很多圓形連接器及相關組件常通過焊接實現連接。焊接是利用熔化的填充金屬將兩種金屬接合的過程,與熔接相似但存在區別:焊接不會熔化待連接的母材,僅通過熔化添加的填充金屬實現接合。此外,釬焊和有機化合物(如環氧樹脂)粘合也是連接金屬的方式,但應用相對較少。以下是儲能圓形連接器供應商萬連科技分享的圓形連接器焊接知識及常見問題。
圓形連接器焊接的潤濕與擴散
焊接時,需先在金屬表面涂抹蠟狀的助焊劑,其作用是潤濕材料、去除氧化物并清潔金屬表面。潤濕是熔融焊料與固體基材結合的關鍵,由于兩種金屬的界面能量不同,助焊劑可平衡這種能量差異;同時,隨著熔化過程中表面積增大,焊料能量升高,潤濕也能補償這部分能量變化,也可理解為通過表面張力而非表面能實現平衡。
當熔融焊料與基材接觸時,會溶解部分基材,溶解速率因焊料與基材的組合而異,且隨焊料溫度升高而變化。兩者相互作用時會形成金屬間化合物(簡稱IMC),由于錫、銅、鎳在電互連中常用,IMC多以錫-銅、錫-鎳形式存在。這些IMC可通過X射線衍射(XRD)、掃描電子能量色散X射線分析(SEMEDAX)等電子儀器識別。
圓形連接器焊接質量控制
將圓形連接器焊接到印刷電路板上,比焊接PCB上其他元件更具挑戰性。因其尺寸和熱質量較大,需更長的停留時間和更高的溫度才能使焊料充分熔化并潤濕基材,這會給PCB和焊接元件帶來額外壓力。盡管這種應變難以完全避免,但嚴格控制焊接參數可減少不良影響。
焊接接頭需遵循機械和電氣原理,必須避免缺陷:接頭需堅固、完整,且在基材與終端表面保持均勻。若忽視這些因素,接頭可能不可靠,例如:潤濕不足會殘留過多氧化物或污染物,導致分層;金屬中存在空隙或不規則生長會引發焊接裂紋,使接頭強度下降,在過熱或機械應力下易失效;焊料缺陷還會導致其脆性增加。
圓形連接器焊接的其他注意事項
一個易被忽視的問題是接觸彈簧可能受損。盡管接觸彈簧暴露于焊接的時間和溫度通常較短,但接觸界面的鍍層仍可能因焊接過程受損——基底金屬會發生擴散,鍍層可能氧化,而接觸部位氧化加劇會導致電阻升高至不可接受的水平。例如,銅通過金鍍層擴散的現象十分常見,在低電壓、小電流應用中尤其容易引發問題。
焊接觸點前,需確認觸點的可焊性,考慮其保質期以及與擴散、IMC生長、腐蝕相關的問題,確保涉及的組件(包括終端、焊接尾部、焊盤、PCB電鍍通孔等)在焊接時仍保持可焊性。
組件的保質期和存儲條件也很關鍵,長期儲存需嚴格控制溫度和濕度,運輸過程中同樣需注意氣候管控;存儲環境中的腐蝕性物質會威脅圓形連接器的可焊性。若存儲環境可能影響可焊性,需對部件進行全面檢查和測試,如通過半月板浸漬觀察法或潤濕平衡法測試。若部件長期暴露在不利條件下,需采取適當預防措施,并在事后進行充分檢測。
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