焊接操作时,如何避免无铅焊锡条氧化?
在焊接操作中,无铅焊锡条(尤其锡含量高的 SAC 系、Sn-Cu 系)因表面活性强、熔点高于有铅焊锡,氧化速度是传统有铅焊锡的 2-3 倍,氧化后会产生氧化锡(SnO₂)
(熔点 1127℃,远高于焊锡本身),导致 “锡珠飞溅、焊点不饱满、虚焊” 等缺陷。需从焊接前预防、焊接中管控、焊接后处理全流程干预,具体方法如下:
一、焊接前:提前阻断氧化源头
焊接前的核心是减少焊锡条与空气、湿气的接触,避免焊接前已发生氧化,为后续操作奠定基础。
焊锡条开封与取用规范
未开封焊锡条需保持真空 / 密封包装完好,储存于 15-30℃、RH≤60% 的防潮环境(如带干燥剂的密封柜),避免提前接触空气导致表面氧化。
开封后未使用的焊锡条,需在24 小时内放回专用密封袋(内置脱氧剂)或防潮箱,禁止长期暴露在车间空气中(即使车间通风,也会因空气流动加速氧化)。
取用焊锡条时佩戴无粉丁腈手套,避免手汗中的盐分、水分附着在焊锡表面(手汗会加速锡的电化学氧化,24 小时内表面可能出现暗斑)。
助焊剂提前匹配与处理
选择无铅专用助焊剂(松香基或有机酸型,卤素含量≤0.5%),其核心功能是 “焊接时优先与焊锡表面氧化层反应”,同时在焊锡表面形成保护膜,阻断空气接触。
若使用液态助焊剂(波峰焊 / 浸焊),需提前检测其 “活性”(通过助焊剂活性测试仪),活性不足(如过期、吸潮)的助焊剂无法有效防氧化,需及时更换
(助焊剂开封后保质期≤3 个月)。
二、焊接中:核心管控 “温度、时间、隔绝空气”
焊接过程是无铅焊锡氧化的高发阶段(高温下锡的氧化速度会随温度升高呈指数级增长),需通过 “控温、控时、物理隔绝” 三大手段直接抑制氧化。
1. 手工焊接(电烙铁)防氧化操作
操作环节 防氧化具体方法 原理说明
烙铁温度设定 严格按焊锡条熔点匹配温度:
- SAC305(217-220℃):烙铁温度 250-270℃
- Sn-0.7Cu(227-228℃):260-280℃
- 禁止超温(如 SAC305 用 300℃以上) 温度每升高 10℃,锡的氧化速度增加 1.5-2 倍;超温会导致焊锡 “未浸润先氧化”,表面形成硬壳。
烙铁头维护 焊接前用 “烙铁头清洁海绵”(蘸清水挤干)擦拭烙铁头,再涂一层薄锡(“润头”);焊接中每 5-10 分钟润头 1 次
烙铁头氧化会导致热传导效率下降,焊锡受热不均易局部氧化;“润头锡层” 可减少烙铁头与空气接触,同时确保焊锡均匀受热。
焊接手法 ① 先将烙铁头接触焊点(焊盘 + 引脚)预热 1-2 秒;
② 再送焊锡条至焊点(而非烙铁头),焊锡量以覆盖焊点为宜;
③ 焊锡熔化后先撤焊锡条,再停留 0.5 秒撤烙铁 避免焊锡直接接触高温烙铁头(易瞬间氧化);先预热焊点再送锡,确保焊锡熔化后能与助焊剂
快速反应,形成保护膜。
助焊剂补充 若焊点氧化严重(如焊锡不浸润),可在焊点表面提前点少量助焊剂(手工焊用助焊剂笔),再焊接 助焊剂提前覆盖焊点,
可优先清除焊盘 / 引脚氧化层,同时为焊锡熔化提供 “无氧环境”。
2. 波峰焊 / 浸焊(批量焊接)防氧化操作
焊炉温度与锡面保护:
焊炉温度比焊锡熔点高 30-40℃(如 SAC305 焊炉 245-255℃),禁止超温;同时在焊锡槽表面添加无铅专用防氧化油 / 抗氧化粉(如矿物油基防氧化油,
用量为每平方米锡面 5-10ml),形成致密油膜隔绝空气,可减少 60% 以上的锡渣生成。
助焊剂喷涂控制:
采用 “雾化喷涂” 方式,确保助焊剂均匀覆盖 PCB 焊盘(覆盖率≥95%),喷涂压力 0.15-0.2MPa,避免 “漏喷”(漏喷区域焊锡直接接触空气氧化)
或 “过量喷涂”(残留过多影响后续清洁)。
锡渣实时清理:
焊接过程中,每 30 分钟用专用锡渣捞勺(不锈钢材质,避免刮伤焊锡槽)清理锡面氧化渣,禁止锡渣在锡槽内堆积(堆积的锡渣会与新焊锡反应,
加速氧化);清理的锡渣需单独存放,避免混入新焊锡。
三、焊接后:减少二次氧化风险
焊接后的工件若处理不当,仍可能因冷却过程接触空气或环境湿气,导致焊点表面二次氧化(尤其高温焊点冷却时,表面活性高,易吸附空气中的氧气)。
焊点冷却与保护
焊接后的工件需自然冷却至室温(25℃左右,冷却时间 10-60 秒,根据工件大小调整),禁止用风扇快速降温(快速降温会导致焊点表面形成
“氧化层裂纹”,增加二次氧化风险)。
若工件需长期存放(如超过 24 小时),冷却后可喷涂薄层无铅防锈剂(如有机硅类,用量以覆盖焊点为宜),形成保护膜,隔绝空气和湿气。
未用完焊锡条及时回收
焊接结束后,剩余的焊锡条需立即用干布擦拭表面(去除可能附着的助焊剂残留或灰尘),再放入密封袋 / 防潮箱,禁止直接堆放在工作台(
车间环境中的灰尘、湿气会加速氧化)。
若焊锡条表面已出现轻微氧化(如暗斑、小颗粒),下次使用前需用细砂纸(1000 目以上)轻磨表面氧化层,再焊接(避免氧化层混入焊点)。
四、关键工具与材料选择(辅助防氧化)
焊接工具:优先选用带 “温度闭环控制” 的电烙铁(如恒温烙铁,控温误差≤±5℃),避免温度波动导致氧化;波峰焊炉需配备 “锡面温度监测仪”
,实时监控锡槽温度,防止超温。
防氧化辅料:除助焊剂外,可备用 “无铅焊锡抗氧化膏”(手工焊时,在焊点周围涂抹少量,可延长焊点抗氧化时间);储存焊锡条的密封袋需选择
“铝箔真空袋”(比普通 PE 袋隔绝氧气效果好 3-5 倍)。
环境控制:焊接区域安装 “局部排风系统”(风量≥1200m³/h),同时控制车间湿度(RH≤60%),潮湿环境会加速焊锡氧化(湿度每升高 10%,
氧化速度增加约 30%)。
五、常见氧化问题及解决方法
氧化现象 可能原因 解决方法
焊锡熔化后表面起 “白霜” 烙铁温度过高(超温 20℃以上) 立即降低烙铁温度至标准范围,更换已氧化的焊锡段,重新焊接。
焊点表面粗糙、无光泽 助焊剂活性不足(过期或吸潮) 更换新的无铅助焊剂,焊接前在焊点表面补充助焊剂。
波峰焊锡槽内锡渣骤增 焊炉超温或防氧化油不足 降低焊炉温度至标准值,补充防氧化油,清理现有锡渣。
焊锡条表面出现黑色斑点 储存时密封不严,长期接触空气 用细砂纸打磨氧化层,若氧化深度超过 0.1mm(肉眼可见凹陷),
需报废该焊锡条。
通过以上全流程管控,可将无铅焊锡条的氧化率控制在 5% 以下,显著减少焊点缺陷(如虚焊、冷焊),同时降低锡渣浪费
(氧化导致的锡渣损耗可从 10% 降至 3% 以下),兼顾焊接质量与成本控制。
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