现代电子装联波峰焊接技术基础
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1.11 如何评价和选购设备

1.11.1 评价设备系统性能优劣的判据

目前国内外波峰焊接机的品牌和类型多种多样。在这众多的机型中如何选择自己所需要的机型呢?大致可以根据下述原则进行判断。

(1)具体使用环境、目的和要求

在选购设备之前,用户应仔细分析自己的生产方式、产品特点,从而制定选型的具体技术要求。

① 生产方式:指根据生产量是属于大批量、中批量,还是小批量多品种,来确定所购机型夹送系统结构、钎料槽容积和预热区的长短,以及机型的大小。

② 产品特点:指生产的产品是民用品还是军用品。例如,军用品一般都属于小批量、多品种的生产模式。虽然它对效率要求不是很高,但对焊接质量要求很高,来不得半点含糊。在此情况下应选购夹送系统特别平稳、无任何抖动、钎料槽容积中等、自身的防氧化性能好(最好不使用防氧化油等物质)、防静电能力强、在正常工作波峰高度(6~8mm)的范围内,且要求波峰平稳、温度稳定性好。

(2)对机型的技术性能判断

用户确定好了自己的具体应用技术要求后,再通过市场调查,选择技术性能能兼容自己的应用要求的具体机型。在进行这项工作时应千万注意:

● 供应方应是有一定研制和生产经验的,产品生产过程中有完善的质量保证和监督体系,并且有丰富的工艺应用经验,能就各种工艺问题提供准确的技术咨询。

● 技术服务措施完善,人员训练有素,能准确而迅速地排除使用中的各种故障。

● 设备工作可靠性高,维修容易,维修器件来源充足。

● 对所用材料(如助焊剂、钎料及有关辅料等)应立足国内市场供应,不能有过分的特殊要求(如要求进口等)。

● 技术上要有一定的提前量和储备,避免用不了几年就得淘汰。

● 要注意处理好先进技术和成熟技术的关系。先进技术不等于成熟技术,任何先进技术都必须经过数年的中试阶段和局部范围的试用、考验、改进、完善等几个循环后才能达到成熟的阶段。切忌选购先进而不成熟的产品。

● 对生态环境污染最小。

● 性价比高,经济性好。

1.11.2 设备的验收

1.验收设备

新购设备安装调整完毕后,应根据供货方随机提供的主要技术要求进行现场验收,验收方法应由供货方提供,一般都采取标准仪表进行现场测试。有些指标只能通过查阅设计资料判断。例如,钎料槽的温控范围,一般厂家在出厂资料中都给出范围为室温至300℃,有些用户验收时非得将温度升到300℃,这是极为有害的。因为在过高的温度下锡-铅合金对杂质金属的熔解速度将成倍增加,钎料氧化剧烈(特别是锡的损耗加速)……这对保护钎料是极为不利的。一般验收最好不要超过280℃,至于控制的上限能否达到300℃,由供货方提供的设计资料判断即可。

2.关键参数的定义和验收

所谓关键参数,即对焊接效果有直接影响的机器性能指标,主要的有以下几项。

(1)波峰阔度

① 定义:当波峰高度处于正常工作高度H0(如7~8mm),PCB(板厚为d)位于其上且压波峰的深度为2d/3时,沿传送方向PCB下表面与波峰接触的长度称为波峰的阔度W,如图1.27所示。

图1.27 波峰阔度定义

② 工艺要求:当夹送系统的夹送速度取v=1.2m/min时,要求阔度不小于40mm±10% (焊接时间约为1.8~2.2s)。

③ 测试方法:将波峰高度调节至正常工作高度 H0上,然后将带刻度的石英玻璃平板装夹在传送链上,并将其运行至钎料波峰上调节好浸入深度,观察其形状并测量其阔度,如图1.28所示(图中的W1W2均为其平均阔度)。

图1.28 波峰阔度的测量

(2)波峰的平整性

① 定义:当波峰高度处于正常工作高度 H0(如7~8mm)时,沿波峰阔度方向波峰高度分节的差异性,如图1.29所示。

图1.29 波峰的平整性

② 工艺要求:在正常工作波峰高度 H0(7~8mm)上,沿整个波峰阔度范围不平度不大于10%H0

③ 测试方法:利用刀口尺横架在整个波峰阔度上并保持与波峰喷嘴的上表面平行。微调波峰高度使其最高点刚好与刀口尺的刀刃相接触,观测其沿整个阔度方向的最高点和最低点的高度差h,其值应不大于10%H0

(3)波峰的稳定性

① 定义:当钎料波峰在正常的工作高度H0下工作时,波峰幅度沿垂直方向上随时间的跳动量,如图1.30所示。

图1.30 波峰的稳定

② 工艺要求:波峰沿垂直方向幅度的跳动量ΔA≤±5%H0

③ 测试方法:将波峰高度调节至正常工作的高度 H0上,然后将带刻度的石英玻璃平板装夹在传送链上,将其运行至钎料波峰上调节好浸入深度,如图1.31所示。观测由于波峰高度的波动而导致玻璃平板上钎料波峰的进入线和脱离线之间阔度的变化[W2W0-2Δ)←W0W1W0+2Δ)]。

图1.31 波峰稳定性的测量

根据图1.31所示测量出来的参数,按下式可计算出波峰的稳定性

ΔA=±2Δ/W0≤±5

(4)夹送速度的精度和稳定性

① 定义:PCB在导轨上实际传送的速度(vC)与控制系统CRT上设定的速度(v0)的差异(vC-v0)定义为夹送速度的精度;而将在某一时间段内(如30min)每设定间隔时间(如5min)测试的数据的精度变化量定义为稳定性。

② 工艺要求:夹送速度的精度为v0±10%;30min内的精度最大波动量应≤(vC-v0)10%。

③ 测试方法:可在下述两种方法中择一而行,如图1.32所示。

图1.32 夹送速度测试方法

●在导轨上精确量取长为1M的参照段,在显示屏上设定一组传送速度数据v0并启动传送系统运转后,取一块厚为2mm长度不限的PCB块或金属铝板,将其装夹于系统的导轨上。当PCB前端线运行到参照段的起点(a)时启动计时计计时,直到PCB的前端线运行到与参照段的末端(b)点对齐时停止计时。假定测取的间隔时间为t(s),按下式计算其实测速度 vc(m/min),并与预置的显示值 v0(m/min)比较求取其偏差值。

vc=1×60/t(m/min)

● 取一块厚为2mm长为0.3m的PCB块或金属铝板,将其装夹于系统的导轨上。启动运行后,取图1.32中所示的a点为参照点,当PCB的前端线对齐a点时开始计时,持续到PCB后端线移动到与a点对齐时停止计时,读取计时器的数据t(s)后,按下式即可计算出的实际速度vc,并与预置的显示值v0比较求取其偏差值。

vc=0.3×60/t(m/min)

(5)钎料槽温度的均匀性和稳定性

① 定义:钎料槽内波峰钎料和液面内各点之间的温度差异的大小(ΔT),即反映了钎料槽温度的均匀性。

② 工艺要求:ΔT≤1℃

③ 测试方法

● 温度均匀性:用温度分辨率不大于0.5℃的标准温度计直接测量并判断即可。

● 温度的稳定性:用温度分辨率不大于0.5℃的标准温度计,每间隔10min测取钎料槽内的温度值,连续10次,判断其数值的变化即可反映钎料槽温度的稳定性。

● 温度测量偏差:在显示屏上设置某一温度值 To后,约过20min用标准温度计测量钎料槽内钎料的实际温度值 Tc,比较其数值的差异,即反映了系统的温度测量偏差,要求|Tc-To|≤1℃。

1.11.3 随机资料的齐全性

清点随机资料和备件是否齐全,可按供货方提供的清单进行。

1.11.4 人员培训

产品交付后,供货方应免费负责培训操作维修人员。用户操作维修人员是否已掌握操作、维修方法和知识,应视为验收内容的一部分。