專利名稱：耐熔蝕長(zhǎng)壽數(shù)顯調(diào)溫一體化電烙鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐熔蝕的長(zhǎng)壽烙鐵頭的生產(chǎn)制作方法和工藝流程及采用這種長(zhǎng)壽烙鐵頭的內(nèi)置式一體化電烙鐵。
普通焊錫中含鉛，污染環(huán)境，對(duì)人類健康造成危害，用無鉛環(huán)保焊錫代替普通焊錫是必然的趨勢(shì)，將在2-3年內(nèi)立法推行。普通紫銅烙鐵頭在無鉛環(huán)保焊錫中會(huì)被快速熔蝕，只能工作6個(gè)小時(shí)，每天要更換四次，進(jìn)口抗熔蝕烙鐵頭也只能工作12個(gè)小時(shí)，每天要更換兩次，市場(chǎng)對(duì)耐無鉛焊錫熔蝕的長(zhǎng)壽烙鐵頭的需求迫在眉睫?，F(xiàn)在在國內(nèi)外市場(chǎng)上行銷的抗熔蝕烙鐵頭是在烙鐵頭的焊接部位鍍一層或幾層耐腐蝕金屬，因?yàn)橐３掷予F頭的傳熱性能，鍍層不能太厚，又要使烙鐵頭易于掛錫，因大部分金屬在熔融金屬中都是易熔蝕的，所以目前國內(nèi)外市場(chǎng)上行銷的抗熔蝕烙鐵頭的耐熔蝕性能都不夠理想，使用壽命都不長(zhǎng)。
現(xiàn)在在國內(nèi)外市場(chǎng)上行銷的調(diào)溫電烙鐵都是焊接臺(tái)，控溫器與電烙鐵分為兩體，控溫器及電烙鐵供電采用鐵芯變壓器，焊接臺(tái)有1.5kg到2.5kg重，使用和調(diào)節(jié)都不方便。
本發(fā)明的目的是要提供一種新的耐無鉛焊錫熔蝕的長(zhǎng)壽烙鐵頭的生產(chǎn)制作方法和工藝流程；及采用這種長(zhǎng)壽烙鐵頭的在烙鐵把內(nèi)帶數(shù)顯和調(diào)溫電位器的內(nèi)置式一體化電烙鐵；用這種方法和工藝流程生產(chǎn)的長(zhǎng)壽烙鐵頭在無鉛環(huán)保焊錫中的使用壽命是普通紫銅烙鐵頭的數(shù)百倍，是現(xiàn)在在國內(nèi)外市場(chǎng)上行銷的一般抗熔蝕烙鐵頭的使用壽命的數(shù)十倍。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的首先要搞清楚紫銅烙鐵頭在無鉛環(huán)保焊錫中被快速熔蝕的根本原因，找到原因就很容易找到解決問題的根本方法。
目前市售的無鉛環(huán)保焊錫中主要成份有三種，錫Sn約占97％，銅和銀約占3％(銅1-3％，銀3-1％)，還有其它少量的金屬成份，含量低于1％。無鉛焊錫熔融液中的銅，以離子狀態(tài)一價(jià)銅離子Cu+，和二價(jià)銅離子Cu++及原子Cu三種狀態(tài)存在，都處于不停頓的動(dòng)態(tài)平衡中，Cu失去一個(gè)電子變?yōu)镃u+，Cu+再失去一個(gè)電子變?yōu)镃u++，Cu+獲得一個(gè)電子變?yōu)镃u原子，Cu++獲得一個(gè)電子變?yōu)镃u+，再獲得一個(gè)電子變?yōu)镃u原子，Cu、Cu+、Cu++的濃度是銅的總濃度，各種離子自身濃度，其它金屬離子濃度及熔液溫度等因素決定的一個(gè)綜合函數(shù)；當(dāng)紫銅頭浸沒在含有Cu+、Cu++、Cu、Ag、Ag+離子的Sn熔液中時(shí)，紫銅頭表面的銅原子會(huì)通過兩個(gè)方向變成銅離子Cu+，一個(gè)方向是通過外界導(dǎo)電體，銅原子的電子通過導(dǎo)電體移向其它導(dǎo)電體，變成Cu+，另一個(gè)方向是與熔液中的Cu+或Cu++離子接觸，紫銅頭表面的銅原子把電子傳給熔液中的Cu+或Cu++離子，而變成Cu+離子，熔液中的Cu+獲得電子轉(zhuǎn)化為Cu原子，由于熔液中的Cu處于含量很少的狀態(tài)，一部份獲得電子還原為Cu原子的原子，離開紫銅頭表面附近，向遠(yuǎn)處游離開去，使得紫銅頭附近的Cu+濃度及紫銅頭表面的Cu+濃度越來越高，在紫銅頭表面逐漸形成Cu+離子層，由于Cu+離子的同性相斥的推力作用，表面的Cu+離子被不斷推入熔液中，使紫銅頭不斷地被熔蝕，在紫銅頭的尖端部位，由于Cu+離子的體積密度更高，存在尖端放電現(xiàn)象，銅離子受三個(gè)方面的力作用推向熔液方向，所以烙鐵頭的尖端部位熔蝕速度更快，變得越來越小，傳熱越來越差，使烙鐵頭很快變得不能再使用而報(bào)廢。要獲得耐無鉛焊錫熔蝕的長(zhǎng)壽烙鐵頭，必須設(shè)法阻斷紫銅頭表面的銅原子與無鉛焊錫熔融液進(jìn)行電子和離子的交換和遷移。
耐熔蝕長(zhǎng)壽烙鐵頭的生產(chǎn)制作方法和工藝流程是這樣進(jìn)行的(1)先將烙鐵頭的不與無鉛焊錫熔融液接觸的部位鍍鎳5-50微米，再鍍鉻5--30微米，一是為了烙鐵頭外表美觀，二是防止這些部位被焊錫及空氣中的腐蝕性物質(zhì)所腐蝕；(2)將烙鐵頭與無鉛焊錫熔融液接觸的焊接部位先電鍍或浸鍍5--100微米鋁，并對(duì)鋁的鍍層表面進(jìn)行氧化處理，使其產(chǎn)生一層三氧化二鋁氧化物非金屬層，此層鋁氧化物具有阻止紫銅頭表面的銅原子與無鉛焊錫熔融液進(jìn)行電子和離子的交換和遷移的作用，因其太薄，易被破壞；(3)在烙鐵頭焊接部位鍍鋁氧化層的外表面用真空蒸鍍或常壓蒸鍍的方法蒸鍍1--30微米的一層導(dǎo)電型氧化物玻璃陶瓷層，此層物質(zhì)也具有阻止紫銅頭表面的銅原子與無鉛焊錫熔融液進(jìn)行電子和離子的交換和遷移的作用，因其厚度較厚，這一層是主要的抗熔融層；(4)在導(dǎo)電型氧化物玻璃陶瓷層的外表面鍍鎳5-50微米，目的是為了使焊接部位易于掛錫；再在此鍍鎳層的外表面鍍錫5-50微米。
附圖
1是采用長(zhǎng)壽烙鐵頭的內(nèi)置式一體化電烙鐵的結(jié)構(gòu)圖，(1)是耐熔蝕烙鐵頭套，采用上述耐熔蝕制作方法和工藝流程生產(chǎn)，用壓帽(3)將其壓套在內(nèi)置式一體化烙鐵芯(2)的錐體紫銅頭上，錐體紫銅頭內(nèi)外電鍍或浸鍍5--100微米鋁，并對(duì)鋁的鍍層表面進(jìn)行氧化處理，使其產(chǎn)生一層三氧化二鋁氧化物非金屬層，在烙鐵頭套與烙鐵芯錐體紫銅頭之間填充導(dǎo)熱材料；有些場(chǎng)合可以不用烙鐵頭套，而直接將烙鐵芯錐體紫銅頭按上述耐熔蝕制作方法和工藝流程進(jìn)行耐熔蝕處理；(4)是烙鐵頭固定座；(5)是電烙鐵外殼；(6)是連接插頭座；調(diào)溫微型電位器(7)和微型數(shù)字溫度顯示(8)直接安裝在烙鐵把內(nèi)，可以方便地調(diào)節(jié)電烙鐵的工作溫度；(9)是數(shù)顯固定塊；(10)是電源線夾頭；(11)是電源線。電烙鐵用220V交流供電，采用無鐵芯電子變壓器變?yōu)?4V直流供給烙鐵頭加熱，烙鐵頭用直流工作，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓；電子變壓和溫度控制器安裝在電源插頭上的小方盒內(nèi)，用多芯電源線與電烙鐵相連接。
附圖2是內(nèi)置式一體化烙鐵芯的結(jié)構(gòu)圖，(1)是錐形紫銅頭，內(nèi)外電鍍或浸鍍5-100微米鋁，并對(duì)鋁的鍍層表面進(jìn)行氧化處理，使其產(chǎn)生一層三氧化二鋁氧化物非金屬層；(2)是導(dǎo)熱涂料；(3)是熱電偶；(4)是四孔瓷芯；(5)是電熱體；(6)是供電電極；(7)是聚四氟套管；(8)是連接插座。內(nèi)置式一體化烙鐵芯是在錐形紫銅頭的內(nèi)孔中在四孔瓷芯外采用導(dǎo)熱耐溫復(fù)合電熱體一體化工藝制作。
附圖3是無鐵芯電子變壓和溫度控制器的電路圖，輸入電壓為交流220V，烙鐵頭工作電壓為直流24V，輸出功率為100W。交流電壓由A、N端輸入，泵電容C2和積分電容C1、二極管D2和D1及負(fù)載FZ組成電子泵積分電路；隔離電容C3一頭連接高壓交流的A極，另一頭連接電子泵積分電路的泵電容C2，兩只電容的連接點(diǎn)通過電子開關(guān)KS連接到高壓交流的另一極N，由雙基極脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的100HZ-10KHZ的高頻電脈沖經(jīng)G1輸出1使KS通斷，將電源正弦波直接切割成高頻電脈沖，電子泵積分電路對(duì)高頻電脈沖進(jìn)行積分而得到低壓直流電；FZ為電烙鐵加熱絲，D0為探溫?zé)犭娕?；C8、C9、D6、D7組成電子泵積分電路，獲得9V直流電源，經(jīng)R19限流和C7濾波，給穩(wěn)壓管DW2提供穩(wěn)壓電流，G5是6V電源三極管，發(fā)射極電壓穩(wěn)定于6V，C6是濾波電容。啟動(dòng)時(shí)C1上端電壓為零，A1的反相端輸入為零，6V電壓經(jīng)R13限流降壓，在DW1上端得到2V穩(wěn)定電壓，經(jīng)輸入電阻R12加到運(yùn)放A1的同相端，A1輸出高電位，加到倒相管G4的基極電阻R10的上，G4導(dǎo)通，RW3上有壓降，R8是發(fā)射極電阻，用于調(diào)G4的放大倍數(shù)，R9是分壓電阻，RW3是調(diào)頻電位器，G3、R7、C5、R5、G2、R6組成雙基極脈沖發(fā)生器，G3和R7是C5的充電電阻，調(diào)節(jié)RW3，改變G3的基極電壓，改變G3的內(nèi)阻，可改變脈沖發(fā)生頻率，可調(diào)節(jié)輸出電壓高低，R5上產(chǎn)生的正脈沖通過C4加到G1的基極電阻R4上，G1導(dǎo)通，觸發(fā)KS導(dǎo)通，C2兩端放電，R3是KS的觸發(fā)極回路電阻，脈沖過后，G1不通，KS關(guān)斷，C2對(duì)C1充電積分，當(dāng)電壓采樣電位器RW2滑動(dòng)頭的采樣電壓高于DW1上端的電壓時(shí)，A1輸出電位反相，電位變低，G4電流減小，G3內(nèi)阻增大，脈沖頻率降低，C1上的輸出電壓回落，輸出電壓被控制恒定在一個(gè)穩(wěn)定值附近；A2是溫度控制放大器，D0探溫?zé)犭娕嫉臏囟刃盘?hào)通過輸入電阻R15加到A2的同相輸入端，通過R17、R18、和RW4分壓，在R17上獲得溫度給定值，通過輸入電阻R16加到A2的反相輸入端，啟動(dòng)時(shí)D0為零，A2輸出低電位，二極管D3不通，不影響G1的工作狀態(tài)，當(dāng)溫度升高，D0的輸出值超過溫度給定值時(shí)，A2輸出反相，輸出高電位，D3導(dǎo)通，G1導(dǎo)通，KS導(dǎo)通，C3下端被嵌在N電位上，C1輸出電位為零；當(dāng)溫度下降底于給定值時(shí)，A2輸出反相，輸出低電位，G1恢復(fù)脈沖工作狀態(tài)，C1輸出工作電壓，溫度被恒定在溫度給定值附近。
耐無鉛焊錫熔蝕的長(zhǎng)壽烙鐵頭具有在無鉛焊錫中使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，它的使用壽命是普通紫銅烙鐵頭的數(shù)百倍，是一般抗熔蝕烙鐵頭使用壽命的數(shù)十倍。
耐熔蝕長(zhǎng)壽數(shù)顯調(diào)溫內(nèi)置式一體化電烙鐵由于采用可方便更換的耐無鉛焊錫熔蝕的長(zhǎng)壽烙鐵頭而獲得長(zhǎng)的使用壽命，由于采用無鐵芯電子變壓而變得輕巧，成為無感應(yīng)電烙鐵，由于將調(diào)溫電位器和數(shù)字溫度顯示直接安裝在烙鐵把內(nèi)而變得方便好使用。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)耐熔蝕長(zhǎng)壽烙鐵頭的制作方法和工藝流程，其主要特征是(1)先將烙鐵頭的不與無鉛焊錫熔融液接觸的部位鍍鎳5-50微米，再鍍鉻5-30微米；(2)將烙鐵頭與無鉛焊錫熔融液接觸的焊接部位先電鍍或浸鍍5-100微米鋁，并對(duì)鋁的鍍層表面進(jìn)行氧化處理，使其產(chǎn)生一層三氧化二鋁氧化物非金屬層；(3)在烙鐵頭焊接部位鍍鋁氧化層的外表面用真空蒸鍍或常壓蒸鍍的方法蒸鍍1--30微米厚的一層導(dǎo)電型氧化物玻璃陶瓷層；(4)在導(dǎo)電型氧化物玻璃陶瓷層的外表面鍍鎳5-50微米，再在此鍍鎳層的外表面鍍錫5-50微米。
2.一種內(nèi)置式一體化電烙鐵，其主要特征是采用內(nèi)置式一體化烙鐵芯，在烙鐵芯的錐體紫銅頭上壓套耐熔蝕烙鐵頭套，在烙鐵把內(nèi)有調(diào)溫電位器和數(shù)字溫度顯示，電烙鐵采用無鐵芯電子變壓器將220V交流變?yōu)?4V直流供給烙鐵頭工作，電子變壓和溫度控制器安裝在電源插頭上的小方盒內(nèi)，用多芯電源線與電烙鐵相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2說述的內(nèi)置式一體化烙鐵芯，其特征在于錐形紫銅頭內(nèi)外電鍍或浸鍍5-100微米鋁，并對(duì)鋁的鍍層表面進(jìn)行氧化處理，使其產(chǎn)生一層三氧化二鋁氧化物非金屬層，內(nèi)置式一體化烙鐵芯是在錐形紫銅頭的內(nèi)孔中在四孔瓷芯外采用導(dǎo)熱耐溫復(fù)合電熱體一體化工藝制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求2說述的無鐵芯電子變壓器，其特征在于一只隔離電容一頭連接高壓交流的一極，另一頭連接電子泵積分電路的泵電容，在兩只電容的連接點(diǎn)通過電子開關(guān)連接到高壓交流的另一極，由雙基極脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的100HZ-10KHZ的高頻電脈沖經(jīng)G1輸出，使KS通斷，將電源正弦波直接切割成高頻電脈沖，電子泵積分電路對(duì)高頻電脈沖進(jìn)行積分而得到低壓直流電。
5.根據(jù)權(quán)利要求2說述的內(nèi)置式一體化電烙鐵，其特征在于可以不用烙鐵頭套，而直接將烙鐵芯錐體紫銅頭按耐熔蝕制作方法和工藝流程進(jìn)行耐熔蝕處理。
全文摘要
一種耐無鉛焊錫熔蝕的長(zhǎng)壽烙鐵頭的生產(chǎn)制作方法和工藝流程，這種長(zhǎng)壽烙鐵頭的使用壽命是普通紫銅烙鐵頭的數(shù)百倍，是一般抗熔蝕烙鐵頭使用壽命的數(shù)十倍；一種采用這種耐無鉛焊錫熔蝕的長(zhǎng)壽烙鐵頭套的內(nèi)置式一體化電烙鐵，耐熔蝕烙鐵頭套可方便地更換，烙鐵把內(nèi)裝有微型調(diào)溫電位器和微型數(shù)字溫度顯示，可方便顯示、調(diào)節(jié)工作溫度，220V交流經(jīng)無鐵芯電子變壓器變?yōu)?4V直流供給電烙鐵工作，高低壓完全隔離，烙鐵頭不產(chǎn)生感應(yīng)電壓，使用安全，可靠。
文檔編號(hào)B23K3/03GK1868653SQ20051007103
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2005年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月23日
發(fā)明者徐國漢 申請(qǐng)人:徐國漢