鐵可以在海綿的中間孔蹭掉焊錫,焊錫就會(huì)落下去,否則焊錫會(huì)粘在海綿上。

e.物品要原樣返還。

f.安全方面:1).烙鐵頭不要碰到身體、衣服等,不允許互相戳。2).小心手指不要被焊接元件引腳扎流血。3).眼別離太近,焊錫可能少量崩出來(lái)。4).實(shí)訓(xùn)室一定要通風(fēng)。

2.4 開(kāi)始練習(xí)(3.5節(jié))

班里的大部分同學(xué)都是第一次接觸焊接,所以剛開(kāi)始練習(xí)時(shí)讓學(xué)生自由地嘗試。不限定時(shí)間,不要求數(shù)量,讓學(xué)生自由地嘗試。

2.5 逐個(gè)輔導(dǎo)(穿插)

學(xué)生在焊接時(shí)可能遇到各種問(wèn)題。例如焊點(diǎn)會(huì)冒出一個(gè)尖來(lái),這可能是焊錫用量過(guò)多或烙鐵尖撤離時(shí)向上提拉造成;提醒學(xué)生注意焊料融化時(shí)間,撤離電烙鐵時(shí)迅速延45°角撤離[1]。再有學(xué)生反映焊點(diǎn)顏色黯淡無(wú)光澤,這個(gè)也可能由于焊點(diǎn)加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起[1]。在練習(xí)這一步,老師盡量把所有同學(xué)焊接的點(diǎn)都看一下,保證學(xué)生焊接不出大的問(wèn)題。要善于從學(xué)生的提問(wèn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)糾正。

2.6 批量焊接(2節(jié))

當(dāng)學(xué)生完成練習(xí)階段、基本掌握焊接技巧后,可以讓學(xué)生開(kāi)始進(jìn)行焊接的批量焊點(diǎn)練習(xí)。在這一步,老師可以強(qiáng)調(diào)焊點(diǎn)的一致性,就是大小均勻一致美觀。這就要求學(xué)生的手法能保持一致,保證焊接的質(zhì)量。在這步,老師會(huì)要求同學(xué)們一次焊出20個(gè)點(diǎn)或30個(gè)點(diǎn),讓老師看。并且要求同學(xué)們認(rèn)真練習(xí),這步會(huì)計(jì)入印象分。

圖1 焊接問(wèn)題示意圖

在學(xué)生開(kāi)始大量練習(xí)的時(shí)候,老師可以開(kāi)始講解焊接中常見(jiàn)的問(wèn)題。如圖所示,在焊接練習(xí)初期,有焊到板子背面的情況。虛焊會(huì)造成斷路。焊點(diǎn)太尖會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)間絕緣距離減小,會(huì)造成橋連。連焊會(huì)導(dǎo)致短路問(wèn)題的發(fā)生。焊點(diǎn)過(guò)大則可能造成浪費(fèi)焊料、可能包藏缺陷以及連焊。

2.7 計(jì)時(shí)練習(xí)(2節(jié))

接下來(lái)就進(jìn)入計(jì)時(shí)練習(xí),例如10分鐘20個(gè)點(diǎn)(兩個(gè)人共用一個(gè)烙鐵)。在授課時(shí)強(qiáng)調(diào)工程與科學(xué)的區(qū)別。工業(yè)界中的工程總是有時(shí)間限制,舉例10分鐘焊出完美的1個(gè)點(diǎn)還是失敗。而科學(xué)界可能十年八年也解決不了一個(gè)難題,而這是可以接受的。提醒學(xué)生平時(shí)可以注意自己做事的節(jié)奏,不要拖拉。一般學(xué)生都會(huì)積極地完成任務(wù),并且讓老師看。提醒學(xué)生這步也會(huì)計(jì)入印象分。

2.8 考試(1節(jié))

考試要求學(xué)生在20分鐘焊20個(gè)點(diǎn)(兩個(gè)人共用一個(gè)烙鐵)。給時(shí)間更寬裕是考慮到學(xué)生剛學(xué),減輕壓力,幫助同學(xué)更好地發(fā)揮?？荚嚥皇悄康?只是督促學(xué)生努力的手段。而同學(xué)們只要平時(shí)有成果、有進(jìn)步,考試也沒(méi)有必要卡學(xué)生。當(dāng)然公平原則是一定要遵守的。同學(xué)們一般很快就能完成任務(wù),把板子交到老師手里。老師根據(jù)焊點(diǎn)給與17-20分的分?jǐn)?shù),并給出口頭評(píng)價(jià)。一般都能做到師生滿意。判完分的板子在一個(gè)角用大偏口鉗切一個(gè)角,防止別的同學(xué)作弊--拿走作為自己的成果。

3 教學(xué)中遇到的問(wèn)題

3.1 焊錫材料

關(guān)于焊錫絲學(xué)生應(yīng)知道有有鉛的和無(wú)鉛的兩種。有鉛的焊錫絲熔點(diǎn)183℃。無(wú)鉛的熔點(diǎn)217℃。有鉛的可靠,但不環(huán)保,在我國(guó)用于軍工、航天、醫(yī)療器械等領(lǐng)域,使用時(shí)需要通風(fēng)。無(wú)鉛的可靠性差,但是環(huán)保,主要出口。我們使用的快克烙鐵設(shè)定溫度為使用有鉛焊錫350℃,使用無(wú)鉛焊錫380℃,溫度可以上下15℃調(diào)整。常見(jiàn)的焊錫絲有6040和6337兩種。60代表錫含量占60%,40代表鉛含量占40%。6337相仿。

3.2 意外:在教學(xué)過(guò)程中遇到各種情況。有一些人手指被導(dǎo)線的銅絲扎流血,需要靜置愈合。有焊錫崩到手上的,非常地燙。因此我也要求學(xué)生在焊接時(shí)盡量眼睛離遠(yuǎn)一點(diǎn),防止焊錫崩到眼睛里。國(guó)外的網(wǎng)站上建議焊接時(shí)帶上護(hù)目鏡[4]。

3.3 關(guān)于焊接的手法

課上教給了大家焊接五步法[1],其實(shí)有時(shí)根據(jù)學(xué)生自己的習(xí)慣可以進(jìn)行調(diào)整。例如可以將加熱被焊件和融化焊錫合為一步、同時(shí)進(jìn)行,將移走焊料和移走烙鐵合為一步[1],這就是三步法。

3.4 學(xué)生的“自由發(fā)揮”

在指導(dǎo)學(xué)生的過(guò)程中,會(huì)發(fā)現(xiàn)總有個(gè)別同學(xué)會(huì)自由發(fā)揮。例如,在綠色練習(xí)板上焊接一個(gè)心型的焊點(diǎn)排列,或者別的形狀。我對(duì)此的處理方式是不直接否決,而是引導(dǎo)學(xué)生。例如允許學(xué)生焊特殊排列的形狀,但是強(qiáng)調(diào)每個(gè)點(diǎn)必須是正規(guī)焊點(diǎn),不允許不帶導(dǎo)線只讓焊錫落在焊盤(pán)上來(lái)造型的做法。同時(shí)學(xué)生必須保證留出足夠的空間進(jìn)行接下來(lái)的練習(xí)和考試。

4 總結(jié)

4.1 士官生為外地學(xué)生,高考上來(lái)的。貫通學(xué)生是北京本地初中畢業(yè)考進(jìn)貫通項(xiàng)目的。在掌握焊接這個(gè)技巧方面,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯區(qū)別。學(xué)生基本都能夠認(rèn)真仔細(xì)完成任務(wù),也都掌握了焊接技巧。學(xué)生們喜歡動(dòng)手,這與理論課的參與度還是相當(dāng)不一樣的。建議理論課也可以加入實(shí)操和互動(dòng)的元素,提高學(xué)生的參與度。本課的焊接打分20分,一半以上的同學(xué)獲得了20分和19分的高分。

4.2 這10課時(shí)的課程就是要培訓(xùn)學(xué)生熟練掌握電子焊接技巧。而后來(lái)的智能循跡小車套件的焊接是幫助學(xué)生將所學(xué)的焊接技能過(guò)渡到實(shí)操中的課程設(shè)計(jì),也是再次檢驗(yàn)學(xué)生焊接掌握的載體。學(xué)生在接下來(lái)的課程內(nèi)容中的表現(xiàn)充分驗(yàn)證了他們熟練掌握了這項(xiàng)技能。一般30-40人的班平均只有1名同學(xué)小車不工作。同學(xué)們也表現(xiàn)出了對(duì)于焊接極大的熱忱,有同學(xué)去淘寶上購(gòu)買焊接用具,自己來(lái)焊套件。

4.3 有焊接經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)有人帶過(guò)來(lái)了自己焊接用的夾件,表現(xiàn)出極大的熱情。他們可以通過(guò)老師的測(cè)試,承擔(dān)起小老師的功能。但是也有同學(xué)以前的經(jīng)驗(yàn)是有問(wèn)題的。需要重新學(xué)習(xí),建立新的焊接手法,并加以練習(xí)。

4.4 有條件的學(xué)?？梢宰寣W(xué)生練習(xí)焊接電阻、電容等元件,最好是舊的。這會(huì)涉及有時(shí)沒(méi)焊好,需要拆焊點(diǎn)。這時(shí)會(huì)用到吸錫器,老師可以演示如何讓烙鐵融掉焊錫,同時(shí)湊上吸錫器吸走焊錫的過(guò)程。

4.5 焊接結(jié)束需要告訴學(xué)生認(rèn)真洗手。因?yàn)槭褂玫暮稿a可能殘留在手上,吃下去對(duì)身體不好。