CN108526473A - 一种可实现自动稳定供料的焊锡粉生产设备及生产方法 - Google Patents

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刘宝权
杨俊�
白海龙
肖飞
周达
闫俊军
赵明陆
吕金梅
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Abstract

一种可实现自动稳定供料的焊锡粉生产设备及生产方法，设备包括通过送料管相互连接的熔料炉和供料炉，通过供料管与供料炉连接的雾化桶；供料炉包括带有炉盖的供料炉体，从供料炉体中心直插至供料炉体底部的供料炉氮气输入管，供料炉氮气输入管上的供料炉充氮电磁阀和供料炉底部压力传感器，供料炉顶部压力传感器、供料炉排气口及供料炉排气电磁阀；熔炼炉包括带有炉盖的熔炼炉体，从熔炼炉体中心直插至熔炼炉体底部的熔炼炉氮气输入管，熔炼炉氮气输入管上的熔炼炉充氮电磁阀和熔炼炉底部压力传感器，熔炼炉顶部压力传感器、熔炼炉排气口及熔炼炉排气电磁阀。本发明可实现稳定地向雾化桶匀速可控进行供料。

Description

一种可实现自动稳定供料的焊锡粉生产设备及生产方法
技术领域
本发明涉及焊粉生产设备及生产方法技术领域。
背景技术
焊锡材料是电子工业不可缺少的连接材料，以焊锡膏为主要连接材料的表面组装技术(STM)的应用，使得电子装联过程可以高效化、微型化，SMT技术已经成为电子组装技术的主流。焊锡膏主要由焊锡粉和助焊膏组成，其中焊锡粉重量比占了88-90％左右，焊锡粉是制备焊锡膏的最主要材料之一，焊锡粉生产工艺中需将锡基合金熔液喷射到雾化桶内的雾化工具头雾化，传统的供料系统是直接采用熔料炉内熔化合金，在熔料炉底部或侧面安装一根导管输送合金液至雾化工具头，随着熔料炉内合金液液面的降低，底部压力下降，输送合金液的流速也会降低且不稳定，需要人工添加物料以保持液面恒定，但是添加合金锭时会导致合金液温度下降，达不到雾化工艺要求，同时熔锡炉内合金液静止时间过长会导致合金偏析，需要采用搅拌工具使之成分均匀，但会导致搅拌工具与锡基合金液发生合金化腐蚀带入杂质进到合金液。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种可控制炉内锡基合金熔液底部及顶部压力稳定，实现供料炉稳定地向雾化桶匀速可控进行供料的焊锡粉生产设备及其生产方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种可实现自动稳定供料的焊锡粉生产设备，包括通过送料管相互连接的熔料炉和供料炉，通过供料管与供料炉连接的雾化桶；所述供料炉包括带有供料炉盖的供料炉体，从供料炉体上部引入并从供料炉体中心直插至供料炉体底部的供料炉氮气输入管，设置于供料炉氮气输入管入口端的供料炉充氮电磁阀和供料炉底部压力传感器，设置于供料炉体顶部的供料炉顶部压力传感器、供料炉排气口及供料炉排气电磁阀；所述熔炼炉包括带有熔炼炉盖的熔炼炉体，从熔炼炉体上部引入并从熔炼炉体中心直插至熔炼炉体底部的熔炼炉氮气输入管，设置于熔炼炉氮气输入管入口端的熔炼炉充氮电磁阀和熔炼炉底部压力传感器，设置于熔炼炉体顶部的熔炼炉顶部压力传感器、熔炼炉排气口及熔炼炉排气电磁阀；所述送料管的进料端连接于熔料炉底部，送料管的出料端连接于供料炉的底部；所述供料管的进料端连接于供料炉的底部，供料管的出料端连接于雾化桶上部；所述供料炉充氮电磁阀、供料炉底部压力传感器、供料炉顶部压力传感器、供料炉排气电磁阀、熔炼炉充氮电磁阀、熔炼炉底部压力传感器、熔炼炉顶部压力传感器、熔炼炉排气电磁阀均与控制系统连接。
本发明所述可实现自动稳定供料的焊锡粉生产设备的生产方法如下：
A.首先在供料炉及熔料炉内投入合金锭，分别盖上供料炉盖及熔炼炉盖密封，设定工艺温度，分别熔炼合金锭；
B.供料炉内合金锭熔化后，设定供料炉底部压力控制值，打开供料炉充氮电磁阀，供料炉底部开始进气，气体搅拌炉内合金液，合金液顶部压力开始升高，由供料炉底部压力传感器和供料炉充氮电磁阀控制供料炉底部压力达到设定值，加热供料管，供料炉内合金液受到顶部气压的作用，开始向雾化桶供料；随着供料炉内合金液面的降低，炉底压力随之减低，当检测到炉底压力值低于设定的压力控制值时，供料炉充氮电磁阀自动控制充氮量，氮气从炉底冲入炉内，在搅拌的过程中增加合金液顶部压力，从而稳定底部压力实现均匀供料；
C.当供料炉内合金液重量不够时，打开熔炼炉充氮电磁阀开始进气，气体搅拌炉内合金液，合金液顶部压力开始升高，由熔炼炉底部压力传感器和熔炼炉充氮电磁阀控制熔炼炉底部压力达到设定值，并且控制熔炼炉底部压力设定值大于供料炉底部压力设定值，加热送料管，熔炼炉内合金料液自动向供料炉送料；随着熔炼炉内合金液面的降低，炉底压力随之减低，当检测到炉底压力值低于设定的压力控制值时，熔炼炉充氮电磁阀自动控制充氮量，氮气从炉底冲入炉内，在搅拌的过程中增加炉内合金液顶部压力，从而稳定底部压力实现向供料炉均匀供料；
D.熔炼炉送料合供料炉供料完毕后，将熔炼炉底部压力设定与供料炉底部压力一致，冷却，分别打开供料炉排气电磁阀和熔炼炉排气电磁阀排气，待供料炉和熔炼炉顶部气压均为常压后，分别打开供料炉盖和熔炼炉盖，重新加料准备下一次送料。
本发明设备通过熔料炉和供料炉双密封熔炉结构设计，采用从炉底部充入氮气、底部出料的方式，控制熔料炉和供料炉的炉内合金熔液底部及顶部压力，实现熔炼炉向供料炉稳定供料、供料炉稳定地向雾化桶匀速可控供料，整个过程可以确保供料系统不间断24小时工作。整个供料过程都是在密闭的环境进行，不会造成合金液温度的明显波动，可确保较好的雾化效果。由于从炉底部充氮，可以实现气动搅拌，避免合金液出现偏析，同时可以使炉底底部粘渣(高熔点高密度杂质)及合金液中的微量渣上浮从而净化合金液。本发明克服了人工添加物料导致的合金液温度下降，达不到雾化工艺要求的弊端，也避免了采用搅拌工具搅拌合金液导致的搅拌工具与锡基合金液发生合金化腐蚀带入杂质的问题。
附图说明
图1是本发明设备的示意图。
具体实施方式
如图1所示的可实现自动稳定供料的焊锡粉生产设备，包括通过送料管12相互连接的熔料炉3和供料炉2，通过供料管4与供料炉2连接的雾化桶1。所述供料炉2包括带有供料炉盖2b的供料炉体2a，从供料炉体上部引入并从供料炉体中心直插至供料炉体底部的供料炉氮气输入管2c，设置于供料炉氮气输入管入口端用于控制充氮气量的供料炉充氮电磁阀2d和供料炉底部压力传感器2e，设置于供料炉体顶部的供料炉顶部压力传感器2h、用于卸压的供料炉排气口2f及供料炉排气电磁阀2g。所述熔炼炉3包括带有熔炼炉盖3b的熔炼炉体3a，从熔炼炉体上部引入并从熔炼炉体中心直插至熔炼炉体底部的熔炼炉氮气输入管3c，设置于熔炼炉氮气输入管入口端用于控制充氮气量的熔炼炉充氮电磁阀3d和熔炼炉底部压力传感器3e，设置于熔炼炉体顶部的熔炼炉顶部压力传感器3h、用于卸压的熔炼炉排气口3f及熔炼炉排气电磁阀3g。所述送料管12的进料端连接于熔料炉3底部，送料管的出料端连接于供料炉2的底部。所述供料管4的进料端连接于供料炉2的底部，供料管的出料端连接于雾化桶1上部.所述供料炉充氮电磁阀2d、供料炉底部压力传感器2e、供料炉顶部压力传感器2h、供料炉排气电磁阀2g、熔炼炉充氮电磁阀3d、熔炼炉底部压力传感器3e、熔炼炉顶部压力传感器3h、熔炼炉排气电磁阀3g均与控制系统连接。
本发明所述可实现自动稳定供料的焊锡粉生产设备的生产方法如下：
A.首先在供料炉2及熔料炉3内投入锡基合金锭，分别盖上供料炉盖2b及熔炼炉盖3b密封，设定工艺温度，分别熔炼合金锭；熔炼炉用于熔化锡基合金，供料炉给雾化桶1提供锡基合金熔液；
B.供料炉内合金锭熔化后，设定供料炉底部压力控制值，打开供料炉充氮电磁阀2d，供料炉底部开始进气，实现气体搅拌炉内合金液及顶部加压，合金液顶部压力开始升高，由供料炉底部压力传感器2e和供料炉充氮电磁阀控制供料炉底部压力达到设定值，加热供料管4，供料炉内合金液受到顶部气压的作用，开始向雾化桶1供料，此时供料炉内的底部压力是顶部气压与合金料料液自身重力之和，通过检测炉内顶部和底部的压力差及合金料液的密度结合供料炉的直径即可计算出炉内的合金料的重量。雾化过程中，随着供料炉内合金液面的降低，炉底压力随之减低，当供料炉底部压力传感器2e检测到炉底压力值低于设定的压力控制值时，控制系统控制供料炉充氮电磁阀自动调节充氮量，氮气从炉底冲入炉内，在搅拌的过程中增加合金液顶部压力，从而稳定底部压力，实现向雾化桶均匀供料。合金液顶部压力通过供料炉顶部压力传感器2h检测。通过设定供料炉内的底部压力还可以控制进入雾化桶内的合金流速；
C.当供料炉内合金液重量不够时，打开熔炼炉充氮电磁阀3d开始进气，气体搅拌炉内合金液，合金液顶部压力开始升高，由熔炼炉底部压力传感器3e和熔炼炉充氮电磁阀控制熔炼炉底部压力达到设定值，并且控制熔炼炉底部压力设定值大于供料炉底部压力设定值，加热送料管12，熔炼炉内合金料液自动向供料炉送料；随着熔炼炉内合金液面的降低，炉底压力随之减低，当熔炼炉底部压力传感器3e检测到炉底压力值低于设定的压力控制值时，控制系统控制熔炼炉充氮电磁阀自动调节充氮量，氮气从炉底冲入炉内，在搅拌的过程中增加炉内合金液顶部压力，从而稳定底部压力实现向供料炉均匀供料；合金液顶部压力由熔炼炉顶部压力传感器3h检测；
D.熔炼炉送料合供料炉供料完毕后，将熔炼炉底部压力设定与供料炉底部压力一致，冷却，分别打开供料炉排气电磁阀2g和熔炼炉排气电磁阀3g排气，待供料炉和熔炼炉顶部气压均为常压后，分别打开供料炉盖和熔炼炉盖，重新加料准备下一次送料。
熔炼炉和供料炉炉内合金料液重量由炉内底部和顶部的压力差P3即可计算得出，计算公式如下：
P3＝P2-P1，
P3＝ρ×g×h→h＝P3/(ρ×g)，
V＝π×r2×h＝π×r2×[P3/(ρ×g)]，
M＝V×ρ＝π×r2×[P3/(ρ×g)]×ρ＝π×r2×[P3/g]＝π×r2×[(P2-P1)/g]，
M：炉内合金液重量，P1：炉内顶部压力，P2：炉内底部压力，
ρ：合金料料液密度，r：炉体半径，g：重量常数，V：锡基合金料液体积，
h：合金料料液深度。

Claims (2)

1.一种可实现自动稳定供料的焊锡粉生产设备，其特征在于，包括通过送料管(12)相互连接的熔料炉(3)和供料炉(2)，通过供料管(4)与供料炉(2)连接的雾化桶(1)；所述供料炉(2)包括带有供料炉盖(2b)的供料炉体(2a)，从供料炉体上部引入并从供料炉体中心直插至供料炉体底部的供料炉氮气输入管(2c)，设置于供料炉氮气输入管入口端的供料炉充氮电磁阀(2d)和供料炉底部压力传感器(2e)，设置于供料炉体顶部的供料炉顶部压力传感器(2h)、供料炉排气口(2f)及供料炉排气电磁阀(2g)；所述熔炼炉(3)包括带有熔炼炉盖(3b)的熔炼炉体(3a)，从熔炼炉体上部引入并从熔炼炉体中心直插至熔炼炉体底部的熔炼炉氮气输入管(3c)，设置于熔炼炉氮气输入管入口端的熔炼炉充氮电磁阀(3d)和熔炼炉底部压力传感器(3e)，设置于熔炼炉体顶部的熔炼炉顶部压力传感器(3h)、熔炼炉排气口(3f)及熔炼炉排气电磁阀(3g)；所述送料管(12)的进料端连接于熔料炉(3)底部，送料管的出料端连接于供料炉(2)的底部；所述供料管(4)的进料端连接于供料炉(2)的底部，供料管的出料端连接于雾化桶(1)上部；所述供料炉充氮电磁阀(2d)、供料炉底部压力传感器(2e)、供料炉顶部压力传感器(2h)、供料炉排气电磁阀(2g)、熔炼炉充氮电磁阀(3d)、熔炼炉底部压力传感器(3e)、熔炼炉顶部压力传感器(3h)、熔炼炉排气电磁阀(3g)均与控制系统连接。
2.如权利要求1所述可实现自动稳定供料的焊锡粉生产设备的生产方法，其特征在于，方法如下：
A.首先在供料炉(2)及熔料炉(3)内投入合金锭，分别盖上供料炉盖(2b)及熔炼炉盖(3b)密封，设定工艺温度，分别熔炼合金锭；
B.供料炉内合金锭熔化后，设定供料炉底部压力控制值，打开供料炉充氮电磁阀(2d)，供料炉底部开始进气，气体搅拌炉内合金液，合金液顶部压力开始升高，由供料炉底部压力传感器(2e)和供料炉充氮电磁阀控制供料炉底部压力达到设定值，加热供料管(4)，供料炉内合金液受到顶部气压的作用，开始向雾化桶(1)供料；随着供料炉内合金液面的降低，炉底压力随之减低，当检测到炉底压力值低于设定的压力控制值时，供料炉充氮电磁阀自动控制充氮量，氮气从炉底冲入炉内，在搅拌的过程中增加合金液顶部压力，从而稳定底部压力实现均匀供料；
C.当供料炉内合金液重量不够时，打开熔炼炉充氮电磁阀(3d)开始进气，气体搅拌炉内合金液，合金液顶部压力开始升高，由熔炼炉底部压力传感器(3e)和熔炼炉充氮电磁阀控制熔炼炉底部压力达到设定值，并且控制熔炼炉底部压力设定值大于供料炉底部压力设定值，加热送料管(12)，熔炼炉内合金料液自动向供料炉送料；随着熔炼炉内合金液面的降低，炉底压力随之减低，当检测到炉底压力值低于设定的压力控制值时，熔炼炉充氮电磁阀自动控制充氮量，氮气从炉底冲入炉内，在搅拌的过程中增加炉内合金液顶部压力，从而稳定底部压力实现向供料炉均匀供料；
D.熔炼炉送料合供料炉供料完毕后，将熔炼炉底部压力设定与供料炉底部压力一致，冷却，分别打开供料炉排气电磁阀(2g)和熔炼炉排气电磁阀(3g)排气，待供料炉和熔炼炉顶部气压均为常压后，分别打开供料炉盖和熔炼炉盖，重新加料准备下一次送料。
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