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探索中职学生用电烙铁手工焊接技术实训

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摘 要:中职学生要学好电子技术专业课必须要多实践、多做小实验、多做小制作,而实践操作中能否成功却离不开焊接,焊接的重要性可想而知。让学生学会电烙铁焊接技术的有效方法——感性认识焊具、焊接训练前的准备、焊接单个焊点、焊接巩固升华。

关键词:电子技术;手工焊接;焊具;元器件成型;焊点 中职学生学习电子技术最重要的是要实践,理论要有选择性地学。对初学者来说,理论太多,会增加学习难度,从而产生畏惧心理,因此,我觉得对初学者最好先从基础学起,然后结合实物再对各个部分工作原理进行学习。“如何学习电子技术”我自己的体会就是从培养兴趣做起,让兴趣成为敲门砖,让兴趣开启学生的智慧之门。每逢学校有庆祝活动,就让学生自己动手,制作一些电子闪光灯装点会场,开展电子游园活动,如:声控电路、十路循环彩灯等;一旦成功,学生就会有一种成就感,久而久之,养成动手的习惯,提高自己的制作水平,对培养兴趣有极大的帮助。对专业课和电子技术产生了浓厚的兴趣,学习积极性大大提高,各方面也取得了较大的进步。学生的进步起源于学生的电子制作的成功,而电子制作却离不开手工焊接。学生刚开始学焊接就是用电烙铁使焊锡熔化,借助焊料、焊剂的作用,将电子元器件的引脚或导线焊接在印制线路板上。而且要求焊点必须牢固可靠、光洁美观。焊接技术的好坏直接影响到电子制作的成功与否,因此焊接技术是每一个电子制好者必须掌握的基本功。笔者经过多年教学经验总结,形成一套完美的电烙铁焊接技术实训的方法——手工焊接术实训“四部曲”。

一、感性认识电烙铁

每一位学生分别拥有电烙铁、焊锡、松香、烙铁架、印刷电路板等。教师将教学所需设备及材料排放在实物展台展示并讲解。

电子制作中焊接的最重要工具是电烙铁。电烙铁是一种电热器件,通电后能产生290 ℃~510 ℃的高温,使焊锡熔化。常用电烙铁的种类有内热式和外热式两种。电子元器件焊接一般是用内热式20 W左右的电烙铁。它的结构由烙铁头、烙铁芯、手柄、电源线等组成。教师讲解的同时拆电烙铁,用多媒体演示,并指出各部分名称及其的作用。而后分别让学生动手拆电烙铁并将拆散的电烙铁重装完好。握持电烙铁的方法,通常有握笔法和握拳法两种。我们常用握笔法(教师示范操作)。

新购买的电烙铁,尤其是普通焊接电子器件的烙铁,使用的都是合金头,在使用之前必须先给它蘸上一层锡才能使用。具体做法是:电烙铁接通电源,将烙铁头加热到一定的时间后浸入松香之中,等到松香冒烟、烙铁头的温度升高到可以熔化焊锡的时候,用焊锡丝在烙铁头部分涂抹,使烙铁头的工作面都搪上一层锡。经过这样的处理,一把新的电烙铁就可以使用了(教师将学生分组,每组6人,教师边讲边演示)。此时,就让学生将组装好的电烙铁接上电源后上锡。使用久了烙铁将烙铁头部用细砂纸擦亮,然后通电加热升温,并将烙铁头蘸上一点松香,待松香冒烟时再上锡,使在烙铁头表面先镀上一层锡。

电烙铁通电后温度高达290℃以上,禁止嬉闹、防止烫伤。不用时应放在烙铁架上,但较长时间不用时应切断电源(正确拔插头),防止高温“烧死”烙铁头(被氧化)。要防止电烙铁烫坏其他元器件,尤其是电源线,若其绝缘层被烙铁烧坏而不注意便容易引发安全事故。不要把电烙铁猛力敲打,以免震断烙铁芯或引线而产生故障。电烙铁使用一段时间后,可能在烙铁头部留有锡垢,在烙铁加热的条件下,我们可以用湿布轻擦。如有出现凹坑或氧化块,应用小刀、细纹锉刀修复或者直接更换烙铁头。

电子制作中常用的焊料就是焊锡丝,是一种铅锡合金并含有少量的锑。锡的熔点较高,流动性差;铅的熔点低,流动性好,表面光亮,附着力强;加锑可提高强度。电烙铁焊接时,常用直径为1 mm的焊锡丝。

焊接时,还必须得有助焊剂,常用的助焊剂是松香,熔点为70 ℃,松香受热后,松香酸可以熔解被焊金属表面的氧化物和污垢,减小表面张力,使焊接可靠牢固,焊点圆滑、光亮等。

二、焊接训练前的准备

焊接是金属加工的基本方法之一。其基本操作“五步法”——准备施焊、加热焊件、熔化焊料、移开焊锡、移开烙铁——看似容易,实则需要长时间的练习才能掌握。

准备施焊:首先把被焊件、锡丝和烙铁准备好,处于随时可焊的状态。即右手拿烙铁(烙铁头应保持干净,并吃上锡),左手拿锡丝处于随时可施焊状态。

加热焊件:把烙铁头放在接线端子和引线上进行加热。注意整个焊件全体。

送入锡丝:被焊件经过加热达到一定温度后,立即将手中的锡丝触到被焊件上使之熔化适量的焊料。注意焊锡应加到被焊件上与烙铁头对称的一侧,而不是直接加到烙铁头上。

移开锡丝:当锡丝熔化一定量后(焊料不能太多),迅速移开锡丝。

移开烙铁:当焊料的扩散范围达到要求,即焊锡浸润焊盘或焊件的施焊部位后移开电烙铁,撤离烙铁的方向和速度的快慢与焊接质量密切有相关,操作时应留心仔细体会。(“五步法”教师示范操作,并放VCR给学生看)

元器件引线加工成型:元器件在印刷板上的排列和安装方式上有两种:立式和卧式。元器件引线弯成的形状是根据焊盘孔的距离及装配上的不同而加工成型。加工时,不要将引线齐根弯折,并用工具保护引线的根部,以免损坏元器件。成型的元器件在焊接时,尽量保持其排列整齐,同类元件要保持高度一致。各元件的符号标志向上(卧式)或向外(立式)。单面板引脚伸出焊盘最大不超过2.3 mm;最小不低于0.5 mm(插件元件)(教师示范操作)。

焊接前,应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理。清除刮去元件金属引线表面的氧化层,而后在刮净的引线上镀锡,可将引线蘸一下松香,将带锡的热烙铁头压在引线上,并转动引线。即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。导线焊接前,应将绝缘外皮剥去,再经过上面两项处理,才能正式焊接。印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后,涂上一层松香。除少量有良好银、金镀层的引线外,大部分元器件在焊接前都要重新镀锡(教师示范操作)。

三、焊接进行时:焊接单个焊点

做好焊前处理之后,就可正式进行焊接。焊的时候烙铁嘴跟电路板平面成45°角左右就差不多了。烙铁在板子上单次焊的时间不易超过5秒,一般1~3秒为最佳。焊接时间太短,焊点的温度过低,焊锡融化不充分,焊点粗糙容易造成虚焊。焊接时间过长,焊锡容易流淌,久了,轻则会烫坏电子元件,重则可能电路板会鼓起来,也就是板子的铜箔会翘皮或脱落。学生分组围观教师演示操作:将五个电阻安放在印制电路板上,要求排放要正确、美观大方、整洁。并将电阻焊在电路板上,合格的焊点应呈圆锥状,表面应光亮圆滑、无锡刺、锡量适中,锡和被焊物融合牢固,不应有虚焊和假焊。虚焊是焊点处只有少量锡焊住,造成接触不良,时通时断。假焊是指表面上好像焊住了,但实际上并没有焊上,有时用手一拔,引线就可以从焊点中拔出。这两种情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。只有经过大量、认真地焊接实践,才能避免这两种情况。然后分些电阻给每个学生练一练,并交代学生练习后得进行焊接考核。初涉焊接时,有个别学生的手都会抖动,刚开始的焊点只能用“丑不忍睹”这四个字来形容。但是为了考核目标,焊点必须有质的飞跃。学生在不断挑战的过程中,能用最短时间完成一个合格焊点时,对焊接的恐惧早已消散,取而代之的是对自己动手能力的信心倍增。焊接技术日趋成熟。在这一过程中让学生深深地感觉到,看似简单的,实际上可能并非如此。同时,在对焊接实习的过程中让学生学到了许多以前不知道的东西:严谨的科学态度、质量意识、环保意识、安全意识。

四、焊接巩固升华:杂电阻拼接的简单电路图、实用电路图(关键在焊接工艺)

每位学生发一张操作测评表,要求他们按照此表进行实践操作。同时提供以下几个电路图,让每位学生先任意选择一个电路图进行操作。然后逐一将其他三个电路图完成。在学生做这些电路实践操作时,教师应来回巡察学生在制作当中遇到的问题并及时地针对个别的学生的问题及时地提出解决方案。做到一对一解决问题。

学生操作测评表

实践出真知。纵观古今,所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。没有足够的动手能力,就奢谈在未来的科研尤其是实验研究中有所成就。在实践中,锻炼了学生的动手技巧,提高了学生解决问题的能力。比如,电路组装时,好几个焊盘的间距特别小,稍不留神,学生就将几个不该连在一起的焊点却焊在一起了。通过这种练习,学生都能很好地完成任务,为以后实践参与奠定了基础。

在焊接过程中要鼓励学生做到严、细、实。严,即严格要求自己。“冰冻三尺,非一日之寒”,学习电子技术,也绝非一朝一夕之事,只有持之以恒,最终才能学有所成;细,就是要认真细致,不可走马观花,一带而过;实,就是对基础知识一定要学扎实,绝不可急功近利,急于求成。学习电子技术,没有捷径可走,只有脚踏实地,通过自己不懈的努力,才能为今后的实际操作奠定坚实的基础。要敢于动手,大胆实践,以实践促进技术水平的不断提高。

参考文献:

[1]朱国兴.电子技能与训练[M].高等教育出版社,1996-05.

[2]陈振源.电子技术基础与技能[M].高等教育出版社,2008-05.

[3]杨照.开关、报警电子小制作入门[M].浙江科学技术出版社,2005.

(作者单位 福建省宁德市古田职业中专学学校)