助焊剂收集罐结构设计与改进

1、助焊剂收集罐结构设计与改良 【摘要】助焊剂收集罐是共晶炉设备中的一关键部件，主要用来收集共晶炉体中焊料残留，保持炉体内腔清洁。在历次设备的装配、调试和使用过程中发现，收集罐罐壁外多处有渗漏。本文主要针对这一问题进行分析研究，查寻出现该问题的原因，并提出解决和改良方案。【关键词】共晶炉；共晶；助焊剂；助焊剂收集罐；冷却共晶炉是微电子行业利用共晶原理进行焊接的关键性设备。可根据焊接对象的共晶特点，设定工艺曲线，在惰性气体或真空环境中，加热到达共晶的温度，保持一段时间后充气冷却，到达共晶的目的。在共晶工艺中为了促进焊接过程，阻止氧化反响，往往需要添加大量助焊剂，当助焊剂烟雾与冷凝结形成残留，影响后续

2、共晶。助焊剂收集罐介于共晶炉体与真空泵之间，通过真空泵的负压吸附将炉体里的焊接残物吸附到收集罐中。助焊剂收集罐利用冷凝原理使收集来的焊接残留凝结在冷却管上后脱落，掉入收集腔中，起到回收作用，进而保证了焊接工艺的成品率。1助焊剂收集罐改良前结构助焊剂收集罐由罐体、冷却管、短接头、快插接头及卡套接头等组成，如图1所示。冷却管共7根穿过罐体后焊接密封，冷却管端头通过卡套接头、快插接头及短接管收尾相连。吸气进口与共晶炉体系统相连，吸气出口与真空系统相连。冷水通过进水口流入，由出水口流出，带走热量到达冷凝效果。2问题描述助焊剂收集罐装配过程中发现内侧冷却管处装配困难，扳手无法施展。在装配完调试过程中，冷

3、却管与罐体焊接处经常出现渗漏滴水现象。在卡套接头与冷却管衔接处也经常出现渗漏滴水。经过对以前几批次助焊剂收集罐出现问题的情况进行调查，共投产22件，出现渗漏的有10件，不良率到达45%，需要返工比例较高，严重影响设备整体调试进度及使用效果。而且助焊剂收集罐在共晶炉整体占用空间也较大且杂乱，非常不协调。3原因分析对投产的22件助焊剂收集罐渗漏滴水情况进行分析。由以上统计分析可见，冷水管与罐体侧壁板焊接处渗漏及卡套接头渗漏是造成助焊剂收集器不合格的主要原因，总占比为90%。我们从设计、加工、采购及装调等环节入手【3】，运用鱼骨图分析法查找原因所在。为查找影响助焊剂收集器渗漏的主要原因，对鱼骨图所列

4、末端因素依次进行分析，确定原因如下：1由于冷水管设计较密，在有限空间内，没有充分考虑给工人师傅在焊接时预留回枪空间，造成在焊接过程中每根冷管管内侧焊枪无法完全到达，造成假焊或者虚焊，形成渗漏点。且出现渗漏后维修补救费时费力。2助焊剂收集罐冷却管采用7根支管横穿两个罐体侧壁焊接，又通过卡套、快插接头及短接管互相导通。这个结构比拟复杂，接头太多，每侧需要卡套、快插接头个7个，再加上短接管，造成空间紧张。装配各接头过程中，装配人员没能考虑到空间的限制性，装配顺序存在不合理性，造成最里侧卡套接头及快插接头紧箍不牢松动，出现渗漏。3本身冷却管壁较薄，经查原设计图纸，其壁厚为0.2mm实际测量仅为0.15

5、mm，在加工环节焊接电流过大，很容易击穿，形成漏点。此外，由于工人不能到意识保护管壁的重要性，装夹不当造成管壁坑洼变形，使得卡套密封不牢，出现卡套处渗漏。综上分析，造成这些问题的根本原因是冷却管设计结构不合理，太过冗余，使得焊接及装配空间紧张。4改良措施4.1优化结构，减少接头综合上述原因分析，在不改变罐体结构情况下设计了2种冷却管结构。比拟2种方案的优缺点，我们提出采纳第二种方案，利用螺旋线式饶管方式比拟理想，无论在焊接冷水管还是在后续装配卡套、快插接头都能防止空间不够。冷却管选用壁厚为0.3mm，外直径为8mm的无缝钢管折弯成型，根据罐体内腔大小确定其折弯直径。以罐体内径D=200mm,长

6、度L=300mm为例，比拟改良前后的冷却有效长度。严格按照图纸要求，对加工完后的零件进行检验，记录测量数据。焊接冷却管时再次核对其外形尺寸与罐主体内壁的尺寸是否与图纸一致，无误前方可焊接。对冷却管管壁作光洁度等质量要求，特别提示焊接时注意保护冷却管两端，不能损伤或变形，防止影响卡套接头的连接。首先充实设计图纸的技术要求，并与生产部门工艺组进行交流，完善装配工艺卡；其次必要时到现场进行装配指导，确保装配质量。5效果检验对优化过后的助焊剂收集罐进行样品试制，经装配后对其进行测漏及真空度检测，完全到达符合要求。可以看出，改良后的助焊剂收集罐比改良前比照：首先不仅减小了焊接难度，而且焊接数也大幅减少，

7、大大降低了焊接工作量。其次卡套接头及快插接头数量也大幅减少，不仅降低了采购本钱，而且装配强度也明显降低。还有无形中防止了返修所消耗的人力及物理浪费产生的本钱。同时对共晶炉总体设备空间布局也有了一定改善。通过改良后在对加工、装配及客户使用等环节进行跟踪调查反响，加工和装配难度较以前有了明显改善，再没出现因渗漏现象出现。6结束语本文主要介绍了共晶炉设备中助焊剂收集罐的设计与改良过程。首先查找出现的问题，并对问题进行总结分析；再结合分析提出两种解决方案以及各自的优缺点，最后进行结构优化和验证。对现有设备进行改良和优化，也许仅仅是一个小零件或小部件，只要不断地去思考，去解决问题，去优化，我们的设备性能才能进一步提升。这就要求我们设计人员从实际出发，深入分析和探究问题，只有如此才能在创新的道路上走得更远。参考文献【1】井文丽,程丕俊,胡钦华.真空/可控气氛共晶炉加热系统的优化设计.太阳能,2021,195(11):34-