工件碱性镀锡后焊接性差的原因分析报告.docx

1、工件碱性镀锡后焊接性差的原因分析报告工件碱性镀锡后焊接性差的原因分析 导弹、子弹及引信产品电路部件中，接电片/柱、铆钉、接线柱等小零件镀锡非常常见，这些镀锡零件除应具备良好的导电性外，还应有优异的焊接性。但近几年，笔 者所在单位多次得到客户反馈，镀锡零件存在不挂锡、焊接性较差的现象。经统计，承担的镀锡零件有200余种，曾出现焊接性差的零件有10种，占5%， 问题相当严重。因此立即开展了工件碱性镀锡后焊接性差的原因分析。 1工艺流程 镀前处理镀铜 (CuCN1535g/L，NaCN2045g/L)水洗2道活化(HCl60100g/L)水洗2道碱性镀锡 (Na2SnO33H2O2030g/L，Na

2、OH1016g/L)热水洗(60100C)冷水洗硫酸中和 (H2SO44060g/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

3、整理后，发现焊接性差的零 件材料均为H62(Cu60.5%63.5%，Zn余量)和 HPb59-1(Cu60.5%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2m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，对焊接

4、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实验容 根据原因分析，将实验容确定为六方面：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。3.1.1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。

5、3.1.2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25m围，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。3.1.3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。3.1.4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。3.1.5考察贮存时间

6、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。3.1.6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。 3.2实验方法 3.2.1方案设计 考虑到各因素之间的关联性，将分析出的4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。3.2.2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。3.2.3焊接性验证实验1：聘请高级焊工进行手工导线焊接性试验，见图2。实验2：按照GB/T167451997金属覆盖层产品钎焊性的标

7、准试验方法进行焊接性试验，装置见图3。3.3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/T20562005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2.5m厚以上的紫铜为底层。(3)镀锡层厚度为5m时的焊接性明显优于厚度为2m的锡镀层，镀锡后有焊接要求的零件，镀锡层厚度在5m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3个月，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