探究無鉛回流焊冷卻速率對于焊點質(zhì)量的影響,需要從多個角度入手,這是保證全面深刻理解無鉛回流焊工藝流程運行原理的關(guān)鍵所在,也是知道焊點質(zhì)量控制和管理工作的重點。具體來講,我們可以從以下幾個角度去進行探究:
一、無鉛焊錫料微觀組織的角度來看
無鉛焊錫料微觀組織是焊點質(zhì)量的重要參考標(biāo)準(zhǔn),因此研究冷卻速率對于無鉛焊錫料微觀組織的影響,也是很有必要的。其研究的方法為:以Sn-3.5Ag合金為研究對象,分別選用坩堝冷,空冷,水冷和快冷四種冷卻方式,由此得到該合金材料冷卻的微觀組織對照信息,對于微觀組織對照結(jié)果進行分析,得出對應(yīng)的結(jié)論。實驗研究的結(jié)果是:冷卻速率對于釬料鑄造合金微觀組織的影響,與對于Sn-Ag合金的影響比較類似。在快速冷卻的條件下,往往可以獲取細密的初晶,慢冷條件下獲取到的往往是粗大的樹枝狀組織。簡而言之,在無鉛回流焊冷卻過程中,冷卻速率會對于無鉛焊錫料微觀組織產(chǎn)生影響,進而影響到無鉛回流焊點的質(zhì)量。
二、無鉛焊錫料拉伸性能的角度來看
在對于無鉛焊錫料拉伸性能進行思考的時候,主要是從以下幾個參數(shù)來進行界定的:其一,拉伸強度;其二,屈服強度;其三,延伸率;其四,斷面特點。本次同樣以Sn-Ag-Cu合金釬料為研究對象,在不同的冷卻速率條件下去考察其拉伸性能參數(shù)時候存在不一樣的情況。實驗的結(jié)果是:在冷卻速率不斷提高的條件下,拉伸強度和屈服強度會不斷提升,尤其在冷卻速率不斷增加的背景下,微觀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)細化的同事,其尺寸和強度之間關(guān)系也表現(xiàn)出正比例,即冷卻速率不斷增加,微觀組織越發(fā)細化,強度也會在這樣的情況下不斷提高。但是需要注意的是,在界面面積增加的背景下,其抗斷裂能力也在提升,有著提高自身強度的效能。需要了解到的是焊錫料合金的強度增加是有限度的,一旦其達到特定水平,冷卻速率對于強度的影響程度就不會那么明顯了。除此之外,在實驗中還發(fā)現(xiàn),冷卻速率還會對于無鉛焊錫料合金的延伸率造成影響,當(dāng)冷卻速率不斷增加,焊錫料合金自身的延伸率也會不斷提高。
三、從內(nèi)部化合物的影響角度來看
冷卻速率對于內(nèi)部化合物的影響主要體現(xiàn)在對于金屬間化合物的影響,具體來講,其主要牽涉到以下的內(nèi)容:對于內(nèi)部金屬間化合物的外在形態(tài)的影響。為了驗證上述的推論,同樣在不同的冷卻速率下,去進行比較,看看同樣焊錫料合金材料的金屬間化合物的形態(tài)是否存在較大的變化。其實驗的結(jié)果為:以快速冷卻的方式去進行,使得合金的過冷度不斷增加,形核率會不斷提高,此時的金屬間化合物不會長大,會以球狀顆粒的方式散布在其中,在冷卻速率處于較低狀態(tài)的時候,形核率出現(xiàn)下降的情況,此時的金屬間化合物會不斷增大,并且以針狀,棒狀和塊狀的方式呈現(xiàn)出來,尤其在速率急劇下降的情況下,甚至?xí)云瑺畹姆绞匠尸F(xiàn)出來。由此,我們應(yīng)該嚴格控制冷卻速率,保證其處于合理的狀態(tài)下,避免上述過于急劇情況的發(fā)生,由此實現(xiàn)焊點強度達到合理的水平。
四、從無鉛焊點凝固缺陷的角度來看
焊點凝固缺陷也是影響焊點質(zhì)量的重要因素,焊點凝固缺陷越少,證明焊點的質(zhì)量越高。從理論上來講,無論是微觀偏析,還是焊點剝離;以后是凝固開裂,都牽涉到凝固環(huán)節(jié)。而在此過程中,焊點凝固缺陷與冷卻速率有著很大的關(guān)聯(lián)。通過實驗驗證,焊點剝離的情況發(fā)生,與微觀偏析,熱傳輸不均勻,垂直基板版面收縮大,有著很大的關(guān)聯(lián),而較大的冷卻速度會對于偏析起到抑制作用,即使不能達到完全抑制的效果,但是可以使得圓角表面裂紋不斷增加。但是如果冷卻速度過大的話,還會對于釬料的變形速率產(chǎn)生影響,這就是焊點開裂的前兆。因此,在釬料液相線溫度以上的操作,都應(yīng)該做好急冷工作,以實現(xiàn)對于偏析的抑制。比如以緩慢冷卻的方式,保證焊點剝離和凝固開裂之前實現(xiàn)溫度的降低,并且做好回火處理,保證其能夠?qū)崿F(xiàn)Bi的擴散,避免有害界面偏析的出現(xiàn),這樣的好處還體現(xiàn)在能夠減少殘余應(yīng)力。
綜上無鉛回流焊冷卻速率對于焊點質(zhì)量的影響因素分析,我們可以更加有的放矢的去實現(xiàn)焊點質(zhì)量的控制和管理。具體來講,在實際的操縱過程中,需要注意以下幾個方面:其一,要想保證焊點表面的光滑性和光亮性,就應(yīng)該以快速冷卻速率的方式來開展,這是避免表面出現(xiàn)褶皺和裂紋的關(guān)鍵;其二,回流爐上的冷卻速率應(yīng)該得以控制,對于不同的釬料,應(yīng)該保證不同冷卻速率,以保證其微觀結(jié)構(gòu)的合理性;其三,保證焊點液相線時間的合理性,使得反應(yīng)程度處于合理的狀態(tài);其四,為了保證焊點的力學(xué)性能,應(yīng)該結(jié)合不同的材料,實現(xiàn)對于焊接過程冷卻方案的優(yōu)化選擇;其五,合理界定實際生產(chǎn)中的無鉛回流焊冷卻區(qū)間,依據(jù)不同的組裝板,實現(xiàn)風(fēng)電凝固作用中強制冷卻的控制,以保證焊點質(zhì)量的提升;其六,高度重視無鉛回流焊冷卻速率方面的理論研究,積極漸漸發(fā)達國家在此方面取得的理論成就。相信隨著在此方面理論研究成果的不斷出現(xiàn),我們對于無鉛回流焊冷卻速率的了解程度將會不斷提升,這對于更好的引導(dǎo)我們做好焊點質(zhì)量控制工作來講,是至關(guān)重要的。