专利名称：耐熔蚀长寿数显调温一体化电烙铁的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐熔蚀的长寿烙铁头的生产制作方法和工艺流程及采用这种长寿烙铁头的内置式一体化电烙铁。
普通焊锡中含铅，污染环境，对人类健康造成危害，用无铅环保焊锡代替普通焊锡是必然的趋势，将在2-3年内立法推行。普通紫铜烙铁头在无铅环保焊锡中会被快速熔蚀，只能工作6个小时，每天要更换四次，进口抗熔蚀烙铁头也只能工作12个小时，每天要更换两次，市场对耐无铅焊锡熔蚀的长寿烙铁头的需求迫在眉睫。现在在国内外市场上行销的抗熔蚀烙铁头是在烙铁头的焊接部位镀一层或几层耐腐蚀金属，因为要保持烙铁头的传热性能，镀层不能太厚，又要使烙铁头易于挂锡，因大部分金属在熔融金属中都是易熔蚀的，所以目前国内外市场上行销的抗熔蚀烙铁头的耐熔蚀性能都不够理想，使用寿命都不长。
现在在国内外市场上行销的调温电烙铁都是焊接台，控温器与电烙铁分为两体，控温器及电烙铁供电采用铁芯变压器，焊接台有1.5kg到2.5kg重，使用和调节都不方便。
本发明的目的是要提供一种新的耐无铅焊锡熔蚀的长寿烙铁头的生产制作方法和工艺流程；及采用这种长寿烙铁头的在烙铁把内带数显和调温电位器的内置式一体化电烙铁；用这种方法和工艺流程生产的长寿烙铁头在无铅环保焊锡中的使用寿命是普通紫铜烙铁头的数百倍，是现在在国内外市场上行销的一般抗熔蚀烙铁头的使用寿命的数十倍。
本发明的目的是这样实现的首先要搞清楚紫铜烙铁头在无铅环保焊锡中被快速熔蚀的根本原因，找到原因就很容易找到解决问题的根本方法。
目前市售的无铅环保焊锡中主要成份有三种，锡Sn约占97％，铜和银约占3％(铜1-3％，银3-1％)，还有其它少量的金属成份，含量低于1％。无铅焊锡熔融液中的铜，以离子状态一价铜离子Cu+，和二价铜离子Cu++及原子Cu三种状态存在，都处于不停顿的动态平衡中，Cu失去一个电子变为Cu+，Cu+再失去一个电子变为Cu++，Cu+获得一个电子变为Cu原子，Cu++获得一个电子变为Cu+，再获得一个电子变为Cu原子，Cu、Cu+、Cu++的浓度是铜的总浓度，各种离子自身浓度，其它金属离子浓度及熔液温度等因素决定的一个综合函数；当紫铜头浸没在含有Cu+、Cu++、Cu、Ag、Ag+离子的Sn熔液中时，紫铜头表面的铜原子会通过两个方向变成铜离子Cu+，一个方向是通过外界导电体，铜原子的电子通过导电体移向其它导电体，变成Cu+，另一个方向是与熔液中的Cu+或Cu++离子接触，紫铜头表面的铜原子把电子传给熔液中的Cu+或Cu++离子，而变成Cu+离子，熔液中的Cu+获得电子转化为Cu原子，由于熔液中的Cu处于含量很少的状态，一部份获得电子还原为Cu原子的原子，离开紫铜头表面附近，向远处游离开去，使得紫铜头附近的Cu+浓度及紫铜头表面的Cu+浓度越来越高，在紫铜头表面逐渐形成Cu+离子层，由于Cu+离子的同性相斥的推力作用，表面的Cu+离子被不断推入熔液中，使紫铜头不断地被熔蚀，在紫铜头的尖端部位，由于Cu+离子的体积密度更高，存在尖端放电现象，铜离子受三个方面的力作用推向熔液方向，所以烙铁头的尖端部位熔蚀速度更快，变得越来越小，传热越来越差，使烙铁头很快变得不能再使用而报废。要获得耐无铅焊锡熔蚀的长寿烙铁头，必须设法阻断紫铜头表面的铜原子与无铅焊锡熔融液进行电子和离子的交换和迁移。
耐熔蚀长寿烙铁头的生产制作方法和工艺流程是这样进行的(1)先将烙铁头的不与无铅焊锡熔融液接触的部位镀镍5-50微米，再镀鉻5--30微米，一是为了烙铁头外表美观，二是防止这些部位被焊锡及空气中的腐蚀性物质所腐蚀；(2)将烙铁头与无铅焊锡熔融液接触的焊接部位先电镀或浸镀5--100微米铝，并对铝的镀层表面进行氧化处理，使其产生一层三氧化二铝氧化物非金属层，此层铝氧化物具有阻止紫铜头表面的铜原子与无铅焊锡熔融液进行电子和离子的交换和迁移的作用，因其太薄，易被破坏；(3)在烙铁头焊接部位镀铝氧化层的外表面用真空蒸镀或常压蒸镀的方法蒸镀1--30微米的一层导电型氧化物玻璃陶瓷层，此层物质也具有阻止紫铜头表面的铜原子与无铅焊锡熔融液进行电子和离子的交换和迁移的作用，因其厚度较厚，这一层是主要的抗熔融层；(4)在导电型氧化物玻璃陶瓷层的外表面镀镍5-50微米，目的是为了使焊接部位易于挂锡；再在此镀镍层的外表面镀锡5-50微米。
附图
1是采用长寿烙铁头的内置式一体化电烙铁的结构图，(1)是耐熔蚀烙铁头套，采用上述耐熔蚀制作方法和工艺流程生产，用压帽(3)将其压套在内置式一体化烙铁芯(2)的锥体紫铜头上，锥体紫铜头内外电镀或浸镀5--100微米铝，并对铝的镀层表面进行氧化处理，使其产生一层三氧化二铝氧化物非金属层，在烙铁头套与烙铁芯锥体紫铜头之间填充导热材料；有些场合可以不用烙铁头套，而直接将烙铁芯锥体紫铜头按上述耐熔蚀制作方法和工艺流程进行耐熔蚀处理；(4)是烙铁头固定座；(5)是电烙铁外壳；(6)是连接插头座；调温微型电位器(7)和微型数字温度显示(8)直接安装在烙铁把内，可以方便地调节电烙铁的工作温度；(9)是数显固定块；(10)是电源线夹头；(11)是电源线。电烙铁用220V交流供电，采用无铁芯电子变压器变为24V直流供给烙铁头加热，烙铁头用直流工作，不会产生感应电压；电子变压和温度控制器安装在电源插头上的小方盒内，用多芯电源线与电烙铁相连接。
附图2是内置式一体化烙铁芯的结构图，(1)是锥形紫铜头，内外电镀或浸镀5-100微米铝，并对铝的镀层表面进行氧化处理，使其产生一层三氧化二铝氧化物非金属层；(2)是导热涂料；(3)是热电偶；(4)是四孔瓷芯；(5)是电热体；(6)是供电电极；(7)是聚四氟套管；(8)是连接插座。内置式一体化烙铁芯是在锥形紫铜头的内孔中在四孔瓷芯外采用导热耐温复合电热体一体化工艺制作。
附图3是无铁芯电子变压和温度控制器的电路图，输入电压为交流220V，烙铁头工作电压为直流24V，输出功率为100W。交流电压由A、N端输入，泵电容C2和积分电容C1、二极管D2和D1及负载FZ组成电子泵积分电路；隔离电容C3一头连接高压交流的A极，另一头连接电子泵积分电路的泵电容C2，两只电容的连接点通过电子开关KS连接到高压交流的另一极N，由双基极脉冲发生器产生的100HZ-10KHZ的高頻电脉冲经G1输出1使KS通断，将电源正弦波直接切割成高頻电脉冲，电子泵积分电路对高頻电脉冲进行积分而得到低压直流电；FZ为电烙铁加热丝，D0为探温热电偶；C8、C9、D6、D7组成电子泵积分电路，获得9V直流电源，经R19限流和C7滤波，给稳压管DW2提供稳压电流，G5是6V电源三极管，发射极电压稳定于6V，C6是滤波电容。启动时C1上端电压为零，A1的反相端输入为零，6V电压经R13限流降压，在DW1上端得到2V稳定电压，经输入电阻R12加到运放A1的同相端，A1输出高电位，加到倒相管G4的基极电阻R10的上，G4导通，RW3上有压降，R8是发射极电阻，用于调G4的放大倍数，R9是分压电阻，RW3是调頻电位器，G3、R7、C5、R5、G2、R6组成双基极脉冲发生器，G3和R7是C5的充电电阻，调节RW3，改变G3的基极电压，改变G3的内阻，可改变脉冲发生頻率，可调节输出电压高低，R5上产生的正脉冲通过C4加到G1的基极电阻R4上，G1导通，触发KS导通，C2两端放电，R3是KS的触发极回路电阻，脉冲过后，G1不通，KS关断，C2对C1充电积分，当电压采样电位器RW2滑动头的采样电压高于DW1上端的电压时，A1输出电位反相，电位变低，G4电流减小，G3内阻增大，脉冲頻率降低，C1上的输出电压回落，输出电压被控制恒定在一个稳定值附近；A2是温度控制放大器，D0探温热电偶的温度信号通过输入电阻R15加到A2的同相输入端，通过R17、R18、和RW4分压，在R17上获得温度给定值，通过输入电阻R16加到A2的反相输入端，启动时D0为零，A2输出低电位，二极管D3不通，不影响G1的工作状态，当温度升高，D0的输出值超过温度给定值时，A2输出反相，输出高电位，D3导通，G1导通，KS导通，C3下端被嵌在N电位上，C1输出电位为零；当温度下降底于给定值时，A2输出反相，输出低电位，G1恢复脉冲工作状态，C1输出工作电压，温度被恒定在温度给定值附近。
耐无铅焊锡熔蚀的长寿烙铁头具有在无铅焊锡中使用寿命长的特点，它的使用寿命是普通紫铜烙铁头的数百倍，是一般抗熔蚀烙铁头使用寿命的数十倍。
耐熔蚀长寿数显调温内置式一体化电烙铁由于采用可方便更换的耐无铅焊锡熔蚀的长寿烙铁头而获得长的使用寿命，由于采用无铁芯电子变压而变得轻巧，成为无感应电烙铁，由于将调温电位器和数字温度显示直接安装在烙铁把内而变得方便好使用。
权利要求
1.一种生产耐熔蚀长寿烙铁头的制作方法和工艺流程，其主要特征是(1)先将烙铁头的不与无铅焊锡熔融液接触的部位镀镍5-50微米，再镀鉻5-30微米；(2)将烙铁头与无铅焊锡熔融液接触的焊接部位先电镀或浸镀5-100微米铝，并对铝的镀层表面进行氧化处理，使其产生一层三氧化二铝氧化物非金属层；(3)在烙铁头焊接部位镀铝氧化层的外表面用真空蒸镀或常压蒸镀的方法蒸镀1--30微米厚的一层导电型氧化物玻璃陶瓷层；(4)在导电型氧化物玻璃陶瓷层的外表面镀镍5-50微米，再在此镀镍层的外表面镀锡5-50微米。
2.一种内置式一体化电烙铁，其主要特征是采用内置式一体化烙铁芯，在烙铁芯的锥体紫铜头上压套耐熔蚀烙铁头套，在烙铁把内有调温电位器和数字温度显示，电烙铁采用无铁芯电子变压器将220V交流变为24V直流供给烙铁头工作，电子变压和温度控制器安装在电源插头上的小方盒内，用多芯电源线与电烙铁相连接。
3.根据权利要求2说述的内置式一体化烙铁芯，其特征在于锥形紫铜头内外电镀或浸镀5-100微米铝，并对铝的镀层表面进行氧化处理，使其产生一层三氧化二铝氧化物非金属层，内置式一体化烙铁芯是在锥形紫铜头的内孔中在四孔瓷芯外采用导热耐温复合电热体一体化工艺制作。
4.根据权利要求2说述的无铁芯电子变压器，其特征在于一只隔离电容一头连接高压交流的一极，另一头连接电子泵积分电路的泵电容，在两只电容的连接点通过电子开关连接到高压交流的另一极，由双基极脉冲发生器产生的100HZ-10KHZ的高頻电脉冲经G1输出，使KS通断，将电源正弦波直接切割成高頻电脉冲，电子泵积分电路对高頻电脉冲进行积分而得到低压直流电。
5.根据权利要求2说述的内置式一体化电烙铁，其特征在于可以不用烙铁头套，而直接将烙铁芯锥体紫铜头按耐熔蚀制作方法和工艺流程进行耐熔蚀处理。
全文摘要
一种耐无铅焊锡熔蚀的长寿烙铁头的生产制作方法和工艺流程，这种长寿烙铁头的使用寿命是普通紫铜烙铁头的数百倍，是一般抗熔蚀烙铁头使用寿命的数十倍；一种采用这种耐无铅焊锡熔蚀的长寿烙铁头套的内置式一体化电烙铁，耐熔蚀烙铁头套可方便地更换，烙铁把内装有微型调温电位器和微型数字温度显示，可方便显示、调节工作温度，220V交流经无铁芯电子变压器变为24V直流供给电烙铁工作，高低压完全隔离，烙铁头不产生感应电压，使用安全，可靠。
文档编号B23K3/03GK1868653SQ20051007103
公开日2006年11月29日 申请日期2005年5月23日 优先权日2005年5月23日
发明者徐国汉 申请人:徐国汉