……我们又回来了,继续揭穿关于氮气和惰性焊接的更多误区。
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误区6:“我打开了氮气流量,所以我的炉子现在已经惰化了”
事实:将炉子惰化需要时间(没错,我有一个方程式可以计算这个时间)。正如我们在前面的讨论中所见,最终的平衡氧浓度将介于输入氮气中的氧浓度与空气中209,000ppm的氧浓度之间。
误区7:“如果我增加氮气流量,氧气浓度就会降低”
事实:是的,在一定范围内确实如此。 但每台回流炉都存在一个最低氧浓度阈值,由于湍流混合(参见上一篇文章中的误区3),氧浓度无法低于该阈值;而且,由于定义上的限制,在线式回流炉无法实现完全气密密封,因此其氧浓度永远无法达到进气中的水平。
误区8:“我有26台完全相同的、使用氮气的回流炉,进气压力一致,而且我知道其中一台炉子的氧气浓度(ppm),所以其他炉子的氧气浓度(ppm)也应该是一样的。”
事实:曾有客户向我提出过同样的说法,随后又告诉我,他只在部分回流炉上使用了缺陷 助焊剂,而其他炉子则没有。为什么?因为当我们实地测量氧气浓度时,发现每台炉子的数值都不一样——而且差异并不小。我测得的氧气浓度从80ppm到1%(10,000ppm)不等,仅仅是因为各炉的隔热帘裁剪长度不同。 某功率半导体客户在使用成型气体进行回流焊接时,其工艺随时间推移开始出现大量气孔。原因何在?他没有进行充分的预防性维护,助焊剂残留物阻塞或偏转了气流,导致氧气污染了工艺。他清理了烘箱后,问题便消失了。
误区 9:“我曾测量过烤箱内的氧气浓度,所以现在已经确切知道具体数值了。”
事实:回流焊设备的“气密性”会随时间变化。导致这种变化的因素包括:
– 助焊剂残留物可能堵塞扩散器并阻塞排气口:
– 操作人员可能会修剪隔帘并调整烤箱排气平衡。
– 含铜硅胶垫圈材料可能会失去柔韧性并硬化,从而无法再正确密封。
我曾拜访的一家合同制造商就遇到了一些回流焊问题,直到他将外部排气系统拆解开来,并清除了那块几乎完全堵塞其4英寸风管的、长达两英尺的松香块后,才意识到问题的根源。请记住,助焊剂中的“挥发性物质”只有在高温下才会保持挥发性。
误区 10:“只要将回流炉的两端进气口和排气口连通,就能轻松平衡回流排气。”
事实:这一点需要各位“工程师 ”来确认。回流炉两端排气口的迎面风速(气体流量,单位为英尺/分钟或厘米/分钟)必须相同(见示意图)。关键不在于气体体积流量,也不在于排气管内径(内径直径 )。 原因很简单:如果两端排气管入口的表面速度相同,就能在回流炉两端精确平衡伯努利效应,从而使压力保持一致。一旦表面速度出现差异,气压就会产生差异,这将导致空气以与表面速度平方差成正比的速率流入回流炉。
最后需要说明一点:惰性或“氮气”焊接其实应该改称为“低氧”焊接,以便突出此处的控制变量:氧气(O₂)的ppm浓度。从工程角度来看,这确实是一个关键控制变量,且应持续监测回流炉内的ppm浓度。
请记住:无法监测的变量就无法控制——这只是良好的工程实践。
下期预告:成型气体。
干杯
安迪


