CN112775620B - 免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头及其生产工艺，属于烙铁头生产技术领域，该工艺包括下述步骤：S1：制作铜胚，在铜胚的一端加工出镶嵌槽；S2：制作阻断层，在镶嵌槽内镶嵌阻断块；S3：制作上锡层，在阻断块一侧镶嵌铁块，使得阻断块被夹持在铜胚与铁块之间；与现有技术相比，本发明的工艺免去铁层的电镀工艺，整个工艺流程环保；且不会出现传统镀铁中由于气泡产生的各种难以预测的穿孔现象，克服了传统生产工艺及使用过程中高温腐蚀导致的烙铁头之间一致性差的问题；延长了烙铁头的使用寿命；本发明通过改变传统的镀铁工艺，并加上防锡面变大阻断块，控制上锡面的面积不变，焊接过程中不同烙铁头之间一致性强，特别适用于机焊。

Description

免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头及其生产工艺

技术领域

本发明涉及烙铁头生产技术领域，具体为一种免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头及其生产工艺。

背景技术

现有/传统的烙铁头在加工过程中主要采用铜棒为原材料，加工成烙铁头铜胚后，对铜胚表面进行电镀铁、电镀镍和电镀铬等工艺以提高烙铁头的寿命，在现有的铜胚本体上进行电镀铁层，但是在电镀过程中电镀液高温蒸汽会严重挥发，危害人体健康，而且会排出大量的电镀污水，造成环境污染。

在电镀铁过程中由于电镀液溶度的变化，以及电镀过程中不同铜胚之间位置的差异导致得到的烙铁头一致性差，难以在焊锡机中得到批量应用；同时烙铁头上锡时，上锡面受到锡液的腐蚀导致烙铁头的寿命、上锡量差异较大，传统的电镀工艺得到的烙铁头就更加难在焊锡机中得到应用。

专利号为201510088882.6的文件公开了一种烙铁头生产工艺，采用铁套管套设在铜胚的方式，代替电镀的铁的步骤；但是该工艺在套设铁管后需对工作端采用机械挤压的工艺进行覆盖处理；这种处理方式存在以下缺陷：第一：挤压后铁管与铜胚不能完全结合在一起，热传导性差，也会出现一致性差的问题；第二：这种工艺不适用头形复杂多变的机焊烙铁头；第三：这种工艺没有防锡面变大处理，不能用于机焊。

专利号为201710088568.7的文件公开一种节能环保烙铁头及其生产工艺，采用将铜胚嵌入铁胚内的方式代替现有电镀铁的方式，虽然能克服生产过程中的不同烙铁头之间一致性差的问题，但是铁胚太厚，热传导性变差，只能用于热容量要求不高的普通焊接，第二：没有防锡面变大阻断层，寿命一致性差。

因此，目前业内亟需一种环保、可靠的焊锡机专用的烙铁头。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头及其生产工艺，采用在铜胚前端镶嵌铁的方式替代传统的电镀铁工艺，消除了电镀过程中由于电镀液溶度变化产生的烙铁头使用寿命差异大的问题，同时在上锡的铁块与铜胚之间设有阻隔带，使焊接过程中烙铁头的上锡量保持一致；不同烙铁头之间的一致性高，适合焊锡机用。

为实现上述目的，本发明提供一种免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头及其生产工艺，包括

S1：制作铜胚1，在铜胚1的一端加工出镶嵌槽11；

S2：制作阻断层，在镶嵌槽11内镶嵌阻断块2；

S3：制作上锡层，在阻断块2一侧镶嵌铁块3，使得阻断块2被夹持在铜胚1与铁块3之间；其中，铁块3表面为上锡面31。

相比于传统的电镀方式，本发明的烙铁头的生产工艺用铜胚1、铁块3和阻断块2镶嵌结合的工艺代替了现有的在铜胚1上面电镀铁、电镀镍和电镀铬层的工艺；大大提供烙铁头的使用寿命，解决了烙铁头的寿命长短不一的问题，使得烙铁头使用寿命的一致性大大提高，产品质量得到保证；适于在焊锡机上应用，提高焊锡机的自动化程度，降低焊锡过程中人工的监控力度；同时免电镀的工艺改进去除了传统的电镀工艺的使用，从而减少电镀废水的产生，有利于节约生产成本、提高生产效率、实现产业自动化和保护环境。

参阅图1-图3，在制作铜胚1时，镶嵌槽11位于铜胚1一端，使铜胚1一端形成台阶状；阻断块2一面与台阶侧壁连接，另一面与铁块3连接；凹槽的深度方向为铁块3和阻断块2的宽度方向，上锡面31设置在铁块3与宽度方向垂直的表面。

参阅图4-图8，现有技术中的烙铁头，均是在铁层表面电镀或者喷涂防腐层，得到的防腐层厚度小于0.2mm，焊接时容易被锡液腐蚀，防腐蚀效果不佳；锡液穿透防腐层后在高温下会不断腐蚀电镀铁层和电镀铬层，使得每次焊接时上锡面31的锡液余量随腐蚀程度不断扩大而增加；当每次熔等量的锡时，渗入并充填金属件连接处间隙的锡液就会减少导致焊接不稳，效果差；而且不同烙铁头之间的腐蚀程度不同，上锡时渗入连接处的锡液量也大大不同，一致性差，烙铁头熔锡量无法控制，在焊锡机上使用时焊锡效果不佳，全程需要人为监控及干预；本发明将上锡面31设置在铁块3上，并利用阻断块2隔离铁块3和铜胚1，阻断块2的宽度可达毫米级，远远大于传统的防腐层厚度，防腐效果极佳，焊接过程中，保证了上锡面31每次焊接过程中的锡液余量相同；各个烙铁头之间一致性强，适合自动化机械焊接。

具体的，阻断块2通过精密激光焊接或者精密激光熔覆与铜胚1连接。

具体的，阻断块2为钛或不锈钢。

优选的方案，制作铜胚1后，还包括清洗步骤。

优选的方案，制作阻断层后，还包括对阻断层表面平整度的处理步骤。

优选的方案，制作上锡层后还包括对上锡面31的防护步骤。

优选的方案，制作上锡层后还包括对铜胚1表面制作保护膜的步骤。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种烙铁头，由免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头及其生产工艺制作而成；包括铜胚1，铜胚1一端设有镶嵌槽11，在镶嵌槽11内镶嵌阻断块2，阻断块2一侧设置有待上锡面31的铁块3，使得阻断块2被夹持在铜胚1与铁块3之间。

附图说明

图1为本发明的铜胚结构图；

图2为本发明的铜胚镶嵌阻断块后结构图；

图3为本发明的铜胚镶嵌上锡块后结构图；

图4为现有技术中烙铁头的结构图；

图5为图4中铜胚位置的横截面图；

图6为现有技术中焊接时未发生爬锡的上锡面示意图；

图7为现有技术中焊接时发生爬锡后的上锡面示意图；

图8为本发明的烙铁头焊接时上锡面示意图；

图9为本发明的工艺流程图。

主要元件符号说明如下：

1、铜胚；2、阻断块；3、铁块；31、上锡面；11、镶嵌槽。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

传统的烙铁生产工艺步骤为：

步骤1：制作铜坯；

步骤2：对铜坯进行抛光、去油处理；

步骤3：在铜坯表面电镀一层铁； 步骤4：将镀完镀铁层的铜坯进行尺寸修正，并作抛光处理；

步骤5：在镀铁层的表面镀一层镀镍层，

步骤6：在镀镍层的非工作部分表面镀一层镀铬层，在镀镍层的工作部分镀上一层镀锡层。

这种生产工艺存在以下缺陷：

1. 在电镀铁过程中铁层中会产生大量的孔隙和气泡，这些孔隙和气泡的大小和位置在铁层中都是随机产生分布的；当烙铁头在焊锡时，锡液在高温下会不断腐蚀电镀铁层和电镀铬层，但当高温锡液碰到电镀中的孔隙和气泡时，高温锡液会通过孔隙或者气泡加速向电镀铁内部腐蚀，以及锡液不断腐蚀铁电镀铬层，从而大大降低烙铁头的使用寿命，同时，电镀铁层和电镀铬层镀层厚控制困难且受很多因素影响，导致生产出来的烙铁头寿命长短不一。

2. 现有的电镀工艺中电镀液高温蒸汽会严重挥发，危害人体健康; 而且会排出大量的电镀污水，造成环境污染。

3、传统的烙铁头生产工艺要经过切割铜胚1、铜胚1抛光、清洗、镀铁、镀烙、镀镍、锡面处理等工艺，整个流程花费时间长基本在20小时以上，其生产周期长，耗费成本高；同时在加工时需要人为不断的调整达到电镀铁层的厚度，加工成品的质量十分依赖工人的经验，自动化程序不高。

4、电镀铬前需要先做电镀镍层以保证电镀铁层不易被氧化、提高耐腐蚀性及保证后序电镀铬层的稳定性；电镀铬的生产工艺要求复杂，其中铬液含量、金属杂质、槽液温度和电流密度对镀铬层的效果起到关键性作用进而影响烙铁头的防爬锡性能，直接影响烙铁头的使用寿命；且传统的电镀铬工艺使用的电解液都是剧毒的铬酐配制；大量的废水和废气对人与环境都构成了很大伤害。

可见，传统的电镀的工艺不仅对人体危害大、对环境危害大、生产流程周期长费用高；同时生产得到的烙铁头一致性差，各个烙铁头的使用寿命差距大，且防腐蚀性能差，使得烙铁头难以在焊锡机中得到使用。

利用焊锡机进行机焊相比于人工手焊，机焊可以实现批量化，工业化，焊接效率高；但是机焊不如手工焊灵活，无法像人一样实时判断焊接情况，增加或者减少焊接时的熔锡量；机焊时，每次的熔锡量是一定的，这就要求烙铁头必须保持一致性；否则不同烙铁头焊接效果不同，产品的焊接合格率无法得到保障；且各个烙铁头寿命差异大，若不定期统一更换，则会得到焊接次品，若定期统一更换，则更换成本高；由于现有烙铁头的一致性较差，在的机焊过程中，仍需要人一直巡视，对各个烙铁头的熔锡量进行调整；因此如何提高机焊的质量是业内人士一直渴望解决而尚未解决的问题。

如背景技术中所述，现有技术中也出现了一些改进的工艺，替代电镀的工艺；其可以克服电镀过程中产生的铁层穿孔的缺陷，但是并不能克服焊接过程中上锡面31变大的问题；生产的得到的烙铁头一致性仍达不到机焊的要求。

参阅图9，本发明的免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头及其生产工艺，包括以下步骤

S1：制作铜胚1，在铜胚1的一端加工出镶嵌槽11；

S2：制作阻断层，在镶嵌槽11内镶嵌阻断块2；

S3：制作上锡层，在阻断块2一侧镶嵌铁块3，使得阻断块2被夹持在铜胚1与铁块3之间；其中铁块3表面为上锡面31。

本发明将上锡面31设置在铁块3中，且铁块3镶嵌在铜胚1的镶嵌槽11内，铁块3与铜胚1之间设有阻断带；即免去了电镀的步骤中带来的铁层穿孔的问题，又能保证焊接过程中上锡面31不会变大，烙铁头一致性好；现有技术中均是将烙铁头的一端全部覆上铁层作为上锡面31，其防腐层只能电镀或者喷涂在铜胚1的表面，从而使得防腐层厚度受到限制，焊接过程中锡液容易腐蚀防腐层，使得上锡面31容易变大；本发明将上锡面31集中在铁块3上，并将喷涂防腐层改进为大宽度的阻断块2，控制上锡面31的面积不变，这样焊接时，保证了各个烙铁头上锡面31上的锡余量基本相同。

本发明的烙铁头生产工艺克服了上锡面31生产时易穿孔和焊接时易变大的缺陷，生产得到的各个烙铁头之间一致性好，符合机焊，自动化焊接的要求。

本发明的生产工艺如下：

S1：制作铜胚1，用切割机床将铜材料按需要的尺寸切割为铜胚1；并在铜胚1的一端加工出镶嵌槽11；

S2：制作阻断层，用切割机床按需要的尺寸切割阻断块2，得到预设尺寸的阻断块2；再将阻断块2通过精密激光焊接或者紧密激光熔覆的方式将阻断块2镶嵌至镶嵌槽11内；

S3：制作上锡层，通过精密激光焊接或者紧密激光熔覆的方式将铁块3镶嵌至在阻断块2的一侧，使得阻断块2被夹持在铜胚1与铁块3之间；其中铁块3表面为即上锡面31。

在通过上述工艺得的烙铁头中，铜胚1用于与烙铁芯连接，当烙铁芯的热量通过铜胚1传导到铁块3后，即可开始工作。

在本实例中，参阅图3，在制作铜胚1时，镶嵌槽11位于铜胚1边缘处，使铜胚1前端形成台阶状；阻断块2一面与台阶侧壁连接，另一面与铁块3连接；凹槽的深度方向为铁块3和阻断块2的宽度方向d，上锡面31设置在铁块3与宽度方向d垂直的表面；除图3所示的上锡面位置外，另一方案中，上锡面还可以包括铁块深度方向表面。

在本实施例的S1中，得到铜胚1后还可以包括清洗铜胚1和进行表面抛光的步骤。

在本实施例的S1中，铜胚1头型可按照实际焊接需要进行设定，常见的头型包括马蹄形、刀口形，扁咀形，或按产品特性非标定制形。

在本实施例的S3中，铁块3通过切割机床按需要的尺寸切割得到；切割铁块3时还包括对铁块3的形状制作；并在切割后对铁块3的表面进行抛光处理。

在本实施例的S2之后，还包括对阻断块2表面的平整度处理步骤。

在本实施中，阻断块2可以为钛或不锈钢，但不限于此，还可以为其他具有防锡液腐蚀功能的金属或者非金属材料。

在本实施例中，铁块3还可以替换为铜铁合金或者其他金属或金属或者非金属材料。

在本实施例的S3之后，还包括对铁块3和阻断块2的表面进行抗氧化保护的步骤；具体操作为电镀铬层。

在本实例S3之后，制作上锡层后还包括对铜胚1表面制作保护膜的步骤；具体操作为在铜胚1表面电子真空镀铬层或者熔覆或者热喷涂或者超音速喷涂铬层。

在对铜胚1表面制作保护膜的步骤之后，制作上锡层后还包括对上锡面31的防护步骤；具体操作为对头部锥形部位进行热镀锡，形成初始熔锡保护层。

本发明工艺生产得到烙铁头包括铜胚1，铜胚1一端设有镶嵌槽11，在镶嵌槽11内镶嵌阻断块2，阻断块2一侧设置由待上锡面31的铁块3，使得阻断块2被夹持在铜胚1与铁块3之间；这种结构阻断块2可以直接隔断铁块3和铜胚1，且阻断块2宽度大，锡液难以被锡液腐蚀；这样每个烙铁上锡时锡液均被限制在阻断块2与铁块3边缘之间的上锡面31上，一致性好；且即使在多次使用后，上锡面31的面积不会变化；各个烙铁的上锡面31大小仍能保持一致；该烙铁头应用于机焊后能有效保障焊接产品质量一致性。

本发明的优势在于：

1、免去铁层的电镀工艺，整个工艺流程环保；

2、免去铁层的电镀工艺，铁层不会出现各种难以预测的穿孔，克服了因为生产工艺导致的不同烙铁头之间一致性差的问题；

3、本发明将上锡面31集中在铁块上，并将喷涂防腐层改进为大宽度的阻断块，控制上锡面31的面积不变，焊接过程中不同烙铁头之间一致性强，适于机焊。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头生产工艺，其特征在于，包括

S1：制作铜胚：在铜胚的一端加工出镶嵌槽；

S2：制作阻断层：在镶嵌槽内镶嵌阻断块；

S3：制作上锡层：在阻断块一侧镶嵌铁块，使得阻断块被夹持在铜胚与铁块之间；其中，铁块表面为上锡面；

在制作铜胚时，镶嵌槽位于铜胚一端，使铜胚一端形成台阶状；

阻断块一面与台阶侧壁连接，另一面与铁层连接；凹槽的宽度方向为铁块和阻断块的宽度方向，上锡面设置在铁块与宽度方向垂直的表面。

2.根据权利要求1所述的免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头生产工艺，其特征在于，制作阻断层时，阻断块通过精密激光焊接或者精密激光熔覆与铜胚连接。

3.根据权利要求2所述的免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头生产工艺，其特征在于，阻断块为钛或不锈钢。

4.根据权利要求1所述的免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头生产工艺，其特征在于，制作铜胚后，还包括清洗步骤。

5.根据权利要求1所述的免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头生产工艺，其特征在于，制作阻断层后，还包括对阻断层表面平整度的处理步骤。

6.根据权利要求1所述的免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头生产工艺，其特征在于，制作上锡层后还包括对上锡面的防护步骤。

7.根据权利要求1所述的免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头生产工艺，其特征在于，制作上锡层后还包括对铜胚表面制作保护层的步骤。

8.一种免化学电镀的焊锡机专用环保烙铁头，其特征在于，由权利要求1-7任意一项所述的工艺制作而成；包括铜胚，铜胚一端设有镶嵌槽，在镶嵌槽内镶嵌阻断块，阻断块一侧设置由待上锡面的铁块，使得阻断块被夹持在铜胚与铁块之间，其中，铁块表面为上锡面。

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