專利名稱：一種小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)，屬于焊接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代電子焊接技術(shù)經(jīng)歷了從通孔焊接技術(shù)向表面貼裝焊接技術(shù)的發(fā)展、從有鉛焊接技術(shù)向無鉛焊接技術(shù)的轉(zhuǎn)變。焊接技術(shù)的發(fā)展轉(zhuǎn)變直接帶來了三方面的發(fā)展，一方面線路板上需要焊接的通孔元件逐漸減少，另一方面通孔元件的焊接難度不斷增大，第三就是對無鉛焊接和高可靠性產(chǎn)品的要求。
通孔元件焊接主要采用手工焊接、波峰焊焊接工藝。傳統(tǒng)的手工焊接存在焊接溫度難以精確控制，直接影響焊點質(zhì)量；受操作者的知識、技能、情緒的影響，無法有效保證焊接質(zhì)量；生產(chǎn)效率低，無法滿足大批量生產(chǎn)需要；勞動力成本不斷攀升，加重企業(yè)負擔(dān)。
波峰焊是電子產(chǎn)品大批量生產(chǎn)過程中的最主要的焊接設(shè)備，有著生產(chǎn)效率高和產(chǎn)量大的優(yōu)點。其焊接特點是讓插件板的焊接面直接與高溫液態(tài)錫接觸達到焊接目的，其高溫液態(tài)錫保持一個斜面，并由特殊裝置使液態(tài)錫形成一道道類似波浪的現(xiàn)象。該工藝方法形成的“波峰”為一個矩形截面，PCB板過峰面積大，對PCB板及其上的元器件的熱沖擊大，高溫液態(tài)焊錫與空氣接觸面積大，為防止焊錫氧化所需要的氮氣量大，在實際使用過程中存在一定的局限性；另外，針對同一 PCB板上的不同性質(zhì)的焊點，無法區(qū)別設(shè)定焊接參數(shù)，不能滿足高品質(zhì)質(zhì)量要求；熱沖擊影響造成PCB板變形、雙面混裝線路板上已焊好的表貼器件二次熔化、已焊接的熱敏元件因溫度過高而損壞；助焊劑全板噴涂產(chǎn)生大量浪費和污染；無鉛焊錫一次熔化量很大(一般在35Kg以上)，并伴隨產(chǎn)生大量焊渣，不僅造成浪費，還污染環(huán)境。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有的波峰焊技術(shù)中存在的對氮氣的需求量較大、無法區(qū)別設(shè)定焊接參數(shù)、對PCB板的熱沖擊較大、產(chǎn)生焊渣較多以及污染環(huán)境的問題，進而提供了一種小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)。為此，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
一種小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)，包括:外熱式無鉛錫爐、焊接噴嘴、焊料泵、彌散型氮氣保護裝置和氮氣加熱裝置；外熱式無鉛錫爐的熔錫腔體為鈦合金坩堝，在鈦合金坩堝的每個面上均設(shè)置有加熱元件，焊料泵用于將熔融焊錫液輸送給焊接噴嘴，彌散型氮氣保護裝置用于將經(jīng)過氮氣加熱裝置加熱的氮氣均勻?qū)Я餍纬煞€(wěn)定的焊接波峰。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，能夠滿足PCB板焊接設(shè)備小型化、集成化需要，并且能夠保證焊接波峰穩(wěn)定性和PCB板焊接質(zhì)量；無鉛焊錫使用量比傳統(tǒng)波峰焊設(shè)備明顯減少，節(jié)約能源，明顯減少錫渣產(chǎn)生量；能夠形成有效的氮氣保護膜，不僅有效降低液態(tài)焊錫氧化，而且保護焊點不產(chǎn)生氧化，有效減少氮氣使用量；能夠保證液態(tài)焊錫、特別是焊接波峰的流動性，有效避免由于焊接溫度損失而產(chǎn)生的焊接缺陷。
具


圖1為本發(fā)明的具體實施方式
提供的小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)的第一結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的具體實施方式
提供的焊料泵的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的具體實施方式
提供的小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)的第二結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
本發(fā)明的具體實施方式
提供了一種小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)，如圖1至圖3所示，包括:外熱式無鉛錫爐1、焊接噴嘴11、焊料泵19、彌散型氮氣保護裝置和氮氣加熱裝置；夕卜熱式無鉛錫爐I的熔錫腔體為鈦合金坩堝2，在鈦合金坩堝2的每個面上均設(shè)置有加熱元件，焊料泵19用于將熔融焊錫液輸送給焊接噴嘴11，彌散型氮氣保護裝置用于將經(jīng)過氮氣加熱裝置加熱的氮氣均勻?qū)Я餍纬煞€(wěn)定的焊接波峰。
本具體實施方式
提供的小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)主要包括外熱式無鉛錫爐1、焊接噴嘴11、焊料泵19、彌散型氮氣保護裝置和氮氣加熱裝置五個部分。
具體的，外熱式無鉛錫爐I可采用鈦合金板制作鈦合金坩堝2，外熱式無鉛錫爐I的外殼為不銹鋼板，加熱元件分布在鈦合金坩堝2的前、后、左、右和底面上，加熱元件與外熱式無鉛錫爐I的外殼之間充填有隔熱保溫材料，加熱元件與鈦合金坩堝2之間預(yù)埋控溫?zé)犭娕肌Ｍ鉄崾綗o鉛錫爐I 一次裝爐量16 20Kg。安裝焊料泵19后，外熱式無鉛錫爐I的上表面被密封，隔絕高溫液態(tài)焊錫與空氣的接觸，防止焊錫氧化。同時在焊料泵19的面板上安裝控溫?zé)犭娕?、熱電偶插入錫池中，與預(yù)埋熱電偶配合控制焊錫加熱溫度。該外熱式無鉛錫爐I相比一般波峰焊錫爐具有以下優(yōu)點:一次裝錫量明顯減少，節(jié)約無鉛焊錫；在保證加熱效果的腔體下，有效降低加熱功率(加熱功率3 6Kw)，節(jié)約能源；能夠充分實現(xiàn)氮氣保護，減少錫渣產(chǎn)生量；減小散熱面積，提高控溫精度；方便更換維修。
優(yōu)選的，焊料泵19可以包括泵體3、葉輪4、葉輪軸5、石墨間隙補償套6和石墨絕熱套7，在泵體3中設(shè)置有葉輪腔15和壓縮穩(wěn)定腔17，用于通過沿葉輪腔15切線方向開設(shè)的壓縮通道16將兩側(cè)腔體連通，葉輪4和葉輪軸5固定連接后設(shè)置在葉輪腔15中，用于通過調(diào)節(jié)石墨間隙補償套6控制葉輪4端面與泵體3上端面之間的間隙，石墨絕熱套7用于隔絕高溫焊錫熱量沿葉輪軸5向外傳導(dǎo)。
優(yōu)選的，焊料泵19還可以包括從動同步帶輪8、儲熱型焊接噴嘴座9、高溫磁鐵10、步進電機22、主動同步帶輪23和同步皮帶24,步進電機22用于通過主動同步帶輪23、從動同步帶輪8和同步皮帶24驅(qū)動葉輪4，儲熱型焊接噴嘴座9安裝在壓縮穩(wěn)定腔17的上部，在儲熱型焊接噴嘴座9的上部鑲嵌高溫磁鐵10。步進電機22驅(qū)動葉輪4旋轉(zhuǎn)，使葉輪4底部的吸錫口周圍產(chǎn)生負壓，將熔融焊錫吸入葉輪齒隙中，經(jīng)旋轉(zhuǎn)壓縮后由壓縮通道排入壓縮穩(wěn)定室。隨著壓縮穩(wěn)定室中熔融焊錫量不斷增加，焊錫液面抬升被輸送到焊接噴嘴11，形成焊接波峰。碳纖維隔熱連接板25用于隔絕高溫傳導(dǎo)以減少對步進電機22的熱影響。
本具體實施方式
提供的焊料泵19的特點是:結(jié)構(gòu)緊湊；使用步進電機驅(qū)動控制，通過調(diào)整電機轉(zhuǎn)速有效控制焊接波峰高度和穩(wěn)定性；壓縮穩(wěn)定室充分減小葉輪齒隙對熔融焊錫產(chǎn)生的涌動影響，保證焊接波峰的穩(wěn)定性；與錫爐安裝連接快速方便，通過保護氣體有效防止無鉛焊錫氧化；便于維護。
優(yōu)選的，彌散型氮氣保護裝置可以包括氮氣保護罩12和氮氣導(dǎo)流罩13，儲熱型噴嘴座9的外側(cè)安裝在氮氣保護罩12和氮氣導(dǎo)流罩13上，氮氣保護罩12和氮氣導(dǎo)流罩13用于將焊料泵19安裝在外熱式無鉛錫爐I上，安裝后在泵體3與鈦合金坩堝2之間形成焊錫熔化腔14。
為保證輸入的氮氣均勻包裹整個焊接波峰,減小流動氮氣氣流對波峰的影響，并隔絕空氣與高溫液態(tài)焊錫接觸。氮氣導(dǎo)流罩13為雙層結(jié)構(gòu)，外壁為不銹鋼材料，內(nèi)壁采用多微孔型不銹鋼材料，中間為風(fēng)道。氮氣經(jīng)輸氣管被高溫貫流式氮氣加熱裝置加熱后進入風(fēng)道，并從風(fēng)道內(nèi)壁的多微孔材料的微孔中、沿圓周方向向圓心均勻流出，經(jīng)氮氣導(dǎo)流罩13包裹整個焊接波峰形成氮氣保護膜。
優(yōu)選的，焊接噴嘴11可為直徑2 25cm系列化焊接噴嘴，以方便用戶根據(jù)焊接PCB板實際需要選擇不同的規(guī)格。焊接噴嘴11的安裝可采用高溫磁鐵磁性安裝，實現(xiàn)焊接噴嘴快速拆裝，縮短維護時間。為保證形成穩(wěn)定的焊接波峰，選用對無鉛焊錫濕潤性強的金屬材料，在噴嘴端面設(shè)置容錫穩(wěn)定槽以增強焊接波峰的穩(wěn)定性。
本具體實施方式
提供的小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)的工作原理是:首先開啟外熱式無鉛錫爐I的加熱電源，當(dāng)無鉛焊錫完全熔化、達到設(shè)定溫度后，啟動步進電機22，帶動葉輪4旋轉(zhuǎn)。隨著葉輪4旋轉(zhuǎn)，葉輪腔15產(chǎn)生負壓，將液態(tài)焊錫由泵體3底部的進料口吸入葉輪腔15，并通過壓縮通道16輸入壓縮穩(wěn)定腔17。隨著壓縮穩(wěn)定腔17中液態(tài)焊錫量和壓力不斷增加，液態(tài)焊錫由儲熱型噴嘴座9中的通道輸入到可換式焊接噴嘴11，形成焊接波峰。
采用本具體實施方式
提供的技術(shù)方案，能夠滿足PCB板焊接設(shè)備小型化、集成化需要，并且能夠保證焊接波峰穩(wěn)定性和PCB板焊接質(zhì)量；無鉛焊錫使用量比傳統(tǒng)波峰焊設(shè)備明顯減少，節(jié)約能源(加熱功率3 6Kw)，明顯減少錫渣產(chǎn)生量；能夠形成有效的氮氣保護膜，不僅有效降低液態(tài)焊錫氧化，而且保護焊點不產(chǎn)生氧化，有效減少氮氣使用量(氮氣使用量僅為普通波峰焊的十分之一左右)；能夠保證液態(tài)焊錫、特別是焊接波峰的流動性，有效避免由于焊接溫度損失而產(chǎn)生的焊接缺陷；系列化焊接噴嘴能夠滿足不同要求的PCB板焊接工藝要求，同時有效降低焊接波峰對PCB板產(chǎn)生的熱沖擊。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明實施例揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)，其特征在于，包括:外熱式無鉛錫爐(I)、焊接噴嘴(11)、焊料泵(19)、彌散型氮氣保護裝置和氮氣加熱裝置；外熱式無鉛錫爐(I)的熔錫腔體為鈦合金坩堝(2)，在鈦合金坩堝(2)的每個面上均設(shè)置有加熱元件，焊料泵(19)用于將熔融焊錫液輸送給焊接噴嘴(11)，彌散型氮氣保護裝置用于將經(jīng)過氮氣加熱裝置加熱的氮氣均勻?qū)Я餍纬煞€(wěn)定的焊接波峰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱元件與外熱式無鉛錫爐(I)的外殼之間充填有隔熱保溫材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)，其特征在于，焊料泵(19)包括泵體(3)、葉輪(4)、葉輪軸(5)、石墨間隙補償套(6)和石墨絕熱套(7)，在泵體(3)中設(shè)置有葉輪腔(15)和壓縮穩(wěn)定腔(17)，用于通過沿葉輪腔(15)切線方向開設(shè)的壓縮通道(16)將兩側(cè)腔體連通，葉輪⑷和葉輪軸(5)固定連接后設(shè)置在葉輪腔(15)中，用于通過調(diào)節(jié)石墨間隙補償套(6)控制葉輪(4)端面與泵體(3)上端面之間的間隙，石墨絕熱套(7)用于隔絕高溫焊錫熱量沿葉輪軸(5)向外傳導(dǎo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)，其特征在于，焊料泵(19)還包括從動同步帶輪(8)、儲熱型焊接噴嘴座(9)、高溫磁鐵(10)、步進電機(22)、主動同步帶輪(23)和同步皮帶(24)，步進電機(22)用于通過主動同步帶輪(23)、從動同步帶輪(8)和同步皮帶(24)驅(qū)動葉輪(4)，儲熱型焊接噴嘴座(9)安裝在壓縮穩(wěn)定腔(17)的上部，在儲熱型焊接噴嘴座(9)的上部鑲嵌高溫磁鐵(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)，其特征在于，焊料泵(19)還包括碳纖維隔熱連接板(25)，用于隔絕高溫傳導(dǎo)以減少對步進電機(22)的熱影響。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)，其特征在于，彌散型氮氣保護裝置包括氮氣保護罩(12)和氮氣導(dǎo)流罩(13)，儲熱型噴嘴座(9)的外側(cè)安裝在氮氣保護罩(12)和氮氣導(dǎo)流罩(13)上，氮氣保護罩(12)和氮氣導(dǎo)流罩(13)用于將焊料泵(19)安裝在外熱式無鉛錫爐(I)上，安裝后在泵體(3)與鈦合金坩堝(2)之間形成焊錫熔化腔(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)，其特征在于，焊接噴嘴(11)為直徑2 25cm系列化焊接噴嘴。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種小型氮氣保護焊料泵系統(tǒng)，相應(yīng)的外熱式無鉛錫爐的熔錫腔體為鈦合金坩堝，在鈦合金坩堝的每個面上均設(shè)置有加熱元件，焊料泵用于將熔融焊錫液輸送給焊接噴嘴，彌散型氮氣保護裝置用于將經(jīng)過氮氣加熱裝置加熱的氮氣均勻?qū)Я餍纬煞€(wěn)定的焊接波峰。本發(fā)明能夠滿足PCB板焊接設(shè)備小型化、集成化需要，并且能夠保證焊接波峰穩(wěn)定性和PCB板焊接質(zhì)量；無鉛焊錫使用量比傳統(tǒng)波峰焊設(shè)備明顯減少，節(jié)約能源，明顯減少錫渣產(chǎn)生量；能夠形成有效的氮氣保護膜，不僅有效降低液態(tài)焊錫氧化，而且保護焊點不產(chǎn)生氧化，有效減少氮氣使用量；能夠保證液態(tài)焊錫、特別是焊接波峰的流動性，有效避免由于焊接溫度損失而產(chǎn)生的焊接缺陷。
文檔編號B23K3/08GK103192156SQ201310132498
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月17日
發(fā)明者嚴京偉, 龐志峰, 車力兵, 單天 申請人:北京埃森恒業(yè)科技有限公司