- 電工技術基礎與技能
- 強生澤 阮喻 楊貴恒 王申濤 詹景君編著
- 3749字
- 2020-05-19 16:03:06
2.4.1 電烙鐵的構造與維修
(1)基本構造
常用的電烙鐵有內熱式和外熱式兩大類,隨著焊接技術的不斷發展,后來又研制出了恒溫電烙鐵和吸錫電烙鐵。無論哪種電烙鐵,其工作原理基本上是相似的,都是在接通電源后,電流使電阻絲發熱,并通過傳熱筒加熱烙鐵頭,當其達到焊接溫度后即可進行工作。對電烙鐵的基本要求是:熱量充足、溫度穩定、耗電少、效率高、安全耐用、漏電流小并對電子元器件不應有磁場影響。
①內熱式電烙鐵 內熱式電烙鐵常見規格有20W、30W、35W和50W等幾種。其外形和組成如圖2-58所示,主要由烙鐵頭、發熱元件、連接桿和膠木手柄等組成,各部分作用如下。
a.烙鐵頭 烙鐵頭是由紫銅制作的,是電烙鐵用于焊接的工作部分。根據不同裝配物體的焊接需要,烙鐵頭可以制成各種不同的形狀,可用銼刀改變烙鐵頭刃口的形狀,以滿足不同焊接物面的要求。
b.發熱元件(烙鐵芯) 它是用電阻絲繞在細瓷管上的,其作用是通過電流并將電能轉換成熱能,使烙鐵頭受熱溫度升高。
c.連接桿 它為一端帶有螺紋的鐵質圓筒,內部固定烙鐵芯,外部固定烙鐵頭,既起支架作用,又起傳熱筒的作用。
d.膠木手柄 由膠木壓制而成,使用時手持膠木手柄,既不燙手,又安全。

圖2-58 內熱式電烙鐵的外形及其組成
由于內熱式電烙鐵的發熱器裝置在烙鐵頭空腔內部,所以稱其為內熱式電烙鐵。因為發熱器在烙鐵頭內部,熱量能完全傳到烙鐵頭上。所以這種電烙鐵的特點是熱得快,加熱效率高(可達85%~90%以上),加熱到熔化焊錫的溫度只需3min左右,而且具有體積小、重量輕、耗電少、使用靈巧等優點,最適用于晶體管等小型電子元器件和印制電路板的焊接。但內熱式電烙鐵同時具有烙鐵頭溫度高時容易“燒死”,怕摔,烙鐵芯易斷等缺點,所以在使用過程中應特別小心。
②外熱式電烙鐵 外熱式電烙鐵通常按功率分為25W、45W、75W、100W、150W、200W和300 W等多種規格。其結構如圖2-59所示,各部分的作用與內熱式電烙鐵基本相同。其傳熱筒為一個鐵質圓筒,內部固定烙鐵頭,外部纏繞電阻絲,其作用是將發熱器的熱量傳遞到烙鐵頭,支架(木柄和鐵殼)為整個電烙鐵的支架和殼體,起操作手柄的作用。

圖2-59 外熱式電烙鐵外形及結構
③恒溫電烙鐵 恒溫電烙鐵借助于電烙鐵內部的磁控開關自動控制通電時間而達到恒溫的目的。其外形和內部結構如圖2-60所示。這種磁控開關利用了軟金屬被加熱到一定溫度而失去磁性的原理,并將其作為切斷電源的控制方式。

圖2-60 恒溫電烙鐵的外形及內部結構
1—烙鐵頭;2—軟磁金屬塊;3—加熱器;4 —永久磁鐵;5—非金屬薄壁圓筒;6—支架;7—小軸;8—觸點;9—接觸簧片
在烙鐵頭1附近裝有軟磁金屬塊2,加熱器3在烙鐵頭外圍,軟磁金屬塊平時總是與磁控開關接觸,非金屬薄壁圓筒5的底部有一小塊永久磁鐵4,用小軸7將永久磁鐵4、接觸簧片9連接在一起構成磁控開關。
電烙鐵通電時,軟磁金屬塊2具有磁性,吸引永久磁鐵4、小軸7帶動接觸簧片9與觸點8閉合,使發熱器通電升溫,當烙鐵頭溫度上升到一定值時,軟磁金屬塊失磁,永久磁鐵4在支架6的吸引下脫離軟磁金屬塊,小軸7帶動接觸簧片9離開觸點8,發熱器斷電,導致電烙鐵溫度下降。在溫度降到一定值時,軟磁金屬塊2恢復磁性,永久磁鐵4又被吸回,接觸簧片9又與觸點8閉合,發熱器電路又被接通。如此斷續通電,可以把電烙鐵的溫度始終控制在一定范圍內。
恒溫電烙鐵的優點是,比普通電烙鐵省電二分之一,焊料不易氧化,烙鐵頭不易過熱氧化,更重要的是能防止元器件因溫度過高而損壞。
④吸錫電烙鐵 吸錫電烙鐵的外形如圖2-61所示。它主要用于電工和電子裝修中拆換元器件。操作時先用吸錫電烙鐵頭部加熱焊點,待焊錫熔化后,按動吸錫裝置,即可把錫液從焊點上吸走,便于拆下零件。利用這種電烙鐵,拆焊效率高,不會損傷元器件,特別是拆除焊點多的元器件,如集成塊、波段開關等,尤為方便。

圖2-61 吸錫電烙鐵
(2)電烙鐵的拆裝與維修
①電烙鐵的拆裝 電烙鐵在使用過程中,會出現這樣或那樣的故障。為了排除故障,往往需要將電烙鐵拆卸分解,因此,掌握電烙鐵的正確拆裝方法和步驟十分必要。下面以內熱式電烙鐵為例說明其拆裝步驟。
拆卸時,首先擰松手柄上頂緊導線的制動螺釘,旋下手柄,其次從接線樁上取下電源線和烙鐵芯引線,取出烙鐵芯,最后拔下烙鐵頭。安裝順序與拆卸剛好相反,只是在旋緊手柄時,勿使電源線隨手柄扭動,以免將電源線接頭部位絞壞,造成短路。
②電烙鐵的維修 電烙鐵的電路故障一般有短路和開路兩種。如果是短路,一接電源就會燒斷熔絲,短路點通常在手柄內的接頭處和插頭中的接線處。這時如果用萬用表電阻擋檢查電源插頭兩插腳之間的電阻,阻值將趨于零。如果接上電源幾分鐘后,電烙鐵還不發熱,一定是電路不通。如果電源供電正常,通常是電烙鐵的發熱器、電源線及有關接頭有開路現象。這時旋開手柄,用萬用表R×100Ω擋測烙鐵芯兩接線樁間的電阻值,如果阻值在2kΩ左右,一定是電源線接線松動或接頭脫焊,應更換電源線或重新連接。如果兩接線樁間的電阻無窮大,而烙鐵芯引線與接線樁接觸良好,一定是烙鐵芯電阻絲斷路,應更換烙鐵芯。
要注意對電烙鐵進行經常性維修,除了用萬用表歐姆擋測量插頭兩端是不是有短路或開路現象外,還要用R×1kΩ或R×10kΩ擋測量插頭和外殼之間的電阻。如果指針指示無窮大,或電阻大于2~3MΩ,就可以使用,若電阻值小,說明有漏電現象,應查明漏電原因,加以排除之后才能使用。
發現木柄松動要及時擰緊,否則容易使電源線破損,造成短路。發現烙鐵頭松動,要及時擰緊,否則烙鐵頭脫落可能造成事故。電烙鐵使用一段時間后,要將烙鐵頭取下,去掉與連接桿接觸部分的氧化層或銹污,再將烙鐵頭重新裝上,避免以后取不下烙鐵頭。當電烙鐵頭使用時間過久,出現腐蝕、凹坑、失去原有形狀時,會影響正常焊接,應用銼刀對其整形,加工成符合要求的形狀,再鍍上錫。
③使用電烙鐵的注意事項 使用電烙鐵一定要注意安全,避免發生觸電事故。使用前,應檢查兩股電源線與保護接地線的接頭不能接錯,這種接線錯誤很容易使操作人員觸電。電源線及電源插頭要完好無損,對于塑料皮導線,應仔細檢查燙傷處,如果有損傷或出現導線裸露現象,應用絕緣膠布包扎好,以防止觸電和發生短路。
對于初次使用和長期放置未用的電烙鐵,使用前最好將電烙鐵內的潮氣烘干,以防止電烙鐵出現漏電現象。
新電烙鐵的烙鐵頭刃口表面有一層氧化銅,使用前需要先給烙鐵頭鍍上一層錫。鍍錫的方法是:將電烙鐵通電加熱,用銼刀或砂紙將刃口表面氧化層打磨掉,在打磨干凈的地方,涂上一層焊劑(例如松香),當松香冒煙、烙鐵頭開始熔化焊錫時,把烙鐵頭放在有少量松香和焊錫的砂紙上研磨,各個面都要研磨到,使烙鐵頭的刃口鍍上一層錫。鍍上焊錫,不但能夠保護烙鐵頭不被氧化,而且使烙鐵頭傳熱快,在使用過程中,還要經常沾一些松香,以便及時清除烙鐵頭上的氧化錫,使鍍上的焊錫能長期保留在烙鐵頭上。
使用過程中不宜使烙鐵頭長時間空熱,以免烙鐵頭被“燒死”和電熱絲加速氧化而燒斷。焊接時使用的焊劑一般應使用松香或中性焊劑,不宜選用酸性焊劑,以免腐蝕電子元器件及烙鐵頭與發熱器。烙鐵頭要保持清潔,使用中可常在石棉氈上擦幾下,以擦除氧化層和污物。當松香等積垢過多時,應趁熱用破布等用力將其擦去,并重新鍍錫。若烙鐵頭出現不能上錫的現象(即“燒死”),要用刮刀刮去焊錫,再用銼刀清除表面黑灰色的氧化層,將烙鐵頭刃口磨亮,涂上焊劑,鍍上焊錫。
當電烙鐵工作后暫時閑置不用(焊接間隙)時,最好放在特制的烙鐵架上,既使用方便,又避免燙壞其他物品。烙鐵架可以自制,在拿放電烙鐵時,應當輕拿輕放,不能任意敲擊,以免損壞內部加熱器件。
(3)電烙鐵的選用
電烙鐵的選用應從下列四個方面來考慮。
①烙鐵頭的形狀要適應被焊物面的要求和焊點及元器件的密度 烙鐵頭有直軸式和彎軸式兩種。功率大的電烙鐵,烙鐵頭的體積也大。常用外熱式電烙鐵的頭部大多制成鏨子式樣,而且根據被焊物面的要求,鏨式烙鐵頭頭部角度有10°~25°、45°等,鏨口的寬度也各不相同,如圖2-62(a)、(b)所示。對焊接密度較大的產品,可用圖2-62(c)、(d)所示的烙鐵頭。內熱式電烙鐵常用圓斜面烙鐵頭,適合于焊接印制電路板和一般焊點,如圖2-62(e)所示。在印制電路板的焊接中,采用圖2-62(f)所示的凹口烙鐵頭更為方便。
②烙鐵頭頂端溫度應能適應焊錫的熔點 烙鐵頭頂端溫度通常應比焊錫的熔點高30~80℃, 而且此溫度不應包括烙鐵頭接觸焊點時下降的溫度。

圖2-62 各種烙鐵頭外形
③電烙鐵的熱容量應能滿足被焊件的要求 熱容量太小,溫度下降快,使焊錫熔化不充分,焊點強度低,表面發暗而無光澤,焊錫顆粒粗糙,甚至造成虛焊。熱容量過大,會導致元器件和焊錫溫度過高,不僅會損壞元器件和導線絕緣層,還可能使印制電路板銅箔起泡,焊錫流動性太大而難以控制。
④烙鐵頭的溫度恢復時間能滿足被焊件的熱量要求 所謂烙鐵頭的溫度恢復時間,是指烙鐵頭接觸焊點溫度降低后,重新恢復到原有最高溫度所需要的時間。要使這個恢復時間恰當,必須選擇功率、熱容量、烙鐵頭形狀、長短等合適的電烙鐵。
由于被焊件的熱量要求不同,對電烙鐵功率的選擇應注意以下幾個方面。
a.焊接較精密的元器件和小型元器件,宜選用20W的內熱式電烙鐵或25~45W的外熱式電烙鐵。
b.對連續焊接、熱敏元件焊接,應選用功率偏大的電烙鐵。
c.對大型焊點及金屬底板的接地焊片,宜選用100W及以上的外熱式電烙鐵。