什么使焊料变硬?

电器工程 焊接
2022-01-09 13:46:11

焊锡丝非常柔软和柔韧,但电路板上的焊锡很硬。为什么?我一直无法找到明确的答案,但我想到的一些想法是:

  • 当焊料加热然后冷却时发生的某种化学反应。如果是这样,这是什么反应?也许有助焊剂会以某种方式发生反应,但是没有助焊剂的焊料呢?

  • 焊锡丝的密度较低,要么是空心的,要么是有助焊剂芯的,因此看起来更容易弯曲。这似乎不太可能,因为尽管锡晶须更薄,但它似乎比焊锡丝硬得多。

4个回答

电路板上的焊料与焊丝一样柔软,因为它是相同的材料。但是,焊丝没有任何支撑,因此感觉更可弯曲。请注意,柔软度与可弯曲度不同。焊丝也可能感觉更柔软,例如用指甲捏住,因为大多数焊料是空心的,带有柔软的助焊剂芯,而且您会通过捏住来压扁它。

电路板上的焊料通常是一层薄薄的层,电路板本身通过一层薄薄的铜以及正在焊接的任何设备的引脚很好地支撑着它。这使它感觉比不受支持的电线要硬得多。

@Kaz 和 @LongStrokinYerMomma 接近正确的解释。

当您谈论金属/合金的机械性能时,我们必须考虑晶格结构。在这种情况下,我们关心的化学反应并不多。

你看,有两个现象是造成这种观察的原因:

1.重结晶

金属/合金拉成线材的能力称为延展性。当焊锡丝的坯料通过各种直径减小的模具拉制时 - 它会经历一个称为应变硬化的过程,与相同合金的初始立方体坯料相比,这使其对剪切/变形力更具弹性 (即反复弯曲而不会轻易断裂) 。因此,当你熔化它时,它会失去应变硬化并经历再结晶,这使它看起来更脆

2、晶格结构的完善

钻石是最硬的材料,不仅因为它的键,还因为它完美的晶格结构。如果你比较一个小立方体的每单位质量的晶格的完美程度,比如 1mm 3和一个大立方体,比如 20mm 3化学相同的合金/金属/混合物,你会发现较小的立方体更完美,因此更坚固/更硬比更大的立方体,即使它们的化学成分完全相同(这是用户@LongStrokinYerMomma 在他的论文摘要中指出

为了获得更简单的日常感觉,想想折断一根棍子,您可以轻松折断一根 2 英尺长的棍子,但不能折断 10 厘米长的棍子,是的,在这种情况下,杠杆作用/扭矩臂起作用,但是您明白了。


你的逻辑:

焊锡丝的密度较低,要么是空心的,要么是有助焊剂芯的,因此看起来更容易弯曲。这似乎不太可能,因为尽管锡晶须更薄,但它似乎比焊锡丝硬得多。

是完全有效的,它部分解释了为什么焊丝是柔韧的。但请注意,电路板上的焊料与焊丝一样柔软的断言绝对是不正确的。

一切都与形状有关。一小颗尼龙珠很硬。尼龙纤维(如钓鱼线)是柔韧的。玻璃和其他材料也是如此。玻璃可以是坚硬的水晶球、有点柔韧的窗玻璃、布或墙壁中柔软蓬松的绝缘材料。

还有一件事我在答案中看不到:

大多数卷轴上的焊料在芯中都有助焊剂。这种助焊剂可以占焊丝质量的 45%,并作为焊接操作的一部分被烧掉。助焊剂的柔韧性远高于金属,因此焊锡丝中的实际金属量实际上小于基重,从而使整体焊丝更加柔韧。

助焊剂的目的是清洁要焊接的表面,是我们在焊接过程中看到的烧掉的物质。