電焊筆改良設(shè)計(jì)研究

商曉東 鄭雪巖 申宇

常州大學(xué)懷德學(xué)院 江蘇靖江 214500

1 電焊筆概述

電焊筆是電子產(chǎn)品制作與維修的必備工具之一，主要用途是焊接元件及導(dǎo)線。按機(jī)械結(jié)構(gòu)可分為外熱式電焊筆和內(nèi)熱式電焊筆：外熱式電焊筆由焊頭、焊鐵芯、外殼、手柄、電源引線、插頭等部分組成，由于焊頭安裝在加熱芯里面，故稱為外熱式電焊筆；內(nèi)熱式電焊筆由焊頭、連接桿、彈簧夾、焊芯、手柄等部分組成，由于焊芯安裝在焊頭內(nèi)，因而發(fā)熱快，熱利用率高，因此，稱為內(nèi)熱式電焊筆。

2 電焊筆存在的問題

2.1 送錫問題

目前，電焊筆送錫方式以手動送錫為主。這種方式存在諸多問題：在焊接時受到送錫角度、焊接時間、離去角度、離去速度等因素影響，使得焊接效率低下；如果使用者送錫不連續(xù)、停留時間或長或短都容易造成焊接點(diǎn)短路、虛焊、燙傷等現(xiàn)象，焊接質(zhì)量不高且難以保證，對使用者熟練程度有較高要求；在對微小化、精細(xì)化、高密度電子元器件焊接時需消耗操作者大量的精力和時間[1]。

2.2 塵煙問題

在進(jìn)行焊接操作時焊接時會產(chǎn)生大量有毒有害煙塵，其中包括二氧化硫、一氧化碳鉛等重金屬混合煙塵，長時間吸入會對操作者產(chǎn)生大量危害，其中二氧化硫可與空氣中其他物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)生成亞硫酸鹽和硫酸鹽顆粒，被人吸入聚集在肺部會使呼吸系統(tǒng)衰竭。在進(jìn)行焊接操作時操作者的口鼻與焊頭通常保持30 厘米左右的安全距離，在進(jìn)行高精度細(xì)微焊接時這一安全距離無法得到保證導(dǎo)致操作者在整個焊接操作時吸入大量的有毒有害廢氣，危害身體健康。

2.3 操作問題

在進(jìn)行焊接操作時需要一只手使用電焊筆另一只手進(jìn)行送錫操作，在這個過程中極易造成送錫過量或送錫過少的情況，尤其新手進(jìn)行操作時很難進(jìn)行掌握送錫量也很容易造成燙傷從而影響焊接效率。現(xiàn)有固定臺也只能保持一種角度固定在進(jìn)行多角度焊接操作時會花費(fèi)大量時間進(jìn)行操作臺的調(diào)整，無形中影響了整體焊接進(jìn)度[2]。

3 電焊筆改良設(shè)計(jì)

3.1 儲錫方式

儲錫方式采用儲錫囊設(shè)計(jì)，儲錫囊為一次性儲錫裝置，通過打開和關(guān)閉機(jī)身儲錫倉進(jìn)行添加更換儲錫囊，儲錫囊出錫口與出錫導(dǎo)管和焊頭相連接。通過儲錫倉內(nèi)壁的加熱焊錫裝置使錫液態(tài)化再經(jīng)手動推送，完成焊接操作。

3.2 出錫方式

出錫部分由觸摸式電源開關(guān)裝置、加熱焊錫裝置、推進(jìn)裝置、自動斷電保護(hù)裝置四部分組成。觸摸式電源開關(guān)裝置利用壓力傳感器和溫度傳感器，由人工手動觸發(fā)開關(guān)，當(dāng)手指觸碰時溫度傳感器和壓力傳感器開始工作，接通電源從而激活加熱焊錫裝置加熱送錫導(dǎo)管與儲錫囊；推進(jìn)裝置通過手指推動機(jī)身上的推進(jìn)按鈕帶動機(jī)身內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)將儲錫囊內(nèi)液態(tài)錫沿出錫導(dǎo)管和空心焊頭流出進(jìn)行焊接；自動斷電保護(hù)裝置將溫度傳感器與壓力傳感器相結(jié)合，在人手離開控制區(qū)域時自動斷電，從而起到省電的目的也可以避免危險(xiǎn)的發(fā)生。如圖1 所示：

圖1 出錫部分結(jié)構(gòu)圖

3.3 煙塵處理方式

吸煙凈煙裝置由導(dǎo)氣管、吸煙電機(jī)和煙塵過濾裝置三部分構(gòu)成。導(dǎo)氣管位于出錫結(jié)構(gòu)與機(jī)身外殼中間，從焊頭前部由吸氣槽一直貫穿至機(jī)身尾部；吸煙電機(jī)運(yùn)用設(shè)計(jì)在機(jī)身中后部的微型無刷電機(jī)將焊接時產(chǎn)生的煙霧從焊頭位置沿導(dǎo)氣管吸取到后部煙霧過濾裝置再經(jīng)過尾部排出；煙霧過濾裝置由活性炭以及經(jīng)駐極處理的熔噴布組成，可有效吸附過濾有害物質(zhì)，從而達(dá)到過濾目的，如圖2 所示。

圖2 煙塵處理部分結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)語

自動出錫排煙電焊筆最大的特點(diǎn)是將出錫和凈煙相結(jié)合，并且符合操作者的使用特點(diǎn)，注重操作者的感官舒適度。自動出錫結(jié)構(gòu)相較以往人工手動送錫可以節(jié)約更多操作空間，將送錫手解放，可最大限度利用資源保證焊接作業(yè)的高效性。排煙凈煙裝置最大程度保護(hù)了使用者的健康，避免了有害氣體被直接吸入人體的可能，提升了產(chǎn)品的安全性[3]。