工件碱性镀锡后焊接性差的原因分析Word文档下载推荐.docx
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~45
g/L)─水洗2
道─活化(HCl
60
100
道─碱性镀锡(Na2SnO3·
3H2O
30
g/L,NaOH
10
~16
g/L)─热水洗(60
°
C)─冷水洗─硫酸中和(H2SO4
40
g/L)─纯水洗2
道─吹干、烘干─包装。
钢件镀锡按上述流程进行,铜及铜合金零件镀锡不需进行镀铜和活化。
2·
原因分析
从人、机、料、法、环、测六方面对焊接性问题进行详细分析。
(1)人员方面。
操作过程中,操作人员没有严格按照工艺要求执行,可能会影响镀锡层焊接性,主要表现为操作人员为省时、省力,碱性镀锡完毕后,不进行硫酸中和工序,使零件表面残留镀液,造成镀锡层污染,影响镀锡层焊接性。
(2)材料方面。
所用化工材料纯度不高时,杂质与锡共沉积,造成镀锡层杂质含量过高,也会影响镀锡层的焊接性。
(3)工艺方面。
对统计的10
种问题零件进行整理后,发现焊接性差的零件材料均为H62(Cu
60.5%
~63.5%,Zn
余量)和HPb59-1(Cu
63.5%,Pb0.8%
1.9%,Zn
余量),其他材料(包括紫铜和钢)的零件没有焊接性差的现象。
从工艺流程看,铜与铜合金零件的工艺流程完全相同,前处理后直接镀锡,而钢件镀锡前需镀厚度为2
μm
以上的紫铜,并且镀锡层厚度因零件不同而各异,因此当零件材料为H62
和HPb59-1
时,中间层和镀锡层厚度均可能影响镀锡层的焊接性。
(4)环境方面。
零件电镀完毕并非马上进行装配,因此贮存环境和时间也可能使焊接性降低。
(5)设备和测量方面。
生产过程中用到的设备、仪器仪表均鉴定合格,在有效期内,对焊接性不会造成影响,焊接性与测量之间的关系也不大。
因此,焊接性的影响因素主要有:
中间镀层,镀锡层厚度,中和,化工材料品质,以及贮存环境和时间。
针对上述5
种原因,通过实验使问题再现,以准确寻找原因。
3·
实验过程
3.
1
实验内容
根据原因分析,将实验内容确定为六方面:
中间镀层、镀锡层厚度、中和、化工材料品质、长贮性及最后的焊接性验证。
选用H62
为研究对象。
3.
1.
考察有无中间镀层的影响
从原因分析里不难看出,铜和钢件镀锡后,锡层与紫铜直接接触,而铜合金零件镀锡后,锡镀层直接与铜合金接触。
因此,针对铜合金零件材料,在镀锡前增加铜镀层,并与实际生产过程中无中间镀层时的情况进行对比,考察中间镀层对焊接性的影响。
2
考察镀锡层厚度的影响
根据图纸和标准要求,镀锡零件的锡层厚度一般控制在2
5
范围内,试验时选取镀层厚度的上限和下限进行对比,考察镀锡层厚度对焊接性的影响。
3
考察中和的影响
在其他参数和方法均相同的情况下,将零件分成2
组,一组严格按照工艺流程进行中和工序,另一组特意省去中和工序,两者进行对比,考察中和工序对焊接性的影响。
4
考察化工材料品质的影响
工艺中用到的化工材料主要有锡酸钠、氢氧化钠及阳极锡锭,均有原厂合格证,并经过入厂验收,符合电镀级使用标准;
但阳极锡锭必须进行二次加工,浇铸成锡条后不再理化分析,直接投入生产。
因此,对生产使用的两批锡条进行取样分析。
考察贮存时间的影响
主要考察不同工艺状态下,贮存时间对焊接性的影响。
6
焊接性验证
通过分析,找出影响镀锡层焊接性的因素,再在不同条件下制成实物,最后通过问题再现方式,验证理论分析结果的正确性,得出影响因素中的主要因素、次要因素及无关因素。
实验方法
2.
方案设计
考虑到各因素之间的关联性,将分析出的
种影响因素设计成16
种试验方案(化工材料品质除外),具体见图1。
方案编码
为消除主观因素干扰,在焊接性验证实验之前,先对16
种方案进行编码,具体见表1。
实验
1:
聘请高级焊工进行手工导线焊接性试验,见图2。
2:
按照GB/T
16745–1997《金属覆盖层产品钎焊性的标准试验方法》进行焊接性试验,装置见图3。
数据分析
理化分析结果表明,锡锭经二次加工后所得锡条的锡含量分别为95%和98%,远低于GB/T
2056–
2005《电镀用铜、锌、镉、镍、锡阳极板》的要求(Sn2
中锡含量不低于99.8%,Sn3
中锡含量不低于99.5%)。
因此,现场使用的两批锡条不符合标准要求,电镀锡层中夹杂了较多异金属杂质。
将2种不同的焊接试验结果进行汇总、分析,并评选出优、差。
95%以上试验面的焊料覆盖层附着牢固、光亮、平滑、均匀为优,反之为差。
具体结果见表2。
对表2
的实验情况进行统计、整理、分析,见表3、和图4(图中的优、差是2
组不同焊接性实验结果之和)。
4·
结语
(1)
锡条阳极不符合标准要求是导致焊接性差的原因之一。
应购买符合标准的阳极锡条并直接使用,尽量不要二次加工。
若必须进行二次加工,则一定要将熔锡炉和模具清洗干净。
(2)
对基体材料为
H62、HPb59-1
等黄铜类零件而言,中间镀层是影响其焊接性能的主要因素。
电镀锡之前,应镀2.5
厚以上的紫铜为底层。
(3)
镀锡层厚度为5
μm时的焊接性明显优于厚度为2
的锡镀层,镀锡后有焊接要求的零件,镀锡层厚度在5
以上较好。
因此,锡镀层厚度也是影响焊接性的主要因素。
(4)
中和与否对焊接性的影响较小,可以认为中和是影响焊接性的次要因素。
(5)
贮存时间在
个月内,对焊接性的影响不明显。
因此贮存时间是影响焊接性的次要因素。
[
编辑:
周新莉
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