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电阻点焊工艺在电子元器件中应用研究 　　摘要：电阻点焊工艺广泛应用于各种电子元器件的制造。本文通过对点焊过程的热平衡、冶金原理等影响点焊的主要因素分析，针对电子元器件产品制造的特点，总结了如何来选择点焊焊接工艺和设备来提焊接可靠性。 　　关键词；热平衡　焊接设备　焊接规范 　　中图分类号：TN11　文献标识码：A　文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0104-01 　　由于电阻点焊生产效率高、不引入附加物质、焊接接头性能高，易于实现自动化生产、成本低等特点、被广泛应用于各中电子元器件的装配制造。如何保证焊接质量的可靠性已成为电子器件制造中非常关键的环节，也成为行业工艺水平的重要体现。 　　本文通过对影响点焊质量的各种影响因素理论分析、以及对点焊设备特点、焊接规范选择等综合因素的论述，结合多年点焊质量控制实践经验，总结了电子元器件在点焊装配过程中，如何制定适当的焊接工艺，提高焊接质量的一些具体方法。 　　1　电阻点焊的基本原理 　　电阻点焊是通过电极对被焊工件施加并保持一定的压力，使工件稳定接触，然后使焊接电源输出的电流通过被焊工件和它们的接触表面，产生热量，升高温度，融化接触点局部形成焊点，达到将金属工件焊接在一起的目的。 　　Q=0.2412Rt=0.241Ut(cat)　(1) 　　公式(1)焊接部的电阻为R，焊接电流为I(A)，通电时间为t(sec)时，根据公式(1)焊接部发热，因此焊接部的温度上升，产生熔核。 　　2　影响点焊的因素及解决方案 　　2.1　热平衡对点焊的影响 　　在电子元器件的装配制造过程中，往往会焊接不同厚度或者异种材料的工件。被焊工件导热系数及散热条件不同，热量被上下工件吸收的量也不同，这样熔核向吸收热量少的工件偏移，焊核不在工件接触面中间，造成一边工件过熔而另外一边工件熔核小，导致焊接强度不足。为了减少因热平衡对焊点熔核分布的影响，通常主要采用下面的几种方法。 　　(1)采用凸点焊的方式。通常是在薄件或散热好的工件上冲出凸点，然后进行焊接。由于电流集中，可以很好的克服点焊熔核偏离的缺点。 　　(2)采用强条件(硬规范)。使工件间接触电阻产热的影响增大，工件散热的影响降低。 　　(3)采用不同接触表面直径的电极。在薄件或导电、导热性好的工件一侧采用较小直径，以增加这一侧的电流密度、并减小电极散热的影响。 　　(4)采用不同的电极材料。在薄件或导电导热性好的工件一侧采用导热性较差的铜合金，以减少这一侧的热损失。 　　(5)采用工艺垫片。在薄件或导电、导热性好的工件一侧垫一块由导热性较差的金属制成的垫片，以减少这一侧的散热。 　　2.2　熔核冶金特性对点焊影响 　　点焊熔核形成过程实质上是一个冶金过程，被焊工件都会经历金属受热熔化冷却结晶的过程。要形成力学性能稳定的焊点，需要熔核形成致密的结晶组织。根据金属结晶理论，金属之间以置换固熔的方式形成结晶体。要实现两种金属以任意比例互熔，要求两种金属原子的半径差小于8％～11％左右。因此要使被焊两种金属之间具备互溶的特性，这就要求所焊材料有相似原子结构，这就是对被焊材料可焊接的要求；其次，某些金属在熔化结晶过程中会产生冷脆现象，比如高碳钢在快速冷却过程中会形成脆性的马氏体组织，这就要求控制点焊的结晶过程。此外，有些金属比如不锈钢的高温屈服强度高，软化温度高，这就要求控制点焊过程焊接压力，以防止产生缩孔、裂纹等缺陷。为了减少熔核冶金特性对点焊的影响，通常采用以下方法。 　　(1)在焊接异种材料时，比如铜合金与铁的焊接，可用在铜合金表面电镀与铁组织相近的镍层，以增加这两种材料的可焊性。 　　(2)在焊接具有冷脆现象的材料时，可利用多脉冲点焊对焊接冷却过程进行控制，防止接头产生脆性组织。 　　(3)在焊接高温屈服强度高的材料时，比如不锈钢材料，可以采用较高的焊接压力，较小的焊接电流和较短的焊接时间，以防止产生缩孔、裂纹等缺陷。 　　2.3　焊接规范对点焊的影响 　　保证焊接质量的关键，要选择正确的焊接规范。焊接规范分为硬规范：即采用短时时间大电流进行焊接；软规范：即长时间小电流的焊接。通常情况下，焊接低阻值的材料宜采用硬规范，焊接高阻值的材料则宜采用软规范，但还要考虑到被焊材料的其他特性。比如在焊接低阻值材料且焊接后工件需要承受较大的外力，这就需要形成较大的焊接熔核，此时应该采用大电流长时间的焊接规范；在焊接只起导电作用的高阻值材料时，如果被焊零件很薄，为了防止焊焦，这时采用小电流相对短的焊接时间就比较合适。总之要针对不同的材料及具体的使用环境来选择最适当的焊接规范才能得到最优的焊接接头。 　　2.4　焊接设备对点焊的影响 　　选择合适的焊接设备，是保证焊接规范实施的关键。通常电子元器件装配使用的