关于波峰焊机锡炉腐蚀问题

李林峰    深圳市兴世博科技有限公司 工程部总监

   从事过波峰焊接的人都会知道，锡炉用久了会发生穿孔漏锡。此问题一直以来特别是自无铅焊接开始后总会不断的发生，有的认为是助焊剂的问题，有的认为是焊锡的问题等等。在此，我们通过查阅大量资料也作一个一家之见。

   波峰机锡炉在使用中受到三种重要的影响和作用，一是焊锡的溶蚀作用，二是酸性物质（如助焊剂）的腐蚀作用，三是高温的作用。现对这三种影响作一简要的分析。

一、焊锡的溶蚀作用；

   焊锡是一种在高温状态下熔融状的液体，与接触它的金属有一定的溶蚀作用，特别是高锡含量的无铅焊锡，其溶蚀的速率更快，这种现象已是被完全证实了的。

     锡炉发生溶蚀主要是Sn与金属材料中某种元素发生了反应，如Sn很容易和Fe发生反应生成FeSn2，以及还有其它生成物。我们通常用于锡炉的材料不是316不锈钢，就是304不锈钢，或是TA1，TA2钛合金。对于冶金提炼工艺技术问题，Fe等杂质是很难根除的，因为世界上还没有百分之百纯度的物质，加之工艺技术的一致性不能完全达成，就算是同样牌号的材料，其内部各成份含量都会有一定的差异，杂质含量也是有差异的。因此，Sn就会与Fe等元素特别是高温下发生反应造成溶蚀。

在无铅化生产之初，人们就对各种用于锡炉的材料进行了实验和分析，从结果看，在承受无铅焊锡的溶蚀上，钛合金优于316不锈钢，316不锈钢优于304不锈钢。实验表明，钛合金炉胆在无铅焊锡中的寿命是4-5年，316不锈钢在无铅焊锡中的寿命是3-4年，304不锈钢在无铅焊锡中的寿命是1-2年。但是，因高温，酸性助焊剂，锡液不停的流动冲刷，对其的影响又有不同。若材质也存在差异，使用中就会有不同的寿命，这也是正常的一种现象。再有，高Ag含量的无铅焊锡对炉壁的溶蚀又高于无Ag含量的无铅焊锡。这可以从有关的研究资料中得到启示。因此，在无铅化时代到来后，人们便毫不犹豫地在波峰机锡炉的选材上选用了钛合金。

二、酸性物质的腐蚀作用；

     作为起到助焊作用的助焊剂，是波峰焊接中不可缺上的材料。为使焊接更顺利，焊接品质有保障，所有的助焊剂都会呈酸性以确保能消除PCB焊点上的氧化物，不然，助焊剂的作用就会失去。特别是在无铅焊接中，焊点的品质很难把握，焊锡的可焊性要差于有铅焊锡，为此，助焊剂的酸性会有所提高。这就构成了酸性的条件。在焊接时，助焊剂及PCB上的氧化物都会被冲刷到锡炉中与锡渣混在一起，并形成一种酸性的物质。

     酸性物质对于金属是有腐蚀性的，其作用大小与酸性的强弱，温度的高低，金属的活性以及时间都有关系。并且，发生腐蚀后也有程度不同的区别。

     从我们选用的锡炉材料看，钛合金在低温下耐腐蚀能力比不锈钢要强，在不锈钢中，316的耐腐蚀性比304要强很多。但是，在高温下，就不一样了。在高温下，钛合金变得很活跃，很容易与氧，氮，CO，CO2及卤素反应。并且，在500℃以上，其与碳，氧和氮反应就会生成硬质的TiC，TiO及TiN。在600℃就会强烈吸氢，发生脆化。但是，不锈钢在高温下却有足够的耐腐蚀性，并且，性能非常稳定，特别是316不锈钢，更是具有很强的耐腐蚀性。

     这一现象恰又说明了物质的性能不是永恒的一条规律。

用于波峰机的钛合金基本都是TA1或TA2，这两种牌号的钛合金是钛合金中相对单价较低的，其性能也是较差的。因此，在耐酸性物质的腐蚀性上也是比较差的。

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