焊接機(jī)器人問(wèn)世后，現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展有了質(zhì)的飛躍，也是焊接制造技術(shù)現(xiàn)代化最重要的標(biāo)志。機(jī)器人自動(dòng)焊接已運(yùn)用于工程機(jī)械制造、汽車以及零部件制造、精密電子制造、管道施工等領(lǐng)域，對(duì)技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)生產(chǎn)水平提升產(chǎn)生了積極的影響。
本期以銦泰公司產(chǎn)品開發(fā)專員MILO LAZIC刊發(fā)的技術(shù)論文《機(jī)器人自動(dòng)焊接工藝中焊錫潤(rùn)濕和飛濺的優(yōu)化》為基礎(chǔ)，提煉干貨整理成本文與各位讀者分享，推文干貨較多，請(qǐng)抓緊扶手，馬上發(fā)車咯！

中國(guó)自動(dòng)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷史
一、起步較晚
由于國(guó)內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此用于自動(dòng)化生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展起步較晚，直到20世紀(jì)80年代初才開始引進(jìn)相關(guān)技術(shù)。

二、自主研發(fā)
到20世紀(jì)的80年代中期，國(guó)內(nèi)研制出首個(gè)華字型電弧焊機(jī)器人，并開啟了“潘多拉魔盒”，于1987年至1989年之間，分別研制出了上海1號(hào)、2號(hào)弧焊機(jī)器人、華字型電焊機(jī)器人。

三、投產(chǎn)使用
到1989年，第一批商品化的國(guó)產(chǎn)機(jī)器人開始試量生產(chǎn)，主要用于汽車焊接生產(chǎn)線，從而標(biāo)志著我國(guó)工業(yè)機(jī)器人使用階段正式開啟。

一、提升焊接精度和效率
機(jī)器人準(zhǔn)確地、可重復(fù)地將焊料施加到設(shè)定的位置。按照程序設(shè)定，機(jī)器人每次都以相同的時(shí)間向所需焊接的位置施加相同數(shù)量的焊料和熱量。提升焊接精度和效率，并降低整體制造成本，如返修所需的人工、時(shí)間和材料成本。

二、降低制造成本
從人員方面考慮，由于人員變動(dòng)等原因，熟練的手工焊接技術(shù)員的流動(dòng)率更高，而培訓(xùn)一個(gè)新的技術(shù)員則需要花費(fèi)大量時(shí)間。因而投資自動(dòng)化焊接設(shè)備在長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，是可以降低制造成本的。

優(yōu)異的含芯焊錫線應(yīng)該具備的特性包括?
我們搜集了大量關(guān)于機(jī)器人焊接使用前后效率對(duì)比的數(shù)據(jù)，分析后發(fā)現(xiàn)機(jī)器人焊接設(shè)備商和客戶對(duì)于焊錫線最為關(guān)注以下三個(gè)方面：

首先，焊錫線能平順地通過(guò)機(jī)器各個(gè)部件到達(dá)焊接位置。需確保焊錫線均勻纏繞，以防止在使用過(guò)程中出現(xiàn)打結(jié)。在從卷軸中釋放出再進(jìn)入機(jī)器人送料系統(tǒng)的過(guò)程中，焊錫線上應(yīng)保持一定的張力，以防止打結(jié)或松脫。打結(jié)或松脫都會(huì)增加焊錫線被扯斷的風(fēng)險(xiǎn)。品質(zhì)良好的含芯焊錫線不應(yīng)該存在空隙，也就是錫線芯內(nèi)的助焊劑沒有空隙或斷裂。芯內(nèi)空隙可能會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)濕不良，進(jìn)而引發(fā)生產(chǎn)停線。

其次，焊料流動(dòng)要良好。流動(dòng)良好的焊料可充分潤(rùn)濕烙鐵頭。開始焊接后，焊料可以快速流動(dòng)并于焊接位置形成良好的焊點(diǎn)。當(dāng)然，這也需要對(duì)多方面進(jìn)行微調(diào)和優(yōu)化，如線徑、助焊劑配方、助焊劑含量百分比、烙鐵頭溫度和焊接時(shí)間等。

最后，焊錫線和助焊劑不會(huì)腐蝕烙鐵頭。烙鐵頭是機(jī)器人自動(dòng)焊接中最重要的部件之一，需要長(zhǎng)時(shí)間高頻率地為焊接提供穩(wěn)定的熱量，是高質(zhì)量焊接的重要保證，是不容忽視的。助焊劑配方類型及其活性成分可能對(duì)烙鐵表面帶來(lái)不同程度的影響。按照實(shí)際應(yīng)用選擇合適材質(zhì)和尺寸的烙鐵頭對(duì)于自動(dòng)焊接工藝優(yōu)化是非常關(guān)鍵的。

PS:含芯錫線在焊接過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)助焊劑飛濺現(xiàn)象，這會(huì)影響到產(chǎn)品的外觀甚至功能。為此，銦泰公司推出“低飛濺” 助焊劑配方，以降低此類缺陷(見下圖)

什么是飛濺？

飛濺是什么?飛濺是指焊料(助焊劑或合金)在加熱過(guò)程中從錫線本體中“微爆炸”的現(xiàn)象。這通常是由于助焊劑在焊接過(guò)程中揮發(fā)排氣不暢所致。

在自動(dòng)和手動(dòng)焊接作業(yè)中，飛濺不僅會(huì)影響焊點(diǎn)外觀，還會(huì)增加清理時(shí)間、浪費(fèi)材料，還可能會(huì)影響敏感元件或電路板的性能(見上圖)。甚至還可能造成手動(dòng)焊接的操作人員皮膚灼傷。

實(shí)驗(yàn)測(cè)試 公正科學(xué)
飛濺實(shí)驗(yàn)測(cè)試參數(shù)
烙鐵頭
– 尺寸：3毫米
– 溫度：400°C(752°F)
注：如果溫度設(shè)定425℃ ，4.5%助焊劑含芯錫線會(huì)產(chǎn)生更多飛濺
測(cè)試板：鋁基板，預(yù)熱@160°C (325°F)
焊錫線
– 直徑：0.020” (0.50mm)
– 助焊劑類型：免洗
– 助焊劑含量：3%、 3.5%、4%、4.5%

測(cè)試目標(biāo)
助焊劑含量百分比對(duì)飛濺的影響
助焊劑配方對(duì)飛濺的影響

結(jié)論
助焊劑配方對(duì)飛濺的影響大于助焊劑含量的百分比差異。在機(jī)器人自動(dòng)焊接應(yīng)用中，焊點(diǎn)的形成不需要人工干預(yù)。因此，一般認(rèn)為在焊線中盡可能多的添加助焊劑可以促進(jìn)潤(rùn)濕進(jìn)而形成合格的焊點(diǎn)。但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在采用相同的助焊劑配方，助焊劑含量由3%增加到4.5%時(shí)，對(duì)焊料擴(kuò)散和潤(rùn)濕均有一定的提升。而飛濺表現(xiàn)相差較小(見下圖)。

其他結(jié)論
ROL0 < ROL1 < ROM1
助焊劑含量和活性對(duì)潤(rùn)濕影響的程度不同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用相同助焊劑含量3%的焊錫線，活性增加對(duì)焊料擴(kuò)散和潤(rùn)濕有顯著的提升。即按照J(rèn)-STD-004A標(biāo)準(zhǔn)對(duì)助焊劑活性分類的低活性零鹵ROL0擴(kuò)散潤(rùn)濕性劣于低活性有鹵助焊劑ROL1, ROL1鋪展?jié)櫇裥杂至佑谥械然钚杂宣u助焊劑ROM1。然而，需要注意的是，隨著活性增加從“L”到“M”，飛濺有增加的趨勢(shì)，如下圖所示。

*技術(shù)論文首次發(fā)表于2020年2月美國(guó)加州圣地亞哥APEX會(huì)議

銦泰公司產(chǎn)品開發(fā)專員，他常駐于美國(guó)紐約州克林頓市銦泰公司總部。主要為客戶提供工藝開發(fā)、設(shè)備、材料造型指導(dǎo)、建議和技術(shù)支持。此外，他還為公司內(nèi)部員工和行業(yè)合作伙伴提供技術(shù)培訓(xùn)。

Milo 于2018年加入銦泰公司。他在尼斯大學(xué)電子工程學(xué)院獲得了電子工程碩士和電氣工程學(xué)士學(xué)位。同時(shí)，Milo曾擔(dān)任非營(yíng)利組織“城市青年論壇”的發(fā)起人，該組織在校園激勵(lì)計(jì)劃、電子廢物開發(fā)回收和環(huán)境保護(hù)等多個(gè)項(xiàng)目中獲得成功。Milo精通英語(yǔ)、塞爾維亞語(yǔ)、克羅地亞語(yǔ)和波斯尼亞語(yǔ)。


看完上述的推文之后，相信您對(duì)于銦泰公司的產(chǎn)品工藝有了更近一步的了解，如想了解更多的關(guān)于銦泰公司助焊劑、焊料等產(chǎn)品相關(guān)信息，可以在本文下方進(jìn)行留言或私信，我們將第一時(shí)間與您取得聯(lián)系，為您發(fā)送相關(guān)資料。

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