锡钎焊移动式即时排烟系统优化

杜艳伟 廖科述 王普钢

摘  要：锡钎焊是通信行业器件焊接的主要连接方式，为了保证焊接的可焊性，焊料需增加助焊剂，助焊剂在焊接过程中易挥发产生有害烟雾。通信器件焊接多在室内操作，所以需增加一个排烟系统，净化室内空气，改善作业环境。本文提出一种新型的移动式即时排烟系统。

关键词：锡钎焊;排烟系统;移动式

中图分类号：TU834     文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）16-0142-03

Abstract：Tin brazing is the main connection method for device soldering in the communication industry. In order to ensure the solderability ，flux needs to be added. However，flux is volatile during the soldering process and will produce harmful fumes. Meanwhile，communication device soldering is usually done indoors，so it is necessary to add a smoke exhaust system to purify the indoor air and improve the working environment. This paper proposes a new type of mobile real-time exhaust system.

Keywords：tin brazing;smoke exhaust system;mobile

0  引  言

在通信行业多采用流水作业的方式，电烙铁手工焊是电子生产车间中必需的生产工序之一，在焊接过程中，由于助焊剂挥发会产生大量的烟雾及有害气体，而烟雾中95%来自于焊料产生的颗粒，而5%是焊料中助焊剂挥发而产生的有害性气体。这些微粒和有害性气体被人体吸入后会影响操作者的健康，排放到大气中会污染环境，必须对焊接车间进行通风换气，排除和稀释有害物，建立良好的焊接环境。因此，如何经济有效地对焊接车间进行通风排烟一直是个难题。

常规流水线排烟采用“管道+吸烟罩”（如图1所示）的方式，对于移动式焊接操作吸烟效率低20%～30%左右，进入车间内可以明显地闻到一股刺鼻的味道，长期在这种环境中工作会对员工的身心健康造成一定的影响。本文提供一种手工电烙铁移动式即时排烟系统，排烟有效率达98%以上，能极大地改善车间作业环境，创造一个美好健康的工作环境。

1  焊接烟尘和有毒气体的形成及危害

目前在通信行业中，为了达到可靠的机械和电气连接的目的，利用熔点比较低的锡合金把其他熔点比较高的个体金属连接在一起的技术手段叫锡钎焊。其中，波峰焊、回流焊、手浸锡炉、电烙铁手工焊，是电子生产车间中必需的生产工序之一，“锡”是主要的焊接材料，为了保证良好的焊接效果，焊接时必需使用助焊剂才能避免金属氧化生锈、焊接不良的问题。助焊剂也能帮助焊点成型，调节焊接温度，使焊接效果良好。

助焊剂的主要成分是松香或含松香成分，焊接时锡和松香熔化会挥发出浓烈而又刺鼻的含铅有害烟气，长期吸入含铅烟气，对人体损害较大，主要表现在神经系统，消化系统和血液系统，多为慢性，轻度中毒，以神经衰弱症候群为常见。在ISO14000标准中，对生产环节产生的污染怎样进行处理和防护也有明确规定。

2  行业现状分析及调查

在通信行业中，为了保证工作效率，提高产能，多采用流水线作业的方式，流水线的锡钎焊排烟系统，常见的采用“管道+吸烟罩”的形式。流水线按照作业方式分為固定岗位作业和移动式作业两种。固定岗位作业通常将吸烟罩固定在焊接岗位前边或者上方，焊接吸烟效率60%～80%左右，若作业区域离吸烟罩距离稍远，吸烟效果就明显较差;移动式作业，主要针对流水线装配作业，产品焊接位置不是相对固定，当产品较大或者较长，由于吸烟罩口径有限，很难覆盖整个产品区域，而且焊接岗位会随着产品的移动而相对移动，造成焊接时的位置与吸烟罩集烟口对不上，无法及时有效的把烟雾抽走，焊接吸烟效率仅有20%～30%，排烟效率低下，进入车间明显有一股刺鼻的味道，影响员工身心健康。

由于排烟效率低下，为了保证增强常规排烟系统的排烟效果，一般公司需要把排烟系统管道直径做得足够大，相对应的抽烟风机功率也要加大匹配。如果一条作业流水线上有较多的焊接岗位的话，多个集烟口同时吸走生产车间的空间冷气，这样的无效空气对流快也导致空调负荷重资源浪费大。

3  锡钎焊移动式即时排烟系统的工作原理及组成

锡钎焊移动式即时排烟系统的工作原理：锡钎焊在焊接过程中由于助焊剂的挥发产生的烟雾及有害气体，通过集烟管吸入软管，再经过分支管道及前主管道进入净化系统，经净化系统过滤及净化后进入后主管道，最后在高压离心风机的作用下，经排气管排出到大气中。

如图2所示，锡钎焊移动式即时排烟系统包括：集烟管组件、烙铁手柄、分支管道、清洁口、主管道、控制阀、净化系统、高压离心风机、软管等组成。由于流水线作业会有多个岗位同时焊接，因此根据岗位需求采用多组吸烟笔组件联通的方式，保证每个岗位都可以有效排除烟雾。

集烟管组件：随着烙铁手柄移动，用于即时吸取焊接过程中产生的烟雾颗粒及气体。前期采用简单地将集烟管通过卡夹固定在烙铁手柄上（如图3所示），排烟效率在90%以上，不同焊点之间移动过程中烟雾有部分无法排除。经过分析研究后，集烟管固定在手柄上，排烟方向有一定的局限性，对集烟管进行二次优化，改为集烟管固定在烙铁前端（如图4所示），烙铁头放置在集烟管内部，改善后排烟效率可以达到98%以上，可以有效地将焊接过程中产生的烟雾及有害气体即时的吸入管道，排除室外。

分支管道：主管道与集烟管连接作用。分支管道与主管道之间的连接，管道直径会发生变化，当气体经过这些管件时，由于边壁或流量的变化，均匀流在这一局部地区遭到破坏，引起流速的大小、方向或分布的变化，或者气流的合流与分流，使得气流中出现涡流区，由此产生了局部损失。为了减少气流阻力此系统分支管道采用45°斜三通的形式，减小其中的风阻。

控制阀：根据实际风速调节风量大小，控制气体流速，减少车间内的噪声污染。

净化系统：消除在焊接操作中经常产生的一些有毒的物质和烟雾。此排烟系统中增加相应的净化系统，将管道中的烟雾过滤后，再排放到车间外围的空气中，减少对空气的污染。

高压离心风机：通过高压离心风机产生的负压，在集烟管口形成较强的负压，即时排除焊接过程中产生的烟雾以及有害气体。

4  锡钎焊移动式即时排烟系统的作用

移动式即时排烟系统依据电烙铁手柄设计相应尺寸的集烟口，将集烟口直接安装在电烙铁操作手柄上，采用一对一的即时排烟方式，这样集烟口可以随烙铁的移动而移动。及时有效地将焊接过程中产生的有害气体吸走，并经集烟口通过软管连接排烟管道，通过离心风机的离心力作用，产生的负压，把锡线融化瞬间所产生的烟雾，及时吸入到集煙口中，并经过软管进入到主管道。主管道的烟雾进入到过滤池后，颗粒类被水吸附加以沉淀，经过过滤的空气才排放到大气中。过滤池能够快速的进行清理，避免因过滤池未及时清理造成的空气污染。

此锡钎焊移动式即时排烟系统的排烟效率，由于采用集烟口与烙铁手柄一体式设计，焊接过程中使用的是移动式即时排烟的方式。电烙铁焊接过程中助焊剂挥发产生的烟雾及有害气体，经过过滤后可以有效地通过排烟系统排出，经实际验证吸烟效果可以达到98%以上（如图5所示），特别针对大型产品，多点焊接可以有效地解决焊接过程中产生的烟雾及有害气体。如图5所示当烙铁接近水平放置吸烟加锡过程中产生的烟雾基本完成吸走，垂直放置吸收效果更好。可以看出此锡钎焊移动式即时排烟系统可以有效地排出焊接过程中产生的烟雾，比较老式的排烟系统，喇叭口式，移动不方便，吸烟效率在20%～30%，有了较明显的改善，且经过试验验证具有批量推广的作用，可以有效地改善室内环境，以及减少有害气体对大气环境的污染。

5  结  论

此锡钎焊移动式即时排烟系统的优点在于集烟口采用与烙铁手柄一体化的形式，集烟口随着电烙铁手柄移动而移动，排烟效率在98%以上，可以即时有效地将焊接过程中产生的有害烟雾及气体排出。针对流水线作业或者大型结构产品，此种结构形式的排烟系统，可以有效地解决流水线或者大型产品排烟难的问题，能极大地改善室内作业环境，给员工创造一个美好健康的工作环境。同时，此排烟系统经过过滤沉淀后也可以减少对大气环境的污染，保护环境。

参考文献：

[1] 孙一坚.简明通风设计手册 [M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2] 张启运，庄鸿寿.钎焊手册 [M].北京：机械工业出版社，2008.

作者简介：杜艳伟（1985.12-），男，汉族，河南新野人，本科，工艺工程师，研究方向：电子产品工艺结构。