提升焊工技能：基本操作技巧指南

一、焊接的基本知识

焊接是将两个或两个以上的工件，通过加热或其他方法，使焊料与被加工金属之间产生吸引，并相互渗透，使之达到两个物件间的永久性连接的方法。维修电工在许多作业中都需要用到焊接，而常用到的焊接方法有烙铁钎焊和手工电弧焊两种，所以焊工的基本操作技能成为电工必不可少的基本技能。

焊接通常分为3种，它们是熔焊、钎焊和接触焊。在电子电气设备的安装与维修中，主要采用的是钎焊。所谓钎焊，就是利用加热使焊料金属熔化成液体状，把被焊金属连接在一起，并在焊接部位发生化学变化的焊接方法。

通常，在钎焊中，起到连接作用的金属材料称之为钎料，也称为焊料。焊料的熔点一般会低于被焊接的金属材料的熔点。在电工和电子技术中，大量采用锡铅焊进行焊接，称为锡钎焊，简称锡焊。要使被焊接金属与焊锡实现良好焊接，应具备以下几个条件：

1.被焊接的金属应具有良好的可焊性

所谓可焊性是指在适当温度和助焊剂的作用下，在焊接面上，焊料原子与被焊金属原子能互相渗透，牢固结合，生成良好的焊点。

2.被焊金属表面和焊锡应保持清洁接触

在焊接前，必须清除焊接部件的氧化膜和污点、污物，否则容易阻碍焊接时合金的形成。

3.应选用助焊性能适合的助焊剂

助焊剂在熔化时，能熔解被焊部件的氧化膜和污物，增强焊锡的流动性，并能保证焊锡与被焊金属的牢固结合。

4.选择合适的焊锡

焊锡的选用应能使其在被焊金属表面产生良好的浸润，使焊锡与被焊金属熔为一体。

5.保证足够的焊接温度

足够的焊接温度一是能够使焊料熔化，二是能够加热被焊金属，使两者生成金属合金。焊接温度不足将造成假焊或虚焊。

6.要有适当的焊接时间

焊接时间过短将不能保证焊点的质量，过长会损坏部件和元器件，对印制电路板，焊接时间过长会使电路铜箔起泡。

在焊接技术中，除了对焊料有要求，相应地对焊点、工具也有要求，同时，在操作中的要领及工艺要求，都是实现良好焊接所必不可少的内容。

二、烙铁钎焊

1.烙铁钎焊的焊接机理

烙铁钎焊的焊接机理可以概括为以下3个过程：

（1）浸润

浸润是发生在固体和液体表面之间的一种物理现象，其过程可以这样来描述：焊接经过加热熔化后，靠毛细管作用沿焊件表面蔓延，焊料金属原子和焊件金属原子间接近到能够相互吸引而结合的距离。

浸润的程序用浸润角θ描述，如图1-95所示。θ越小，焊接质量越好，实际应用中通常以45°为标准衡量浸润状态的。

图1-95 浸润角

a）θ=45°浸润良好 b）θ=90° c）θ＞90°浸润不良

（2）扩散

金属学上的扩散是指两块金属接近到一定距离时能互相“渗入”的现象。金属之间的扩散不是在任何情况下都能发生，而是需要条件。金属之间的扩散的基本条件是：

1）距离。两块金属之间的距离必须小到一定的范围内，如果两块金属表面存在杂质或氧化层时，会使其不能达到这个距离从而导致扩散状态不够。

2）温度。两块金属必须达到一定的温度，才能使分子具有足够的动能使扩散得以进行。

由此可见，焊接表面的清洁和焊件的加热是实现扩散的基本条件。

（3）合金层

焊件浸润后，焊料和焊接件之间的互相扩散，冷却后会在两者之间形成一种新的金属合金层，从而实现焊件与焊料之间的永久性连接。

焊件经过浸润、扩散后形成合金层，焊件得到了连接，这就是焊接的全部过程。

2.焊接的基本工具

（1）电烙铁

电烙铁是用于焊接的主要工具，电烙铁的外形如图1-96所示。电烙铁的常用规格与型号见表1-37。

图1-96 电烙铁实物图

表1-37 电烙铁的型号和规格

（2）喷灯

喷灯是一种利用喷射火焰对工件进行加热的工具，火焰温度可达900℃以上，常用于锡焊时加热烙铁、电缆封端及导线局部的热处理等（见图1-97）。

常用喷灯分为煤油喷灯和汽油喷灯两种，如图1-98所示。

使用时应注意以下几点：

1）使用前应仔细检查油桶是否漏油，喷嘴是否堵塞、漏气等。

2）根据喷灯所规定使用的燃料油的种类，加注相应的燃料油，其油量不得超过油桶容量的3／4，加油后应拧紧加油处的旋塞。

图1-97 喷灯实物图

3）喷灯点火时，喷嘴前严禁站人，且工作场所不得有易燃物品。点火时在点火碗内加入适量燃料油，用火点燃，待喷嘴烧热后再慢慢打开进油阀，打气加压时应先关闭进油阀。

4）喷灯工作时应注意火焰与带电体之间的安全距离。

5）喷灯的加油、放油、修理等操作，应在喷灯熄火冷却后方可进行。

图1-98 喷灯示意图

3.焊料与焊剂

（1）焊料

焊料是一种易熔金属，通常是用锡和铅再加入其他金属综合而成，因此被称为焊锡。常用的焊锡一般被分为S、A、B三个等级，见表1-38。

表1-38 焊锡的符号、等级与液相线温度

40Sn～65Sn的焊锡一般被用作焊接电子元器件使用。手工焊接中使用较广泛的是50Sn型焊锡，但是其液化温度较高，约为215℃，因此为了防止焊接时导致元器件的温度过高，最好选用60Sn或63Sn。另外，65Sn常用于印制电路板的自动焊剂。

图1-99 焊锡丝

a）汽油喷灯 b）煤油喷灯

常用的焊锡有块状、棒状、丝状、粉末状等，块状及棒状的焊锡用于浸焊和波峰焊等自动焊接机使用；丝状焊锡主要用于手工焊接，俗称焊锡丝，如图1-99所示。其直径通常有0.5、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、2.0、2.3、2.5、3.0、4.0、5.0（单位为mm）等。

（2）焊剂

焊剂根本其作用分为助焊剂和阻焊剂两种。

1）助焊剂。助焊剂可分为树脂助焊剂、无机助焊剂、有机助焊剂等几种。

①松香助焊剂是最常用树脂助焊剂，也是应用最多的一种助焊剂。它在加热下，能去除焊件表面氧化物，从而达到助焊的目的。另外，松香在焊接后形成的膜层具有覆盖焊点、保护焊点不被氧化腐蚀的作用。不仅如此，而且松香焊剂容易清洗，没有污染，低成本，因此得到了广泛的使用。

②无机助焊剂的化学作用强，腐蚀作用大，锡焊非常好。由于其腐蚀性能，使用这类助焊剂焊接后，一定要将其残留清除干净。因此，电子设备一般不使用此类助焊剂。

③有机助焊剂具有较好的助焊性能，被广泛使用。但因其有一定的腐蚀性，而且不易清除干净，在焊接过程中，分解物对操作者有固定，因而在电子工业中的使用受到限制。

2）阻焊剂。阻焊剂将不需要焊接的部分保护起来，阻止焊锡流到此部位，对焊接的精确度有了准确的提高，在选择阻焊剂时，要考虑其良好的工艺性、耐热性、黏结性以及良好的绝缘耐溶剂化学药品性和机械性等几个方面。

三、手工焊接的操作技能

1.工具与材料

手工焊接工具与材料见表1-39。

表1-39 手工焊接工具与材料

2.操作前的准备

（1）电烙铁的握法

使用电烙铁时，不能烫伤、损坏导线或元器件，因此必须要掌握手持电烙铁的方法。电烙铁的扬尘因电烙铁的种类和焊接要求则不同，有笔握法、把握法、正握法三种：

1）握笔法，如图1-100c所示，笔握法类似于写字时拿笔的姿势，易于掌握，但长时间操作易于疲劳，适用于小功率电烙铁对小型设备或印制电路板的焊接。

2）反握法，如图1-100a所示，这种握法动作稳定，长时间操作不易疲劳，适用于功率大的电烙铁对热容量大的工作的焊接作业。

3）正握法，如图1-100b所示，在操作台上焊接时多采用正握法，适用于中等功率电烙铁或带弯头的电烙铁的作业。

图1-100 电烙铁的握法

a）反握法 b）正握法 c）握笔法

（2）焊锡丝的拿法

焊接中，一般一只手拿电烙铁，另一只手拿焊锡丝，拿焊锡丝的方法有两种，如图1-101所示。

1）连续焊锡丝拿法，如图1-101a所示。拇指和食指握住焊锡丝，其余3个手指配合拇指和食指把焊锡丝连续向前送出，适用于成卷焊锡丝的手工焊接。

2）断续焊锡丝拿法，如图1-101b所示。用拇指、食指、中指夹住焊锡丝。这种拿法适合不需要连续送丝的小段焊锡丝的手工焊接。

3.手工焊接的操作方法

手工焊接分为两种：三步操作法和五步操作法。五步操作法适合较大热容量的焊接作业，如图1-102所示；三步操作法适合焊接热容量较小的作业，如图1-103所示。

图1-101 焊锡丝的拿法

a）连续焊锡丝拿法 b）断续焊锡丝拿法

图1-102 手工焊接五步操作法

图1-103 手工焊接三步操作法

（1）手工焊接五步操作法操作步骤

1）准备施焊。准备好焊锡丝和烙铁。此时特别强调的是烙铁头部要保持干净，即可以搪上焊锡。

2）加热焊件。将烙铁接触焊接点，注意要保证烙铁加热各部分，例如，印制电路板上引线和焊盘都使之受热；其次要注意让烙铁头的扁平部分接触容量较大的焊件，烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件，以保证焊件均匀受热。

3）熔化焊料。当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊锡丝置于焊点，焊料开始熔化并润浸焊点。

4）移开焊锡丝。当熔化一定量的焊锡后焊锡丝移开。

移开电烙铁。当焊锡完全润湿焊点后移开电烙铁，注意移开电烙铁的方向应该是大致45°角的方向。

（2）手工焊接三步操作法操作步骤

1）准备施焊。右手拿经过预热、清洁并搪上锡的电烙铁，左手拿焊锡丝，靠近烙铁头，作待焊姿势。

2）加热被焊件和焊锡丝。将电烙铁和焊锡丝从被焊件两侧同时接触到焊接部位，并使适量焊锡熔化，浸满焊接部件。

3）移动电烙铁和焊锡丝。焊点形成后，拿开烙铁头和焊锡丝。注意拿开焊锡丝的时候，不得忙于烙铁的撤离。(www.xing528.com)

四、补焊与拆焊的工艺

1.补焊

无论是手工还是自动化焊接生产，在大批量元器件安装结束后，都必须要对焊接质量进行仔细检查，主要检查是否存在漏焊、虚焊、多锡、少锡、搭锡等现象，并及时加以纠正，尤其是针对电路中的大功率器件、变压器、接线柱、开关、插座、散热片、引线焊点等位置进行补锡，提高牢固程序；对高频高压和高密度安装的电路部分，检查有无容易引起电磁干扰、高压放电的问题存在，对出现的问题要及时排除。

2.拆焊

将已焊的焊点拆除的过程称为拆焊。测试和维修中常需要更换一些元器件，在实际操作中，拆焊比焊接难度更高，因此需要掌握一些拆焊的技巧，以免损坏元器件或印制电路板。

（1）拆焊的基本准则

在拆焊前，一定要确认原来焊接点的特别，不能轻易动手。基本准则为：

1）拆焊时不能损坏待拆除的元器件、导线及周围的元器件。

2）如果确定待拆器件已经失效，可先将其引脚剪断再拆除。

3）拆焊过程中应尽量避免拆动其他元件，如果无法避免，应做好复原工作。

（2）拆焊的工具

拆焊的工具见表1-40。

表1-40 拆焊的工具

1）电烙铁：此工具前文已有讲解，此处不再赘述。

2）吸焊器：吸焊器是用来吸取焊点上存锡的一种工具，它的形式有许多种，常用的球形吸焊器，如图1-104所示。

球形吸焊器是将橡皮囊内部空气压出，形成低压区，再通过制作的吸锡嘴，将熔化的锡液吸入球体内空腹内。

3）排锡管：排锡管是使印制电路板上元器件引线与焊接分享的工具。它实际上是一根空心不锈钢管，如图1-105所示。操作时，将针孔对准焊点上元器件引线，待电烙铁将焊锡熔化后迅速将针头插入印制电路板元器件孔内，同时左右转动，移开电烙铁，使元器件引线与焊盘分离。

图1-104 球形吸焊器

1—吸锡嘴 2—橡皮囊

4）吸锡绳：吸锡绳用于吸取焊接点上的焊锡，使用时将焊锡熔化，使之吸附在吸锡绳上即可。

（3）拆焊的方法

对于一般的焊接点，拆焊比较简单。只需要用电烙铁对焊点加热，熔化焊锡，然后用镊子或尖嘴钳拆下元器件引线。具体的拆焊方法应根据实际情况灵活选择，常用的拆焊方法有以下几种：

1）分点拆焊法。卧式安装的电容器、电阻器等元器件只有两个焊点，可用电烙铁分点加热，逐点拔出。如果引线是弯曲的，用烙铁头撬直后再拆除。

2）集中拆焊法。晶体管及立式装置的元器件等的焊点距离很近，应先用电烙铁和吸锡工具逐个将焊接点上的焊锡吸去，再和排锡管将元器件引线逐个与焊盘分离，最后将元器件拔下。

3）保留拆焊法。对需要保留元器件引线和导线端头的拆焊，要求比较严格。可用吸锡工具先吸出焊接点外面焊锡以露出元器件引线轮廓，再用镊子挑开焊盘与引线间的残留焊料，最后用烙铁头对引线未撑开的个别焊接点加热，待焊锡熔化时，趁热拔下元器件。

五、几种实用的锡焊技巧

1.印制电路板的焊接

（1）工具与材料

焊接印制电路板的工具与材料见表1-41。

图1-105 排锡管

表1-41 焊接印制电路板的工具与材料

（2）单面板及双面板的焊接

单面板是指只有一面有印制导线和焊盘的印制电路板，元器件应装在无铜箔的一面，引线穿过连接孔与焊盘连接在一起。

双面板是指两面都有印制导线和焊盘的印制电路板，这种电路板的连接孔一般要进行金属化处理，在金属化孔上焊接时，要将焊件与焊孔内部充分浸透焊盘，并流向另一侧，因此金属化孔上的焊接加热时间应稍长一些。

2.导线和接线端子的焊接

导线焊接在电子装配中占一定的比例，实践表明其焊点失效率高于印制电路板，针对常见的导线类型，如单股导线、多股导线、屏蔽线，导线连接采用绕焊、钩焊、搭焊、插焊等基本方法。

需要注意的是：导线剥线长度要合适，上锡要均匀；线端连接要牢固；长于外层屏蔽线，以免因芯线受外力断开；导线连接点可以用热缩套管进行绝缘处理，既美观又耐用。

六、手工电弧焊

1.手工电弧焊工具

手工电弧焊工具见表1-42。

表1-42 手工电弧焊工具

1）电焊机：电焊机的主体是一台变压器，又叫电焊变压器，如图1-106所示。

2）焊钳：焊钳是用来夹持焊条并传导电流进行焊接的工具，常见的焊钳有300A和500A两种，如图1-107所示。

图1-106 电焊机实物图

图1-107 焊钳（300A）

3）焊条：焊条在焊缝金属中，填充金属50％～70％，因此焊条型号对焊缝金属的化学成分和力学性能起着重要作用。

在焊工作业时，焊条直径的大小取决于以下几个因素。

焊件厚度：焊件厚度越大，选用的焊条直径也应越大，反之，越小。在一般情况下，焊条直径与焊件厚度的关系可参考表1-43中的数据。

表1-43 焊条直径与焊件厚度的关系

焊缝位置：在板厚相同的条件下，焊接平焊缝的焊条直径应大些，立焊焊条直径最大不超过5mm，仰焊、横焊焊条最大直径不超过4mm，这样可形成较小的熔池，减少熔化金属下淌。

焊接层数：在进行多层焊道焊接时，第一层焊道应选用直径较小的焊条焊接，一般为ϕ2.5mm或ϕ3.2mm的焊条。这是因为第一层若采用的焊条直径过大时，焊条不能深入坡口根部而造成电弧过长，产生未焊透缺陷。

4）焊条保温筒：焊条保温筒是在施工现场携带的可存储少量焊条的一种保温容器，如图1-108所示。因为焊条保温筒使焊条从烘箱内取出后继续保温以保持焊条涂层在使用中的干燥度，其内部工作温度为150～200℃。

5）面罩：面罩是在施工作业时用来保护面部、颈部的一种遮蔽工具，防止焊接时的飞溅、弧光及熔池及焊件高温对人体的灼伤保护的一种工具。如图1-109所示。一般按颜色的深浅分为6个型号，即7～12号，号数越大，颜色越深，对减弱弧光过滤红外线、紫外线等的作用越强。

2.焊接方式

工件的焊接方式按工件的结构、形式、体积和所处位置的不同，分为平焊、立焊、横焊和仰焊（倒焊）4种，如图1-110所示。

图1-108 焊条保温筒

图1-109 面罩

图1-110 焊接方式

a）平焊 b）立焊 c）横焊 d）仰焊

1）平焊。焊缝位于水平位置。用平焊时，要边焊边用尖头锤敲掉焊渣。运条时注意掌握运条方向与工件成65°～80°夹角，如图1-110a所示。

2）立焊和横焊。与平焊相对，这两种焊接方式难度要大一些。因为这种焊接位置很容易使熔融的液态金属因自重下流，造成焊不透或铁瘤成堆的现象，所以这两种焊接方式只能采用直径较小的焊条和较短的电弧施焊，焊接电流也应适当小些，运条角度如图1-110b和图1-110c所示。

3）仰焊。与平焊相反，它是工件在上、焊条在下的一种倒立焊接，在电弧中技术难度最高。焊接时熔化的铁液很容易滴落，只能采用直径较小的焊条和较短的电弧施焊，运条角度如图1-110d所示。

3.焊接方法

焊件定位后，将接通焊接电源的电焊条在焊件上引燃电弧，此过程简称引弧。引弧的方法有划擦法和接触法两种。

划擦法是将接通电源的焊条前端对准焊缝，握电焊钳的手腕轻微扭转，像划火柴一样使焊条在焊件表面划擦，使焊条前端落入焊缝范围，并将焊条向上提起3～4mm，电弧即可引燃。接着将电弧长度（即焊条与焊缝间的距离）保持在与焊条直径相应的范围内，并运条焊接，如图1-111所示。

接触法是将接通焊接电源的焊条前端对准焊缝，使焊条前端倾斜一下焊件表面后，迅速向上提起3～4mm，即可引弧。其电弧长度的控制与划擦法相同，如图1-111b所示。

图1-111 电弧的引燃方法

a）划擦法 b）接触法

如果引弧时，出现焊条与焊件粘边的情况，可用焊钳将焊条左右扳动，使其脱开工件，若不能奏效，只好使用电焊钳脱离焊条，待焊条冷却后，用手扳下。

电弧引燃后，将电弧稍微拉长，使焊件加热，然后缩短焊条与焊件间的距离，电弧长度适当后开始运条，运条时焊条前端按3个方向移动：第一，随着焊条的熔蚀，其长度渐短，应逐渐向焊缝方向送进，送进速度应与焊条熔化速度相适应；第二，焊条横向摆，以拓宽焊接面；第三，使焊条沿着焊缝，朝着未焊方向前进。在焊接过程中，这3个动作应有机配合，方能保证焊接质量，如图1-112所示。

图1-112 焊条的运动方向

当焊缝焊完时，焊条前端要在焊缝终点做小的圆周运动，待铁液填满弧坑后，提起焊条，终止焊接，最后用尖头锤敲去焊渣，检查焊点质量是否符合要求。

七、CO₂气体保护焊

CO₂气体保护焊是利用CO₂作为保护气体的熔化极电弧焊的方法，称为CO₂焊。由于CO₂是具有氧化性的活性气体，因此除了具备一般气体保护电弧焊的特点外，CO₂焊在熔滴过渡、冶金反应等方面与一般气体保护电弧焊有所不同。

1.CO₂气体保护焊的工具与材料

CO₂气体保护焊的工具与材料见表1-44。

表1-44 CO₂气体保护焊的工具与材料

1）CO₂气体：CO₂气体保护焊可以采用由专业厂商提供的CO₂气体，也可以采用仪器加工厂的副产品CO₂气体，但均应满足焊接对气体纯度的要求。CO₂气体的纯度对焊缝金属的致密性和塑性有较大的影响，影响焊缝质量的主要有害杂质是水分的氮气。焊接时对焊缝质量要求越高，则对CO₂气体纯度要求越高；气体纯度高，获得的焊缝金属塑性就越好。

2）焊丝：CO₂焊的焊丝设计、制造和使用原则，除最基本的要求外，还对焊丝的化学成分有特殊要求，如焊丝必须含有足够数量的脱氧元素；焊丝的含碳量要低，一般要求小于0.15％；应保证焊缝金属具有满意的力学性能和抗裂性能。

目前，H08Mn2SiA焊丝是CO₂焊中应用最广泛的一种焊丝，如图1-113所示。它有较好的工艺性能和力学性能以及抗热裂纹能力，适应于焊接低碳钢和σ_b≤500MPa的低合金钢。

3）焊枪：CO₂焊枪包括半自动枪和自动焊枪两种。

半自动焊枪按冷却方式分为气阀和水准两种，按结构分为手枪式和鹅颈式。鹅颈式焊枪的结构如图1-114所示，其重心在手握部分，因而操作灵活，使用较文，特别适合于小直径焊丝。手枪式焊枪其重心不在手握部分，操作时不太灵活，常用于较大直径焊丝，采用内部循环水进行冷却。

图1-113 H08Mn2SiA焊丝

图1-114 鹅颈式焊枪结构

1—开关 2—进气管 3—手把 4—导电杆 5—开关 6—绝缘套 7—导电管 8—外套 9—分流环 10—导电嘴 11—喷嘴 12—气阀 13—扳手

自动焊枪的主要作用与半自动焊枪相同。自动焊枪固定在机关或行走机构上，经常在大电流下使用，除要求其导电部分、导气部分和导丝部分性能良好外，为了适应大电流、长时间使用的需要，喷嘴部分要采用水准装置，这样既可以减少飞溅黏着，又可防止焊枪绝缘部分过热烧坏。

2.CO₂气体保护焊的焊接方法

1）操作时用身体的某个部分承担焊枪的重量，要求手腕能灵活带动焊枪平衡或转动，软管电缆不要有过大弯曲。

2）根据焊件厚度、材质、焊丝直径和施焊位置选择合适的电流。

3）焊接过程中，能维持喷嘴与焊件的距离6～12mm，焊枪与工件焊缝成80°左右并保持不变，能清楚方便地观察熔池。

4）整个焊接过程中，必须保持焊枪匀速前移，才能获得满意的焊缝。