CN105149719A - 一种线路板焊接机的自动焊接装置及其焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种线路板焊接机的自动焊接装置，包括外壳、导管、歧管以及喷嘴，滑动臂下端固装有焊接装置的外壳，在外壳内同轴安装有一导管，该导管上端密封连通热风输入装置，导管下部密封连通制有多根歧管，导管下端穿过外壳下端面并密封连接喷嘴。本装置的喷嘴采用高温喷出焊锡的方式，可以通过对高压气体的流量控制实现对焊锡量的控制，利用高速空气流动产生的压力差来喷射焊锡焊接直插元器件，避免焊锡沾粘在喷嘴上,提升焊接质量。

Description

一种线路板焊接机的自动焊接装置及其焊接方法
技术领域
本发明属于线路板焊接领域，涉及直插型电子器件的焊接，尤其是一种线路板焊接机的自动焊接装置及其焊接方法。
背景技术
线路板上器件分为贴片型和直插型，其中直插型器件焊接方式为：使用电烙铁将焊锡熔化，利用重力和液体的流动性，将焊锡流入到焊点孔中，等焊锡自然冷却后将直插插件固定。这种方法的焊接效率低，而且液态焊锡有一定粘性粘在烙铁头上不易落下，烙铁头易氧化，引入杂质影响焊接质量，电烙铁温度较高容易将元器件和线路板烫坏。
目前，线路板批量生产通常采用波峰焊机，其工作原理是采用加热器将焊锡熔化成液态，然后将插好元器件的线路板底面从液态焊锡里掠过，使元器件与线路板的焊点蘸取焊锡，等待焊锡冷却将直插元器件固定。这种方法工艺复杂造价昂贵，对底面有表贴元件的不能焊接或需要特殊处理，容易造成锡渣的堆积，影响焊接质量。
经过检索，发现以下相近领域的已公开专利技术：
一种高温波峰焊接机(公开号CN102151932B)，包括外壳、隔热层、锡槽、控制器、电机以及传动机构，隔热层与锡槽均设置在外壳中，在外壳中还安装有波峰发生槽、温探器与发热管，波峰发生槽与锡槽相连通，在波峰发生槽中设有启动叶片，波峰发生槽的顶部与喷嘴相连通，启动叶片与传动机构相连接；温探器贯穿在隔热层、锡槽以及波峰发生槽的内部，发热管与温探器的一端均通过控制线路与控制器相连接。本发明结构简单，体积小，可使锡槽内的温度大幅提高至500℃达到以上，还可以避免焊接工件表面附着有残留物，节省每次焊锡前对锡面清洁的工作和后续清洁焊接面的工作，提高了产品的品质与工作效率，并且降低了工人对熟练程度的依赖。
一种波峰焊接机锡炉(公告号CN202344077U)，包括炉体和设于炉体内的炉胆，炉胆内设有喷锡通道，喷锡通道由隔板区隔成第一喷锡通道和第二喷锡通道，第一喷锡通道和第二喷锡通道底部分别与炉胆连通而顶端分别设有第一喷口和第二喷口，在第一喷锡通道和第二喷锡通道内分别设有第一叶轮和第二叶轮。本实用新型的波峰焊接机锡炉的第一喷锡通道和第二喷锡通道通过隔板间隔，两个喷口的间距为零，进而从第一喷口和第二喷口产生的两种不同形状的液态锡波峰连成一体形成合体式波峰。板件焊接过程中不会在两喷口之间产生间隙降温，不会导致第二次焊接，进而提高了焊接质量。两个喷口离锡面距离较近，液态锡与空气的接触时间较短，降低了锡的氧化，节约成本。
对比分析，以上已公开技术与本专利申请的技术方案相比存在较大差别，而且其结局的技术问题以及最终达到的效果也存在较大区别。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单、设计科学、可靠性高、提升效率的线路板焊接机的自动焊接装置及其焊接方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种线路板焊接机的自动焊接装置，其特征在于：包括外壳、导管、歧管以及喷嘴，滑动臂下端固装有焊接装置的外壳，在外壳内同轴安装有一导管，该导管上端密封连通热风输入装置，导管下部密封连通制有多根歧管，导管下端穿过外壳下端面并密封连接喷嘴。
而且，外壳内的导管上部安装有一开关电磁阀。
而且，在导管上安装有一加热器，加热器对气体进行加热并保持温度恒定，气体温度高于焊锡的熔点；外壳内的焊锡温度控制在200℃-450℃之间。
而且，喷嘴与导管轴线有0°-90°的夹角。
而且，喷嘴、导管以及歧管均采用不锈钢或钛合金制成。
而且，外壳中部一侧制有进料孔，该进料孔外侧铰装有盖板，
而且，热风输入装置采用可调速风机或者空气压缩机，恒压气体经过滤除杂质后进入导管，恒压气体的压强等于标准大气压强。
而且，加热器下方到喷嘴之间的导管制为倒置锥形管结构。
而且，外壳下端制为圆锥筒的斗形结构，并且在焊接装置的外壳内壁包覆有一层隔热垫。
一种精密焊接机的自动焊接方法，其特征在于：本焊接装置的工作方法，具体步骤为：
焊接装置移动到达对应线路板上的焊点位置，恒压气体在开关电磁阀的控制下通过导管，气体温度达到或高于焊锡的熔点；
加热器持续加热至焊锡的熔点并保持温度，使焊锡保持在熔化的液态，恒压空气通过喷嘴，液态的焊锡从歧管被抽入导管；
焊锡随着导管内气体喷出喷嘴，喷射到线路板的焊点上，焊锡冷却后完成直插元器件的焊接；
完成一个焊点的焊接后，驱动组件带动焊接装置移动到一下个焊点位置进行焊接。
本发明的优点和积极效果是：
1、本装置的喷嘴采用高温喷出焊锡的方式，可以通过对高压气体的流量控制实现对焊锡量的控制，利用高速空气流动产生的压力差来喷射焊锡焊接直插元器件，避免焊锡沾粘在喷嘴上,提升焊接质量。
2、本装置的喷嘴与导管轴线有0°-90°的夹角，适用于各种不同的焊接情况，适用范围广泛。
3、本装置对于焊点进行逐一焊接，焊锡随着导管内气体喷出喷嘴，喷射到线路板的焊点上，冷却后即可完成直插元器件的焊接，焊接效果好。
4、本发明使用高压空气喷射液态焊锡能够将焊锡均匀的分布在焊点上，由于有一定初速度，能使焊锡较好的填满焊点孔，因为焊接装置不接触到线路板和元器件，所以不会烧坏元件，也不会使线路板受热变形，提升焊接质量。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
附图中标号代表：1开关电磁阀，2加热器，3导管，4进料孔，5歧管，6隔热垫，7焊锡，8外壳，9喷嘴，10直插元器件。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种线路板焊接机的自动焊接装置，包括外壳8、导管3、歧管5以及喷嘴9，滑动臂下端固装有焊接装置的外壳，外壳为圆柱管结构，外壳内盛装有熔化为液态的焊锡7；
外壳中部一侧制有进料孔4，进料孔用于投入锡料及观察锡量,该进料孔外侧铰装有盖板。
在外壳内同轴安装有一导管，该导管上端密封连通安装在机架内的加热控制装置，控制输入导管的恒压气体的加热温度，使恒压气体的温度高于焊锡熔点；
恒压气体的产生可以采用可调速风机吹动空气产生，或者使用空气压缩机产生，并经过滤除杂质后进入导管，恒压气体的压强应为标准大气压强，压强最大值不大于三倍标准大气压。
外壳内的导管上部安装有一开关电磁阀1，该开关电磁阀可以控制气体的单向通断，同时也可以调节风量；
导管下部密封连通制有多根歧管，歧管开口向下伸入外壳内的熔化的焊锡底部，用于抽取焊锡；导管下端穿过外壳下端面并密封连接喷嘴，喷嘴与导管轴线有0°-90°的夹角，适用于各种不同的焊接情况。
喷嘴、导管以及歧管均采用不锈钢或者其他熔点高于焊锡且高温下无杂质析出的金属材料如钛合金等制成。
在歧管与开关电磁阀之间的导管上安装有一加热器2，加热器可以采用通用的电热丝等方式对气体进行加热并通过温度传感器反馈保持温度恒定，保证气体温度高于焊锡的熔点；
加热器熔化焊锡并通过温度传感器反馈给温度控制器保持温度恒定，使温度控制在200℃-450℃之间并且可调节。
为了增加气体流速，加热器下方到喷嘴之间的导管制为倒置锥形管结构，利于抽取液态焊锡。
为了保证焊锡的利用率，外壳下端制为圆锥筒的斗形结构，并且在焊接装置的外壳内壁包覆有一层隔热垫6，保证炉内热量不散失，并且也保护焊接装置外的物体不受高温损害。
本焊接装置是根据伯努利原理进行设计，当喷嘴内通过高温高压的气体时，液态的熔锡两端出现压强差，熔锡被抽出并进入喷嘴，被喷射到线路板的元器件焊点上，可以通过对高压气体的流量控制实现对焊锡量的控制，利用高速空气流动产生的压力差来喷射焊锡焊接直插元器件10。
本文中对于控制电路及程序不作详细描述。
本焊接装置的工作方法，具体步骤为：
焊接装置移动到达对应线路板上的焊点位置，纯净且压力恒定的气体在开关电磁阀的控制下通过导管，气体温度达到或高于焊锡的熔点，保证焊锡在导管及被喷射时不会凝固；
同时，加热器持续加热至焊锡的熔点并保持温度，使焊锡保持在熔化的液态，高温高速的恒压空气通过喷嘴，此时，液态的焊锡从歧管被抽入导管，焊锡随着导管内气体喷出喷嘴，喷射到线路板的焊点上，冷却后完成直插元器件的焊接；
根据焊点的大小，通过开关电磁阀的通断对气体流量、流速的控制，就可以控制喷出的焊锡量，其相互关系可以由伯努利方程推导，即p1+1/2ρv12+ρgh1＝p2+1/2ρv22+ρgh2。
完成一个焊点的焊接后，驱动组件带动焊接装置移动到一下个焊点位置进行焊接。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (10)

1.一种线路板焊接机的自动焊接装置，其特征在于：包括外壳、导管、歧管以及喷嘴，滑动臂下端固装有焊接装置的外壳，在外壳内同轴安装有一导管，该导管上端密封连通热风输入装置，导管下部密封连通制有多根歧管，导管下端穿过外壳下端面并密封连接喷嘴。
2.根据权利要求1所述的线路板焊接机的自动焊接装置，其特征在于：外壳内的导管上部安装有一开关电磁阀。
3.根据权利要求1所述的线路板焊接机的自动焊接装置，其特征在于：在导管上安装有一加热器，加热器对气体进行加热并保持温度恒定，气体温度高于焊锡的熔点；外壳内的焊锡温度控制在200℃-450℃之间。
4.根据权利要求1所述的线路板焊接机的自动焊接装置，其特征在于：喷嘴与导管轴线有0°-90°的夹角。
5.根据权利要求1所述的线路板焊接机的自动焊接装置，其特征在于：喷嘴、导管以及歧管均采用不锈钢或钛合金制成。
6.根据权利要求1所述的线路板焊接机的自动焊接装置，其特征在于：外壳中部一侧制有进料孔，该进料孔外侧铰装有盖板。
7.根据权利要求1所述的线路板焊接机的自动焊接装置，其特征在于：热风输入装置采用可调速风机或者空气压缩机，恒压气体经过滤除杂质后进入导管，恒压气体的压强等于标准大气压强。
8.根据权利要求1所述的线路板焊接机的自动焊接装置，其特征在于：加热器下方到喷嘴之间的导管制为倒置锥形管结构。
9.根据权利要求1所述的线路板焊接机的自动焊接装置，其特征在于：外壳下端制为圆锥筒的斗形结构，并且在焊接装置的外壳内壁包覆有一层隔热垫。
10.一种精密焊接机的自动焊接方法，其特征在于：本焊接装置的工作方法，具体步骤为：
焊接装置移动到达对应线路板上的焊点位置，恒压气体在开关电磁阀的控制下通过导管，气体温度达到或高于焊锡的熔点；
加热器持续加热至焊锡的熔点并保持温度，使焊锡保持在熔化的液态，恒压空气通过喷嘴，液态的焊锡从歧管被抽入导管；
焊锡随着导管内气体喷出喷嘴，喷射到线路板的焊点上，焊锡冷却后完成直插元器件的焊接；
完成一个焊点的焊接后，驱动组件带动焊接装置移动到一下个焊点位置进行焊接。
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