二、汽车电路维修技巧
1. 元器件及电路焊接
焊接在电子产品维修或电路维修中是一项重要的技术,焊接质量的好坏直接影响电子系统或线路是否正常工作。因此,掌握熟练的焊接技能非常必要。焊接的种类很多,以下主要阐述应用最广泛的手工锡焊技术。
(1)焊接工具
1)电烙铁种类:电烙铁具有加热快且重量轻的特点,是最常见的手工焊接工具之一,广泛用于各种电子产品的生产与维修。常用的电烙铁有外热式电烙铁、内热式电烙铁、恒温电烙铁(焊台)和吸锡电烙铁。
①外热式电烙铁(图1-2-10):由烙铁头、烙铁心、外壳、木柄、电源引线、电源插头等部分组成。由于其烙铁头安装在烙铁心里面,故称为外热式电烙铁。烙铁心是电烙铁的关键部件,它是将电热丝平行地绕制在一根空心瓷管上构成的,中间的云母片用于绝缘,后面引出两根导线与220V交流电源连接。
图1-2-10 外热式电烙铁
烙铁头是用纯铜材料制成的,它的作用是储存热量和传导热量,它的温度必须比被焊件的温度高很多。烙铁的温度与烙铁头的体积、形状、长短等都有一定的关系。当烙铁头的体积比较大时,则保持时间就长些。另外,为适应不一样焊接物的要求,烙铁头的形状有所不一样,常见的有锥形、凿形、圆斜面形等。
外热式电烙铁的规格很多,常用的有25W、45W、75W、100W等,功率越大烙铁头的温度也就越高。
②内热式电烙铁(图1-2-11):由手柄、连接杆、弹簧夹、烙铁心、烙铁头组成。由于烙铁心安装在烙铁头里面,因而发热快,热利用率高,因此称为内热式电烙铁。
图1-2-11 内热式电烙铁
内热式电烙铁的后端是空心的,用于套接在连接杆上,并且用弹簧夹固定,当需要更换烙铁头时,必须先将弹簧夹退出,同时用钳子夹住烙铁头的前端,慢慢地拔出,切记不能用力过猛,以免破坏连接杆。
内热式电烙铁的规格有20W、30W、35W、50W等。20W的电烙铁温度可达350℃左右。电烙铁的功率越大,烙铁头的温度越高。焊接集成电路、一般小型元器件选用20W内热式电烙铁即可。使用的电烙铁功率过大,则容易损坏元器件。通常二极管、晶体管等半导体元器件当温度超过200℃就会烧毁。温度过高也会导致印制电路板上的铜箔线脱落。电烙铁的功率太小,不能使被焊接物充分加热而导致焊点不光滑、不牢固,易产生虚焊。
③恒温电烙铁(图1-2-12):恒温电烙铁头内装有带磁铁式的温度控制器,控制通电时间而实现温控。即给电烙铁通电时,烙铁的温度上升,当达到预定的温度时,因强磁体传感器达到了居里点而磁性消失,从而使磁芯触点断开,这时便停止向电烙铁供电;当温度低于强磁体传感器的居里点时,强磁体便恢复磁性,并吸动磁芯开关中的永久磁铁,使控制开关的触点接通,继续向电烙铁供电。如此循环往复,便达到了控制温度的目的。
图1-2-12 恒温电烙铁
④吸锡电烙铁(图1-2-13):它是将活塞式吸锡器与电烙铁合为一体的拆焊工具。它具有运用方便、灵活、适用范围宽等特点。这种吸锡电烙铁的不足之处是每次只能对一个焊点进行拆焊。
图1-2-13 吸锡电烙铁
2)电烙铁的选用:选用电烙铁时,可以从以下几个方面进行考虑:
①焊接集成电路、晶体管及受热易损元器件时,应选用20W内热式或25W的外热式电烙铁。
②焊接导线及同轴电缆时,应选用45~75W外热式电烙铁或50W内热式电烙铁。
③焊接较大的元器件时,如输出变压器的引线脚、大电解电容引线脚等,应选用100W以上的电烙铁。
3)电烙铁的使用方法:在使用电烙铁前,应对电烙铁进行检查。可以使用万用表检测电路有无断路、短路,以及烙铁是否漏电等。
①电烙铁的握法:如图1-2-14所示,有3种握法。反握法适用于大功率电烙铁,焊接散热量较大的被焊件。正握法使用的电烙铁也比较大,且多为弯形烙铁头。握笔法适用于小功率的电烙铁,焊接散热量小的被焊件,如收音机、电视机、控制单元等的印制电路板的焊接维修。
图1-2-14 电烙铁的握法
②新烙铁在使用前的处理:新买的烙铁一般不能直接使用,必须先对烙铁头进行处理后才能正常使用。就是说在使用前先给烙铁头镀上一层焊锡,即先将烙铁头进行“上锡”后方能使用。具体的方法是:首先用锉把烙铁头按需要锉成一定的形状;然后接上电源,当烙铁头温度升至能熔锡时,将松香涂在烙铁头上,等松香冒烟后再涂上一层焊锡;如此进行两到三次,直至烙铁头表面薄薄地镀上了一层锡为止。
当烙铁使用一段时间后,烙铁头的刃面及周围就会产生一层氧化层,这样便产生“吃锡”困难的现象,此时可锉去氧化层重新镀上焊锡。
③电烙铁不应长时间通电而不使用。电烙铁长时间通电会使电烙铁心加速氧化而烧断,同时也将使电烙铁因长时间加热而氧化,甚至被烧“死”,不再“吃锡”。
④选用助焊剂以保护烙铁头不被腐蚀。氯化锌和酸性焊油对烙铁头的腐蚀性较大,使烙铁头的寿命缩短,因而不宜采用。最好选用松香助焊,以保护烙铁头不被腐蚀。
(2)焊料与助焊剂
1)焊料。焊料是指易熔金属及其合金,能使元器件引线与印制电路板的连接点连接在一起。焊料的选择对焊接质量有很大的影响,在锡(Sn)中加入一定比例的铅(Pb)和少量其他金属可制成熔点低、抗腐蚀性好、对元件和导线的附着力强、机械强度高、不易氧化、抗腐蚀性好、焊点光亮美观的焊料,故焊料常称作焊锡。
焊锡按其组成的成分可分成锡铅焊料、银焊料、铜焊料等,熔点在450℃以上的称为硬焊料,450℃以下的称为软焊料。
市场上出售的焊锡由于生产厂家不同,配制比例有很大的差别,但熔点基本在140~280℃之间。焊锡中如果含有铅,则对人体有害,也可以选用无铅焊锡丝(图1-2-15)进行焊接。
图1-2-15 无铅环保型焊锡丝
2)助焊剂。助焊剂俗称“焊锡膏”(图1-2-16)。在锡铅焊接中助焊剂是一种不可缺少的材料,有助于清洁被焊面,防止焊面氧化,增加焊料的流动性,使焊点易于成型。常用助焊剂分为无机助焊剂、有机助焊剂和树脂助焊剂。焊料中最常用的助焊剂是松香,在较高的要求场合下使用新型助焊剂——氧化松香。
图1-2-16 含松香的焊锡膏
3)阻焊剂。阻焊剂(图1-2-17)是一种耐高温的涂料,可使焊接只在所需要焊接的焊点上进行,而将不需要焊接的部分保护起来,以防止焊接过程中的桥连,减少返修,节约焊料,使焊接时印制电路板受到的热冲击小,板面不易起泡和分层。阻焊剂的种类有热固化型阻焊剂、光敏阻焊剂及电子束辐射固化型等几种,目前常用的是光敏阻焊剂。
图1-2-17 阻焊剂
(3)手工焊接工艺
焊剂加热挥发出的物质对人体是有害的,如果操作时鼻子距离烙铁头太近很容易将有害气体吸入。一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于30cm,通常在40cm比较好。
焊锡丝一般有两种拿法。由于焊丝成分中,铅占有一定比例,众所周知铅是对人体有害的重金属,因此操作时应戴手套或操作后洗手,避免食入。使用电烙铁要配置烙铁架,一般放置在工作台右前方,电烙铁用后一定要稳妥放于烙铁架上,并注意导线等物不要碰烙铁头。
下面介绍的5步操作法(图1-2-18)有普遍意义。
1)准备施焊。准备好焊锡丝和烙铁,此时特别强调的是施焊烙铁头部要保持干净,即可以沾上焊锡(俗称吃锡)。
2)加热焊件。将烙铁接触焊接点,注意首先要保持烙铁加热焊件各部分,例如印制电路板上引线和焊盘都使之受热,其次要让烙铁头的扁平部分(较大部分)接触热容量较大的焊件,烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件,以保持焊件均匀受热。
3)熔化焊料。当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点,焊料开始熔化并润湿焊点。
4)移开焊锡。当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。
5)移开烙铁。当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁,注意移开烙铁的方向应该是大致45°的方向。
图1-2-18 焊锡5步操作法
(4)典型焊接方法
1)印制电路板的焊接。印制电路板在焊接之前要仔细检查,看其有无断路、短路、金属化不良,以及是否涂有助焊剂或阻焊剂等。
焊接前,将印制电路板上所有的元器件做好焊前准备工作(整形、镀锡)。焊接时,一般工序是先焊接较低的元器件,后焊接较高和要求比较高的元器件。次序是:电阻→电容→二极管→晶体管→其他元器件等。
晶体管装焊一般在其他元器件焊好后进行,要特别注意的是每个管子的焊接时间不要超过5~10s,并使用钳子或镊子夹持管脚散热,防止烫坏管子。
涂过焊油或氯化锌的焊点要用乙醇擦洗干净,以免腐蚀。如果用松香作为助焊剂,需要将其清理干净。
焊接结束后,需检查有无漏焊、虚焊现象。检查时,可用镊子将每个元器件引脚跟轻轻提一下,看是否松动,若发现摇动应重新焊好。
2)集成电路的焊接。焊接集成电路时应注意以下事项:
①集成电路引线如果是镀金银处理的,不要用刀刮,只需要乙醇擦洗或用绘图橡皮擦干净就可以了。
②对COMS电路,如果事先已将各引线短路,焊前不要拿掉短路线。
③焊接时间在保证浸润的前提下尽可能短,每个焊点最好用3s时间焊好,最多不超过4s,连续焊接时间不要超过10s。
④使用的烙铁最好是20W内热式,接地线应保证接触良好。若用外热式,最好采用烙铁断电用余热焊接,必要时还要采取人体接地的措施。
⑤使用低熔点焊剂,一般不要高于150℃。
⑥工作台上如果铺有橡胶、塑料等易于积累静电的材料,电路芯片及印制电路板等不宜放在台面上。
⑦集成电路若不使用专用IC插座进行焊接,而是直接焊到印制电路板上,安全焊接顺序为:接地端→输出端→电源端→输入端。
⑧焊接集成电路专用IC插座时,必须按集成块的引线排列图焊好每一个点。
2. 断线连接与线束缠绕
这里的断线是指车辆中的线路。由于车辆撞击、磨损、过电流熔断、插接器松动或锈蚀等因素,车辆中的线路可能出现断路。在发现断路后,需要对断线处进行处理。
导线维修时需要注意:不允许维修带屏蔽层的传感器导线,也不允许维修安全气囊系统的导线。
导线的维修一般可分为3个步骤:剥线、接线和绝缘包扎。
(1)剥线
在导线维修中,应使用图1-2-19中的剥线钳将导线的绝缘层剥掉。剥线的基本要求是不拉伸断点临近处的绝缘层,不损坏导线铜芯。
图1-2-19 剥线钳
(2)接线
接线质量的关键在于接线的方法,要保证在接线完成后,连接处不会被轻易拉开;接头处的导线接触要良好,无松动虚接现象。
推荐采用压接套管进行断线处的连接,如图1-2-20所示。
图1-2-20 用压接套管对断线进行连接
(3)绝缘包扎
最后,在断线处套上热塑管,使用热风枪加热,热塑管冷却后收缩形成绝缘保护层(图1-2-21)。
3. 电源线搭铁线安装
车辆电气系统能正常工作的基本条件是电源正常、搭铁正常。一个系统有供电、有搭铁才能形成回路。
(1)蓄电池的安装
蓄电池(图1-2-22)是车辆主要的供电部件。在安装蓄电池时,应先安装蓄电池的正极导线,再安装蓄电池的负极导线;拆卸时,先拆卸负极导线,再拆卸正极导线。
图1-2-21 使用热塑管形成绝缘保护层
图1-2-22 主电源线的安装
(2)车辆跨接起动接线
如图1-2-23所示,车辆进行跨接起动时,第①步用跨接导线连接待起动车辆上蓄电池的正极,另一端连接供电蓄电池的正极(第②步),第③步用跨接导线连接供电蓄电池的负极,第④步将跨接导线的另一端连接在待起动车辆的搭铁上。
图1-2-23 车辆跨接起动接线
①~④—操作步骤 A—辅助蓄电池 B—螺柱固定螺母
注:1. 电缆不能靠近任何运动的零部件。2. 电缆夹不能接触任何其他金属。
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