助焊劑收集罐結(jié)構(gòu)設(shè)計與改進

1、助焊劑收集罐結(jié)構(gòu)設(shè)計與改良 【摘要】助焊劑收集罐是共晶爐設(shè)備中的一關(guān)鍵部件，主要用來收集共晶爐體中焊料殘留，保持爐體內(nèi)腔清潔。在歷次設(shè)備的裝配、調(diào)試和使用過程中發(fā)現(xiàn)，收集罐罐壁外多處有滲漏。本文主要針對這一問題進行分析研究，查尋出現(xiàn)該問題的原因，并提出解決和改良方案?！娟P(guān)鍵詞】共晶爐；共晶；助焊劑；助焊劑收集罐；冷卻共晶爐是微電子行業(yè)利用共晶原理進行焊接的關(guān)鍵性設(shè)備?？筛鶕?jù)焊接對象的共晶特點，設(shè)定工藝曲線，在惰性氣體或真空環(huán)境中，加熱到達共晶的溫度，保持一段時間后充氣冷卻，到達共晶的目的。在共晶工藝中為了促進焊接過程，阻止氧化反響，往往需要添加大量助焊劑，當助焊劑煙霧與冷凝結(jié)形成殘留，影響后續(xù)

2、共晶。助焊劑收集罐介于共晶爐體與真空泵之間，通過真空泵的負壓吸附將爐體里的焊接殘物吸附到收集罐中。助焊劑收集罐利用冷凝原理使收集來的焊接殘留凝結(jié)在冷卻管上后脫落，掉入收集腔中，起到回收作用，進而保證了焊接工藝的成品率。1助焊劑收集罐改良前結(jié)構(gòu)助焊劑收集罐由罐體、冷卻管、短接頭、快插接頭及卡套接頭等組成，如圖1所示。冷卻管共7根穿過罐體后焊接密封，冷卻管端頭通過卡套接頭、快插接頭及短接管收尾相連。吸氣進口與共晶爐體系統(tǒng)相連，吸氣出口與真空系統(tǒng)相連。冷水通過進水口流入，由出水口流出，帶走熱量到達冷凝效果。2問題描述助焊劑收集罐裝配過程中發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)冷卻管處裝配困難，扳手無法施展。在裝配完調(diào)試過程中，冷

3、卻管與罐體焊接處經(jīng)常出現(xiàn)滲漏滴水現(xiàn)象。在卡套接頭與冷卻管銜接處也經(jīng)常出現(xiàn)滲漏滴水。經(jīng)過對以前幾批次助焊劑收集罐出現(xiàn)問題的情況進行調(diào)查，共投產(chǎn)22件，出現(xiàn)滲漏的有10件，不良率到達45%，需要返工比例較高，嚴重影響設(shè)備整體調(diào)試進度及使用效果。而且助焊劑收集罐在共晶爐整體占用空間也較大且雜亂，非常不協(xié)調(diào)。3原因分析對投產(chǎn)的22件助焊劑收集罐滲漏滴水情況進行分析。由以上統(tǒng)計分析可見，冷水管與罐體側(cè)壁板焊接處滲漏及卡套接頭滲漏是造成助焊劑收集器不合格的主要原因，總占比為90%。我們從設(shè)計、加工、采購及裝調(diào)等環(huán)節(jié)入手【3】，運用魚骨圖分析法查找原因所在。為查找影響助焊劑收集器滲漏的主要原因，對魚骨圖所列

4、末端因素依次進行分析，確定原因如下：1由于冷水管設(shè)計較密，在有限空間內(nèi)，沒有充分考慮給工人師傅在焊接時預(yù)留回槍空間，造成在焊接過程中每根冷管管內(nèi)側(cè)焊槍無法完全到達，造成假焊或者虛焊，形成滲漏點。且出現(xiàn)滲漏后維修補救費時費力。2助焊劑收集罐冷卻管采用7根支管橫穿兩個罐體側(cè)壁焊接，又通過卡套、快插接頭及短接管互相導(dǎo)通。這個結(jié)構(gòu)比擬復(fù)雜，接頭太多，每側(cè)需要卡套、快插接頭個7個，再加上短接管，造成空間緊張。裝配各接頭過程中，裝配人員沒能考慮到空間的限制性，裝配順序存在不合理性，造成最里側(cè)卡套接頭及快插接頭緊箍不牢松動，出現(xiàn)滲漏。3本身冷卻管壁較薄，經(jīng)查原設(shè)計圖紙，其壁厚為0.2mm實際測量僅為0.15

5、mm，在加工環(huán)節(jié)焊接電流過大，很容易擊穿，形成漏點。此外，由于工人不能到意識保護管壁的重要性，裝夾不當造成管壁坑洼變形，使得卡套密封不牢，出現(xiàn)卡套處滲漏。綜上分析，造成這些問題的根本原因是冷卻管設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理，太過冗余，使得焊接及裝配空間緊張。4改良措施4.1優(yōu)化結(jié)構(gòu)，減少接頭綜合上述原因分析，在不改變罐體結(jié)構(gòu)情況下設(shè)計了2種冷卻管結(jié)構(gòu)。比擬2種方案的優(yōu)缺點，我們提出采納第二種方案，利用螺旋線式饒管方式比擬理想，無論在焊接冷水管還是在后續(xù)裝配卡套、快插接頭都能防止空間不夠。冷卻管選用壁厚為0.3mm，外直徑為8mm的無縫鋼管折彎成型，根據(jù)罐體內(nèi)腔大小確定其折彎直徑。以罐體內(nèi)徑D=200mm,長

6、度L=300mm為例，比擬改良前后的冷卻有效長度。嚴格按照圖紙要求，對加工完后的零件進行檢驗，記錄測量數(shù)據(jù)。焊接冷卻管時再次核對其外形尺寸與罐主體內(nèi)壁的尺寸是否與圖紙一致，無誤前方可焊接。對冷卻管管壁作光潔度等質(zhì)量要求，特別提示焊接時注意保護冷卻管兩端，不能損傷或變形，防止影響卡套接頭的連接。首先充實設(shè)計圖紙的技術(shù)要求，并與生產(chǎn)部門工藝組進行交流，完善裝配工藝卡；其次必要時到現(xiàn)場進行裝配指導(dǎo)，確保裝配質(zhì)量。5效果檢驗對優(yōu)化過后的助焊劑收集罐進行樣品試制，經(jīng)裝配后對其進行測漏及真空度檢測，完全到達符合要求。可以看出，改良后的助焊劑收集罐比改良前比照：首先不僅減小了焊接難度，而且焊接數(shù)也大幅減少，

7、大大降低了焊接工作量。其次卡套接頭及快插接頭數(shù)量也大幅減少，不僅降低了采購本錢，而且裝配強度也明顯降低。還有無形中防止了返修所消耗的人力及物理浪費產(chǎn)生的本錢。同時對共晶爐總體設(shè)備空間布局也有了一定改善。通過改良后在對加工、裝配及客戶使用等環(huán)節(jié)進行跟蹤調(diào)查反響，加工和裝配難度較以前有了明顯改善，再沒出現(xiàn)因滲漏現(xiàn)象出現(xiàn)。6結(jié)束語本文主要介紹了共晶爐設(shè)備中助焊劑收集罐的設(shè)計與改良過程。首先查找出現(xiàn)的問題，并對問題進行總結(jié)分析；再結(jié)合分析提出兩種解決方案以及各自的優(yōu)缺點，最后進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和驗證。對現(xiàn)有設(shè)備進行改良和優(yōu)化，也許僅僅是一個小零件或小部件，只要不斷地去思考，去解決問題，去優(yōu)化，我們的設(shè)備性能才能進一步提升。這就要求我們設(shè)計人員從實際出發(fā)，深入分析和探究問題，只有如此才能在創(chuàng)新的道路上走得更遠。參考文獻【1】井文麗,程丕俊,胡欽華.真空/可控氣氛共晶爐加熱系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計.太陽能,2021,195(11):34-