工件碱性镀锡后焊接性差的原因分析

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1、工件碱性镀锡后焊接性差的原因分析导弹、子弹及引信产品电路部件中，接电片/柱、铆钉、接线柱等小零件镀锡非常常见，这些镀锡零件除应具备良好的导电性外，还应有优异的焊接性。但近几年，笔者所在单位多次得到客户反馈，镀锡零件存在不挂锡、焊接性较差的现象。经统计，承担的镀锡零件有200余种，曾出现焊接性差的零件存10种，占5%，问题相当严重。因此立即开展了工件碱性镀锡后焊接性差的原因分析。1•工艺流程镀前处理一镀铜(CuCN15〜35g/L,NaCN20〜45g/L)一水洗2道一活化(HC160〜100g/L)—水洗2道一碱性镀锡(Na2Sn03•3H2020〜30g/L，NaOH10〜

2、16g/L)—热水洗(60〜100°C)_冷水洗一硫酸中和(H2S0440〜60g/L)_纯水洗2道一吹干、烘干一包装。钢件镀锡按上述流程进行，铜及铜合金零件镀锡不需进行镀铜和活化。2•原因分析从人、机、料、法、环、测六方面对焊接性问题进行详细分析。(1)人员方面。操作过程中，操作人员没有严格按照工艺要求执行，可能会影响镀锡层焊接性，主要表现为操作人员为省时、省力，碱性镀锡完毕后，不进行硫酸中和工序，使零件表面残留镀液，造成镀锡层污染，影响镀锡层焊接性。(1)材料方面。所用化工材料纯度不高时，杂质与锡共沉积，造成镀锡层杂质含量过高，也会影响镀锡层的焊接性。(2)工艺方面。对统

3、计的10种问题零件进行整理后，发现焊接性差的零件材料均为H62(Cu60.5%〜63.5%，Zn余量)和IIPb59-l(Cu60.5%〜63.5%,PbO.8%〜1.9%,Zn余量)，其他材料(包括紫铜和钢)的零件没有焊接性差的现象。从工艺流程看，铜与铜合金零件的工艺流程完全相同，前处理后直接镀锡，而钢件镀锡前需镀厚度为2um以上的紫铜，并且镀锡层厚度因零件不同而各异，因此当零件材料为H62和HPb59-l时，中间层和镀锡层厚度均可能影响镀锡层的焊接性。(3)环境方面。零件电镀完毕并非马上进行装配，因此贮存环境和时间也可能使焊接性降低。(4)设备和测量方面。生产过程中用到的

4、设备、仪器仪表均鉴定合格，在有效期内，对焊接性不会造成影响，焊接性与测量之间的关系也不大。因此，焊接性的影响因素主要有：中间镀层，镀锡层厚度，中和，化工材料品质，以及贮存环境和时间。针对上述5种原因，通过实验使问题再现，以准确寻找原因。3•实验过程3.1实验内容根据原因分析，将实验内容确定为六方面：中间镀层、镀锡层厚度、中和、化工材料品质、长贮性及最后的焊接性验证。选用H62为研宄对象。3.1.1考察有无中间镀层的影响从原因分析里不难看出，铜和钢件镀锡后，锡层与紫铜直接接触，而铜合金零件镀锡后，锡镀层直接与铜合金接触。因此，针对铜合金零件材料，在镀锡前增加铜镀层，并与实际生产

5、过程中无中间镀层时的情况进行对比，考察中问镀层对焊接性的影响。3.1.2考察镀锡层厚度的影响根据图纸和标准要求，镀锡零件的锡层厚度一般控制在2~5um范围内，试验时选取镀层厚度的上限和下限进行对比，考察镀锡层厚度对焊接性的影响。3.1.3考察中和的影响在其他参数和方法均相同的情况下，将零件分成2组，一组严格按照工艺流程进行中和工序，另一组特意省去中和工序，两者进行对比，考察中和工序对焊接性的影响。3.1.4考察化工材料品质的影响工艺中用到的化工材料主要有锡酸钠、氢氧化钠及阳极锡锭，均有原厂合格证，并经过入厂验收，符合电镀级使用标准；但阳极锡锭必须进行二次加工，浇铸成锡条后不再

6、理化分析，直接投入生产。因此，对生产使用的两批锡条进行取样分析。3.1.5考察贮存时间的影响主耍考察不同工艺状态下，贮存时问对焊接性的影响。3.1.6焊接性验证通过分析，找出影响镀锡层焊接性的因素，再在不同条件下制成实物，最后通过问题再现方式，验证理论分析结果的正确性，得出影响因素中的主要因素、次要因素及无关因素。3.2实验方法3.2.1方案设计考虑到各因素之问的关联性，将分析出的4种影响因素设计成16种试验方案(化工材料品质除外)，具体见图1。⑴直接镀锡川)镀锡2.0pm:、：⑴稀硫酸屮和?("2411職(2)镀铜2.5pm+镀锡(2)镀银5.0阿4＜述行屮和乙)⑺(^

7、打个川后焊接图1工件镀锡后焊接性差的原因分析试验方案Figure1Experimentschemeforcauseanalysisonpoorweldabilityoftin-platedworkpiece3.2.2方案编码为消除主观因素干扰，在焊接性验证实验之前，先对16种方案进行编码，具体见表1。32手工焊接导线试件Manuallyvvekledwire表1镀锡工件焊接实验方案编码Table1Codingofweldingexperimentschemesfortin-platedworkpiece