CN102528201A - 一种手动焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手动焊接装置，用于对焊接基板进行预热及对焊接过程进行时间控制。本发明的装置包括两大部分：一是对电路衬底3加热的温控加热台，可对衬底预热到所需的温度，解决功率基板（或同种类型基板）焊接困难问题。同时设有时间控制装置，对焊接时间进行控制，解决焊接过程中的时间控制问题。另外还设有与温控加热台配合的焊接升降装置，时间控制装置与焊接升降装置相连，在设定的时间内，自动将电烙铁抬起。采用本发明的装置，可提高手工焊接质量，提高产品可靠性。特别适合于有焊接时间要求的散热功率基板的焊接。

Description

一种手动焊接装置

技术领域：

本发明涉及电子元器件加工领域，特别涉及一种手动焊接装置，该装置特别针对基板散热快或焊接时间需要严格控制的情形。

背景技术：

在电子技术的各种应用中，很多地方需要手工焊接，手工焊接是由操作人员利用电烙铁，将元器件或外引线焊接在相应的焊区上，焊接时间由操作人员通过经验定性控制。待焊接的基板有各种类型：如PCB基板、96%氧化铝陶瓷基板、氮化铝基板、氧化铍基板及铝基板等多种基板。用户根据不同的需要选取相应的基板。不同的基板上形成导电层及焊接区域的方式也不尽相同，有的基板上导电层附着力强，对焊接时间无太大要求，有的基板导电层对焊接时间需严格控制，以保障焊接区域的可靠性。

一般而言，由印刷及烧结工艺形成的基板，如96%氧化铝陶瓷基板、氮化铝基板、氧化铍基板等都需要对焊接时间进行控制。如果焊接时间过长，可造成焊区发黑，甚至与基板分离，影响焊点附着力。如果焊接时间过短，焊点焊锡熔化不充分、浸润性不好，可导致焊点虚焊，影响焊接可靠性。

在焊接过程中，如遇到散热快的功率基板一般采用增大烙铁功率，延长焊接时间来实现。在实际使用中发现：限制焊接时间，就需要增大烙铁功率；控制烙铁功率，就需要过长的焊接时间。这两种情况都容易造成焊盘脱落及焊接质量不可靠等问题。

发明内容：

本发明的目的就是为了解决现有的手工焊接困难、以及焊接过程中的时间难以控制的问题，提供一种手动焊接装置。

为了实现上述目的，本发明提出了以下技术解决方案：

一种手动焊接装置，包括工作台，工作台上设有预热待焊接电路的温控加热台，工作台上温控加热台一侧设有与温控加热台配合的焊接升降装置，工作台上还设有时间控制装置与焊接升降装置相连；

所述温控加热台中设有一组电热管以及相连接的开关控制模块和由温控仪，温控仪中的温度传感器反馈加热台的实际温度，根据实测温度与设定温度值的差值产生信号送给开关控制模块，以控制开关控制模块的通断来完成对加热台的功率控制，使加热台达到预设的温度；

所述焊接升降装置，由升降平台、底座、气缸和电磁阀组成；气缸设置在底座中，气缸活塞杆与升降平台连接，升降平台和底座之间用导杆滑动相连，电磁阀与气缸连接，电磁阀接收定时控制模块送来的定时控制信号，控制电磁阀的通断，使气缸按照设定要求驱动升降平台升降；

所述时间控制装置，由依次连接的计时触发开关、计时模块和定时控制模块组成，当计时触发开关启动后，计时模块进行计时，达到设定值时产生触发信号并送给定时控制模块，定时控制模块则输出定时控制信号送给焊接升降装置。

在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：

时间控制装置中的定时控制模块还连接声光报警模块，定时控制模块发送定时控制信号给声光报警模块；

工作台上温控加热台另一侧设有与温控加热台配合的辅助支撑平台，用于手臂的辅助支撑作用。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

（1）增加计时和报警功能：可对焊接时间进行设定及测量，到达设定焊接时间时报警，保证对焊接时间进行精确控制。

（2）增加执行机构：当焊接时间到达预先设定值时，通过执行机构，使焊接平台升降装置自动上升，带动烙铁脱离焊接面，进一步保证对焊接时间进行控制。

（3）增加衬底加热模块：使基板特别是功率基板在焊接时达到预设的温度，提高焊接质量。

附图说明：

图1是本发明的手工焊接装置总体结构图；

图2是本发明的温控加热台构成框图；

图3是本发明的焊接时间控制原理框图；

图4是本发明的焊接升降装置结构图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明提供的一种手动焊接装置，包括以下部分：工作台1，工作台上设有预热待焊接电路3的温控加热台2，工作台上温控加热台右侧设有与温控加热台配合的焊接升降装置、左侧设有与温控加热台配合的辅助支撑平台9。工作台上还设有时间控制装置与焊接升降装置相连。

以下对上述结构分别描述：

1、用于衬底（待焊接电路衬底）加热的温控加热台

通过工艺摸索，发现对功率基板（散热快）采用衬底预加热，可有效解决其焊接困难的问题。本发明的装置增加衬底温控加热台，可对衬底预热到所需的温度，解决功率基板焊接困难问题。

温控加热台的结构如附图2所示，温控加热台中设有一组电热管2a以及相连接的固态继电器2b（开关控制模块）和温控仪2c，温控仪中的温度传感器2d反馈加热台2的实际温度，根据实测温度与设定温度值的差值产生信号送给固态继电器2b，以控制固态继电器的通断来完成对加热台的功率控制，使加热台达到预设的温度。考虑成本及导热因素，加热台2用铝加工，内部装有发热元件电热管2a，对加热台的温度控制由温控仪、热电偶及发热元件组成的闭环网络进行控制。

本温控加热台的控温范围为：室温～250℃，控温精度为：±2℃。满足使用要求。

2、焊接升降装置

当焊接时间到达预先设定值时，通过焊接升降装置，使焊接平台局部自动上升，带动烙铁脱离焊接面，进一步保证对焊接时间进行控制。

焊接升降装置的结构如附图4所示，所述焊接升降装置，由升降平台5、底座8、气缸6和电磁阀7组成；气缸设置在底座中，底座设置在工作台上，气缸活塞杆与升降平台5连接，升降平台和底座之间用导杆8a滑动相连，电磁阀7与气缸6连接，电磁阀接收定时控制模块送来的定时控制信号，控制信号控制电磁阀的通断，使气缸按照设定要求驱动升降平台升降。即当电磁阀吸合时，气缸中通入压缩空气，驱动升降平台上升。当电磁阀断开时，电磁阀将气缸与大气相通，升降平台在重力的作用下，下降到底座上。

3、焊接时间控制装置

为了对焊接时间进行测量控制，焊接时间控制装置采用附图3所示的结构。所述时间控制装置，由依次连接的计时触发开关、计时模块和定时控制模块组成，当计时触发开关启动后，计时模块进行计时，达到设定值时产生触发信号并送给定时控制模块，定时控制模块则输出定时控制信号送给焊接升降装置。时间控制装置中的定时控制模块还连接声光报警模块，定时控制模块发送定时控制信号给声光报警模块。

计时模块（时间继电器）完成对所需的焊接时间设定，开始焊接时，计时触发开关启动，时间继电器进行计时，计时触发开关根据需要可采用自动触发和手动触发，本发明中，采用手动触发方式。计时触发开关触发时间继电器，开始计时，达到设定值时，产生触发信号。

定时控制模块的作用是将触发信号转成所需要的定时控制信号，在本设计中，定时控制模块将转换成延时时间为1秒（延时时间可调）的定时控制信号。定时控制信号分成两路，一路控制声光报警电路，产生1秒的声光报警。一路接入电磁阀的驱动模块，使电磁阀接通1秒钟。当电磁阀接通时，压缩空气通过电磁阀流入升降台气缸。

4、本发明的工作过程：

手工焊接装置的总体结构图如附图1所示。温控加热平台2用于待焊接电路3的预热，辅助支撑平台9用于支撑操作员左上肢，升降平台5用于支撑烙铁4或握烙铁的右上肢，气缸6驱动升降平台5的升降。本设计中的焊接装置适用于右手持烙铁焊接，如左手持烙铁，只需将工作平台旋转180°即可。

一般工作过程如下：

a、设定温控加热台的温度为100℃同时设定焊接时间为5s（这两个参数根据工艺需求可作相应调整），待加热台达到热平衡后可进行手工焊接操作。

b、将待焊接电路板3放置加热平台2上，等热平衡后，左手（借助工具）持待焊接器件，右手持烙铁4进行焊接，焊接开始时按下计时触发开关，计时器开始工作。

c、到达预设时间（5s）后，在定时控制信号的作用下，声光报警（持续时间1s）时，升降平台5升起，使烙铁脱离焊区，持续1s后升降平台下降，等下一次计时焊接开始。

在焊接过程中，如不按下计时触发开关，则焊接计时不起作用，此焊接装置可用为普通的加热平台使用。

采用本装置，可提高手工焊接质量，提高产品可靠性。特别适合于有焊接时间要求的散热功率基板的焊接。

Claims (3)

1.一种手动焊接装置，其特征在于包括：工作台，工作台上设有预热待焊接电路的温控加热台，工作台上温控加热台一侧设有与温控加热台配合的焊接升降装置，工作台上还设有时间控制装置与焊接升降装置相连；

所述温控加热台中设有一组电热管以及相连接的开关控制模块和温控仪，温控仪中的温度传感器反馈加热台的实际温度，根据实测温度与设定温度的差值产生信号送给开关控制模块，以控制开关控制模块的通断来完成对加热台的功率控制，使加热台达到预设的温度；

所述焊接升降装置，由升降平台、底座、气缸和电磁阀组成；气缸设置在底座中，气缸活塞杆与升降平台连接，升降平台和底座之间用导杆滑动相连，电磁阀与气缸连接，电磁阀接收定时控制模块送来的定时控制信号，控制电磁阀的通断，使气缸按照设定要求驱动升降平台升降；

所述时间控制装置，由依次连接的计时触发开关、计时模块和定时控制模块组成，计时触发开关启动后，计时模块进行计时，达到设定值时产生触发信号并送给定时控制模块，定时控制模块则输出定时控制信号送给焊接升降装置。

2.根据权利要求1所述的一种手动焊接装置，其特征在于：时间控制装置中的定时控制模块还连接声光报警模块，定时控制模块发送定时控制信号给声光报警模块。

3.根据权利要求1所述的一种手动焊接装置，其特征在于：工作台上温控加热台另一侧设有设有与温控加热台配合的辅助支撑平台。

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