焊锡和锡与铅比较熔点的方法(第二节，锡焊材料－焊料)

Posted 2023-06-02

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焊锡和锡与铅比较熔点的方法(第二节，锡焊材料－焊料)

1．1 焊料金属的选择

焊料一般常用锡、铅。

因为从熔化温度上看，能符合上述要求的材料几乎仅有锡铅合金。对于无铅焊接也集中于锡银（Sn/Ag），锡锑（Sn/Sb）、锡铋（Sn/Bi）锡锌（Sb/Zn）等。

1．2锡铅合金优点

•锡的常规条件下抗腐蚀性好。

•合金体积比稳定（不收缩不膨胀）。即铅锡合金的体积几乎等于铅和锡的体积总和。

•黏度和表面张力低，所以焊料流动性好，润湿性好。

•热膨胀系数稳定。

1．3 合金中各成分的作用

1．3．1 锡

是焊料的主要成分。占63％

1．3．2 铅

有人体毒性。在焊料中主要起到改变焊料性质的作用。主要有：

降低熔点。锡的熔点是231。9℃，铅的熔点是327。4℃；高于183℃。但其合金的熔点则比两种金属各自的熔点低。
改善机械性能。提高合金的抗拉强度和剪切强度等机械强度。
降低表面张力。合金的表面张力低于纯锡的表面张力，从而提高浸润性，有利于焊接。
抗氧化性提高。

1．3．3 合金中的其它成分

•银：因为熔点较高，所以在焊料熔化时会有少许颗粒不能完全熔化，可以在焊料结晶时提供晶核，避免有害的粗大晶粒；另外还能减少熔蚀作用

•锑：在含量为0.3%~3%< 6%时能提高焊点强度。

•铋：使熔点下降，脆性增加

1．4 锡铅合金成分的特点

1．4．1 锡铅合金相图

合金相图是用来表示合金中各组份之间的相互平衡关系的。在图中可以看到在含锡量达到63％时铅锡合金熔点最低，为183℃。也就是说，当铅锡合金以63：37的比例混合时，在183℃时就达到固态与液态的交汇点。这一点被称为共晶点。共晶点温度是不同铅锡合金混和比例中熔点的最低温度。采用在达到共晶温度点成分配比的成分比的配比叫做共晶成份比。实际生产中采用的温度要高于这一温度。因为焊料不仅要熔化，还要形成稳定的液态流动体。

1．4．2 润湿角

焊料与母材之间的焊接性能衡量的一个重要指标是润湿性，而润湿程度通常可以用焊料与母材之间的角的大小来表示。

从图中可以看出，润湿角就是指焊料与母材间界面和焊料表面的切线之间的夹角。按照这个定义，我们可以知道，润湿角越小润湿性越好。完全润湿时润湿角可以达到0度。润湿良好时一般明显小于30度。

1．4．3 熔蚀现象及焊接时间过长的危害

熔融的铅锡焊料在以铜作为母材时，会在母材表面产生明显得熔蚀现象。也就是母材在与被熔融铅锡焊料接触时会被逐渐溶解在焊料里，形成腐蚀。当熔融的铅锡焊料刚刚与以铜为母材的表面接触时，会生成Cu6Sn3，这种材料黏性很大，机械强度高。可以加快浸润效果，提高焊点强度。但是随着焊接时间的延长，逐渐形成的Cu3Sn却始焊点脆性下降，黏性降低。对焊点起到破坏作用。

1．4．4 焊点的结晶

焊点在冷却时逐渐生成晶体。因为粗大的晶体会产生方向性，即应力应变得方向性和电阻率的方向性；因此必须减少粗大晶体的形成，使焊点合金形成细微、致密的组织结构。

上面的两张照片是焊点的金相组织照片。