电焊笔改良设计研究

商晓东 郑雪岩 申宇

常州大学怀德学院 江苏靖江 214500

1 电焊笔概述

电焊笔是电子产品制作与维修的必备工具之一，主要用途是焊接元件及导线。按机械结构可分为外热式电焊笔和内热式电焊笔：外热式电焊笔由焊头、焊铁芯、外壳、手柄、电源引线、插头等部分组成，由于焊头安装在加热芯里面，故称为外热式电焊笔；内热式电焊笔由焊头、连接杆、弹簧夹、焊芯、手柄等部分组成，由于焊芯安装在焊头内，因而发热快，热利用率高，因此，称为内热式电焊笔。

2 电焊笔存在的问题

2.1 送锡问题

目前，电焊笔送锡方式以手动送锡为主。这种方式存在诸多问题：在焊接时受到送锡角度、焊接时间、离去角度、离去速度等因素影响，使得焊接效率低下；如果使用者送锡不连续、停留时间或长或短都容易造成焊接点短路、虚焊、烫伤等现象，焊接质量不高且难以保证，对使用者熟练程度有较高要求；在对微小化、精细化、高密度电子元器件焊接时需消耗操作者大量的精力和时间[1]。

2.2 尘烟问题

在进行焊接操作时焊接时会产生大量有毒有害烟尘，其中包括二氧化硫、一氧化碳铅等重金属混合烟尘，长时间吸入会对操作者产生大量危害，其中二氧化硫可与空气中其他物质产生反应生成亚硫酸盐和硫酸盐颗粒，被人吸入聚集在肺部会使呼吸系统衰竭。在进行焊接操作时操作者的口鼻与焊头通常保持30 厘米左右的安全距离，在进行高精度细微焊接时这一安全距离无法得到保证导致操作者在整个焊接操作时吸入大量的有毒有害废气，危害身体健康。

2.3 操作问题

在进行焊接操作时需要一只手使用电焊笔另一只手进行送锡操作，在这个过程中极易造成送锡过量或送锡过少的情况，尤其新手进行操作时很难进行掌握送锡量也很容易造成烫伤从而影响焊接效率。现有固定台也只能保持一种角度固定在进行多角度焊接操作时会花费大量时间进行操作台的调整，无形中影响了整体焊接进度[2]。

3 电焊笔改良设计

3.1 储锡方式

储锡方式采用储锡囊设计，储锡囊为一次性储锡装置，通过打开和关闭机身储锡仓进行添加更换储锡囊，储锡囊出锡口与出锡导管和焊头相连接。通过储锡仓内壁的加热焊锡装置使锡液态化再经手动推送，完成焊接操作。

3.2 出锡方式

出锡部分由触摸式电源开关装置、加热焊锡装置、推进装置、自动断电保护装置四部分组成。触摸式电源开关装置利用压力传感器和温度传感器，由人工手动触发开关，当手指触碰时温度传感器和压力传感器开始工作，接通电源从而激活加热焊锡装置加热送锡导管与储锡囊；推进装置通过手指推动机身上的推进按钮带动机身内部的机械结构将储锡囊内液态锡沿出锡导管和空心焊头流出进行焊接；自动断电保护装置将温度传感器与压力传感器相结合，在人手离开控制区域时自动断电，从而起到省电的目的也可以避免危险的发生。如图1 所示：

图1 出锡部分结构图

3.3 烟尘处理方式

吸烟净烟装置由导气管、吸烟电机和烟尘过滤装置三部分构成。导气管位于出锡结构与机身外壳中间，从焊头前部由吸气槽一直贯穿至机身尾部；吸烟电机运用设计在机身中后部的微型无刷电机将焊接时产生的烟雾从焊头位置沿导气管吸取到后部烟雾过滤装置再经过尾部排出；烟雾过滤装置由活性炭以及经驻极处理的熔喷布组成，可有效吸附过滤有害物质，从而达到过滤目的，如图2 所示。

图2 烟尘处理部分结构图

4 结语

自动出锡排烟电焊笔最大的特点是将出锡和净烟相结合，并且符合操作者的使用特点，注重操作者的感官舒适度。自动出锡结构相较以往人工手动送锡可以节约更多操作空间，将送锡手解放，可最大限度利用资源保证焊接作业的高效性。排烟净烟装置最大程度保护了使用者的健康，避免了有害气体被直接吸入人体的可能，提升了产品的安全性[3]。