第五部分：波峰焊接——波动力学理论的形成与应用

第五部分：波峰焊——形成与应用我知道了波动动力学理论

第 9 节：确定最佳入口角度（倾斜角）范围

以一定角度进入喷嘴也能减小边界层厚度，其核心原理在于改变流体速度。图2.12展示了流体进入工作段时的速度变化。图中带箭头的线段长度表示各点的速度大小，箭头方向表示流动方向。随着流体沿喷嘴向下流动，其速度逐渐增大，其方向与水平方向的夹角也随之增大。当PCB进入喷嘴时，倾斜角从α1增大到α2，使得PCB切入波峰的工作段从低速AA段移动到高速A′-A′段。显然，改变倾斜角的效果与改变流体速度的效果相同，因此此处无需进一步分析。

倾斜角度对波峰焊效率的影响

相关研究报告表明，波峰焊过程中焊料的摩擦特性约为3°。因此，将传送带倾斜角设置为4°至9°，可以使焊料更好地从PCB表面剥离。射频到达波峰后返回。根据全面的实验分析，普遍认为6°至7°的倾斜角为最佳。

第十节：波高与波压的关系及其对波峰焊效率的影响

波高取决于泵能够产生的压力。换句话说，波越高，泵所需的压力就越大。压力通常与泵内流体速度的平方成正比，因此随着压力的增加，速度增加得更快。雷诺数的增加可能导致流体进入湍流状态，从而导致波浪不稳定，并增加波峰上的压力。当波高较低时，泵内流体速度较慢且呈层流状态，从而形成波动较小的稳定波峰，因此波峰上的压力也较低。

下图展示了波高、焊料流速和压力之间的关系。

例如，当波高为10mm时，PCB上波峰的喷射压力约为4.78mmHg，流速为26.6cm/s。当波高为8mm时，喷射压力降至2.45mmHg，流速为19.0cm/s。有些人认为波的喷射压力越高越好，这是不正确的，因为过高的压力会导致焊料喷射到PCB上未焊接的表面上。同时，根据焊接原理，焊接主要依靠焊料对母材的润湿作用和毛细作用形成焊点，通过这种冶金过程形成的焊点最为可靠。虽然适当的喷射压力可以加速润湿，但试图通过增加喷射压力来填充焊点可能会掩盖未完全润湿的焊点，使其难以检测，从而留下潜在问题。从焊料波动力学的角度来看，焊料波的最佳工作高度为6至7mm。

第 11 节：选择最佳焊锡浴体积的依据

关于焊锡槽容积的选择存在不同的观点。有人认为容积越大越好，也有人持相反意见。这些观点都过于片面。事实上，对于特定的波宽和波幅，存在一个由焊锡波动力学决定的最佳容积。设计焊锡槽容积时，第一步是基于流体动力学分析确定焊锡槽的焊锡循环系数。焊锡循环系数可定义为：

焊料循环系数 = 液面以上焊料的质量 / 焊槽中焊料的总质量

该系数的值因机器设计而异，并且在制造商的设计计算中属于机密信息。焊料循环系数的值直接影响焊锡波发生器的整体性能。例如，当焊锡波的形状和结构已设定，即已知运行过程中液面以上焊料的质量时，焊料循环系数的大小决定了焊锡槽的容积。

系数越小，体积越大。大体积的优点包括热容量高、运行过程中温度波动小、液面波动小以及波纹稳定性好。然而，这也会导致焊料消耗量高、功耗大，并且难以在运行过程中实现杂质金属浓度的动态平衡，从而导致金属杂质的积累，容易形成沉积死区和偏析相，造成焊料浴中焊料成分分布不均。当金属杂质积累到允许的限值时，必须更换整个焊料浴，造成更大的损失。
反之，当系数过大时，焊锡槽的体积则较小，情况与上述相反。因此，在设计计算中，通常会在这两种极端情况之间进行权衡，根据整体设计和经济要求选择合适的数值，以优化最终的综合效果和性能。因此，不能简单地说焊锡槽体积越大越好，也不能简单地说体积越小越好。

第四部分：波峰焊波动力学理论的形成与应用

第三部分：波峰焊接——波动力学理论的形成与应用