2.3　電烙鐵與焊接技能

2.3.1　電烙鐵

電氣設備內部都有電子電路，高水平的電工技術人員應具備電子電路檢修能力。電烙鐵是一種焊接工具，是電路裝配和檢修不可缺少的工具，元器件的安裝和拆卸都要用到，學會正確使用電烙鐵是提高實踐能力的重要內容。

1．結構

電烙鐵主要由烙鐵頭、套管、烙鐵芯（發熱體）、手柄和導線等組成。電烙鐵的結構如圖2-20所示。當烙鐵芯通過導線獲得供電后會發熱，發熱的烙鐵芯通過金屬套管加熱烙鐵頭，烙鐵頭的溫度達到一定值時就可以進行焊接操作。

2．種類

電烙鐵的種類有很多，常見的有內熱式電烙鐵、外熱式電烙鐵、恒溫電烙鐵和吸錫電烙鐵等。

（1）內熱式電烙鐵

內熱式電烙鐵是指烙鐵頭套在發熱體外部的電烙鐵。內熱式電烙鐵如圖2-21所示。內熱式電烙鐵具有體積小、質量輕、預熱時間短的特點，一般用于小元器件的焊接，功率一般較小。

內熱式電烙鐵的烙鐵芯采用鎳鉻電阻絲繞在瓷管上制成，一般20W電烙鐵的電阻為2.4kΩ左右，35W電烙鐵的電阻為1.6kΩ左右。常用內熱式電烙鐵的功率與對應溫度如下。

（2）外熱式電烙鐵

外熱式電烙鐵是指烙鐵頭安裝在發熱體內部的電烙鐵。外熱式電烙鐵如圖2-22所示。

外熱式電烙鐵的烙鐵頭長短可以調整。烙鐵頭越短，烙鐵頭的溫度就越高。烙鐵頭有鑿式、尖錐形、圓面形、圓形和彎形等不同的形狀，可以適應不同焊接面的需要。

（3）恒溫電烙鐵

恒溫電烙鐵是一種利用溫度控制裝置來控制通電時間使烙鐵頭保持恒溫的電烙鐵。恒溫電烙鐵如圖2-23所示。

恒溫電烙鐵一般用來焊接溫度不宜過高、焊接時間不宜過長的元器件。有些恒溫電烙鐵還可以調節溫度，溫度調節范圍一般為200～450℃。

（4）吸錫電烙鐵

吸錫電烙鐵是將活塞式吸錫器與電烙鐵融于一體的拆焊工具。吸錫電烙鐵如圖2-24所示。在使用吸錫電烙鐵時，先用帶孔的烙鐵頭將元器件引腳上的焊錫熔化，然后讓活塞運動產生吸引力，將元器件引腳上的焊錫吸入帶孔的烙鐵頭內部，這樣無焊錫的元器件就很容易拆下。

3．選用

在選用電烙鐵時，可按下面的原則進行選擇。

①在選用電烙鐵時，烙鐵頭的形狀要適應被焊接面要求和產品裝配密度。對于焊接面小的元器件，可選用尖嘴電烙鐵，對于焊接面大的元器件，可選用扁嘴電烙鐵。

②在焊接集成電路、晶體管及其他受熱易損壞的元器件時，一般選用20W內熱式或25W外熱式電烙鐵。

③在焊接較粗的導線和同軸電纜時，一般選用50W內熱式或45～75W外熱式電烙鐵。

④在焊接很大元器件時，如金屬底盤接地焊片，可選用100W以上的電烙鐵。

2.3.2　焊料與助焊劑

1．焊料

焊錫是電子產品焊接時采用的主要焊料。焊錫如圖2-25所示。焊錫是在易熔金屬錫中加入一定比例的鉛和少量其他金屬制成的，熔點低、流動性好、對元器件和導線的附著力強、機械強度高、導電性好、不易氧化、抗腐蝕性好，并且焊點光亮美觀。

2．助焊劑

助焊劑可分為無機助焊劑、有機助焊劑和樹脂助焊劑，能溶解去除金屬表面的氧化物，并在焊接加熱時包圍金屬表面，使之和空氣隔絕，防止金屬在加熱時氧化，另外還能降低焊錫的表面張力，有利于焊錫的濕潤。松香是焊接時采用的主要助焊劑，如圖2-26所示。

2.3.3　印制電路板

各種電子設備都是由一個個元器件連接起來組成的。用規定的符號表示各種元器件，并將這些元器件連接起來就構成了這種電子設備的電路原理圖，通過電路原理圖可以了解電子設備的工作原理和各元器件之間的連接關系。

在實際裝配電子設備時，如果將一個個元器件用導線連接起來，除需要大量的連接導線外還很容易出現連接錯誤，出現故障時檢修也極為不便。為了解決這個問題，人們就將大多數連接導線做在一塊塑料板上，在裝配時只要將一個個元器件安裝在塑料板相應的位置，再將它們與導線連接起來就能組裝成一臺電子設備，這里的塑料板稱為印制電路板，之所以叫它印制電路板是因為塑料板上的導線是印刷上去的，印刷到塑料板上的不是油墨而是薄薄的銅層，銅層常稱作銅箔。印制電路板示意圖如圖2-27所示。

圖2-27（a）所示為印制電路板背面，該面上的粗線為銅箔，圓孔用來插入元器件引腳，在此處還可以用焊錫將元器件引腳與銅箔焊接在一起。圖2-27（b）所示為印制電路板正面，它上面有很多圓孔，可以在該面上將元器件引腳插入圓孔，在背面將元器件引腳與銅箔焊接起來。

圖2-28是一個電子產品印制電路板的背面和正面。

印制電路板上的電路不像電路原理圖那么有規律，下面以圖2-29為例來說明印制板電路和原理圖的關系。

圖2-29（a）所示為檢波電路的電路原理圖，圖2-29（b）所示為檢波電路的印制板電路圖，表面看好像兩個電路不一樣，但實際上兩個電路完全一樣。電路原理圖更注重直觀性，故元器件排列更有規律，而印制板電路更注重實際應用，在設計制作印制板電路時，除要求電氣連接上與電路原理圖完全一致外，還要考慮各元器件之間的干擾和引線長短等問題，故印制電路板上元器件排列好像雜亂無章，但如果將印制板電路還原成電路原理圖時，就會發現是完全一樣的。

2.3.4　元器件的焊接與拆卸

1．焊、拆前的準備工作

元器件的焊接與拆卸需要使用電烙鐵。電烙鐵在使用前要做一些準備工作，如圖2-30所示。

在使用電烙鐵焊接時，要做好以下準備工作。

第一步：除氧化層。為了焊接時烙鐵頭能很容易沾上焊錫，在使用電烙鐵前，可用小刀或銼刀輕輕除去烙鐵頭上的氧化層，氧化層刮掉后會露出金屬光澤，該過程如圖2-30（a）所示。

第二步：沾助焊劑。烙鐵頭氧化層去除后，給電烙鐵通電使烙鐵頭發熱，再將烙鐵頭沾上松香（電子市場有售），會看見烙鐵頭上有松香蒸氣，該過程如圖2-30（b）所示。松香的作用是防止烙鐵頭在高溫時氧化，并且增強焊錫的流動性，使焊接更容易。

第三步：掛錫。當烙鐵頭沾上松香并達到足夠溫度后，烙鐵頭上有松香蒸氣冒出，用焊錫在烙鐵頭上涂抹，使烙鐵頭涂上一層焊錫，該過程如圖2-30（c）所示。給烙鐵頭掛錫的好處是保護烙鐵頭不被氧化，并使烙鐵頭更容易焊接元器件，一旦烙鐵頭“燒死”（烙鐵頭溫度過高使烙鐵頭上的焊錫蒸發掉，烙鐵頭被燒黑氧化），焊接元器件就很難進行，這時又需要刮掉氧化層再掛錫才能使用。所以當電烙鐵較長時間不使用時，應拔掉電源防止電烙鐵“燒死”。

2．元器件的焊接

焊接元器件時，首先要輕輕刮掉待焊接元器件引腳上的氧化層，然后給電烙鐵通電，發熱后沾上松香，當烙鐵頭溫度足夠時，將烙鐵頭以45°壓在印制電路板待焊元器件引腳旁的銅箔上后，再將焊錫絲接觸烙鐵頭，焊錫絲熔化成液態狀，會流到元器件引腳四周，這時將烙鐵頭移開，焊錫冷卻就將元器件引腳與印制電路板銅箔焊接在一起了。元器件的焊接如圖2-31所示。

焊接元器件時烙鐵頭接觸印制電路板和元器件時間不要太長，以免損壞印制電路板和元器件，焊接過程要在1.5～4s內完成，焊接時要求焊點光滑且焊錫分布均勻。

3．元器件的拆卸

在拆卸印制電路板上的元器件時，將電烙鐵的烙鐵頭接觸元器件引腳處的焊點，待焊點處的焊錫熔化后，在印制電路板另一面將該元器件引腳拔出，用同樣的方法焊下另一個引腳。這種方法拆卸三個以下引腳的元器件很方便，但拆卸四個以上引腳的元器件（如集成電路）就比較困難了。

拆卸四個以上引腳的元器件可用吸錫電烙鐵，也可用普通電烙鐵借助不銹鋼空心套管或注射器針頭（電子市場有售）來拆卸。不銹鋼空心套管或注射器針頭如圖2-32所示。多引腳元器件的拆卸方法如圖2-33所示，用烙鐵頭接觸該元器件某一引腳焊點，當該引腳焊點的焊錫熔化后，將大小合適的不銹鋼空心套管套在該引腳上并旋轉，讓元器件引腳與印制電路板焊錫銅箔脫離后，將烙鐵頭移開，稍后拔出不銹鋼空心套管，這樣元器件引腳就與印制電路板銅箔脫離開來，用同樣的方法使元器件其他引腳與印制電路板銅箔脫離，最后就能將該元器件從印制電路板上拔下來了。