SMARTHEAT智能型烙鐵符合ISO－9000過程控制標準符合航天部QJ1950－90標準Metcal:智能電烙鐵

最先進的焊接和返工電裝烙鐵

采用最先進的技術,符合ISO9000的要求

功率隨焊點負載而變化溫度恒定與操作人員經驗無關

安全焊接.

快速焊接.

簡易操作.形成可靠的焊點的必要條件

取決于烙鐵頭與焊接工件的接觸溫度美軍標規定焊接溫度℃不得高于焊錫熔點38℃(100F)，停留時間為1～5秒

焊點所需熱量不應過量，防止熱損傷發生由于焊點負載的大小不同，達到恰當溫度的熱量也不同

焊接散熱加熱平衡點

傳統烙鐵的焊接技術功率恒定溫度變化

Metcal焊接技術培訓傳統烙鐵

烙鐵頭

儲存能量

溫度傳感器

連接控制部分

加熱體Dumb-HeatCartridge電熱絲＝加熱體電源系統“人工”溫度補償反饋回路“加熱體”線圈電源系統SmartHeat“自身的”溫度補償反饋回路全接通或全斷開T

滿功率或無功率T

超調3傳統電烙鐵的示意結構加熱體與焊點之間能量傳遞通過儲能方式來實現，而無法自動控制能量轉換

能量轉換關系圖Qo

熱能輸出=Qs

儲存+Qi

熱量產生...(

熱能存儲在烙鐵頭)(

熱能輸出給焊點)(

加熱體產生熱能)

焊點

L

電熱芯“

傳統的焊接技術依賴于熱能存儲在烙鐵頭內.”電熱芯與焊點為獨立的兩部分，無過程控制T1T2烙鐵頭Q0QIQSTAV烙鐵頭加熱器熱電偶TC控制器輸入功率焊點Ta實際溫度傳統電烙鐵溫度控制圖設置溫度T（手動〕

傳統型焊接烙鐵

傳統型烙鐵是功率恒定，能量儲存在烙鐵頭上-

其功率不會隨焊點所需熱量不同而相應變化

溫度需要手動調節-

操作者會改變其焊接工藝

由于電路板所需熱量變化，操作者不得不采用較高的溫度進行焊接

-

造成對電路板和元器件的過熱損壞

傳統烙鐵采用熱電偶(TC)或傳感器來監測電熱芯的溫度;

由于烙鐵頭與電熱芯之間的距離-T實際測出的溫差很大當烙鐵頭接觸到焊點溫度下降,

電熱芯對烙鐵頭進行溫度補償-

補償溫度會超過預設定的溫度而造成溫度過熱

焊接動態過程中烙鐵頭的實際溫度與預設定溫度差別會很大-

造成焊接時損壞器件或造成假焊傳統焊接技術:

焊接不安全

控制的溫度曲線呈正旋波振蕩形

溫度過高或過低

造成元器件和焊盤損壞過熱損傷焊接缺乏過程控制傳統烙鐵功率恒定，溫度變化功率溫度設置溫度溫度超調溫度超調熱量

升溫慢

溫度補償慢不宜更換烙鐵頭

傳統

烙鐵采用儲能型技術:

焊接速度慢

操作人員需要焊接技術培訓

烙鐵手柄笨重

烙鐵系統需要定期校準-熱電偶或傳感器長期使用造成誤差

傳統烙鐵采用儲能型技術:

問題？？？

SmartHeatTechnology功率隨負載變化溫度恒定Metcal智能型烙鐵世界知名用戶Manyleadingmanufacturersenjoy

thecostsavingsandprocesscontrolavailablewithSmartHeattechnology:HEWLETT-PACKARDINTELMOTOROLASOLECTRONSIEMENSHITACHIBOEINGGECMARCONINOKIAFLUKEIBMLORALFUJITSUCHRYSLERSEAGATEHUGHESAIRCRAFTU.S.ROBOTICSCOMPAQBELLLUCENTDumb-HeatCartridge電熱絲＝加熱體電源系統“人為設計的”溫度補償反饋回路SmartHeatCartridge“加熱體”線圈電源系統SmartHeat“自身的”溫度補償反饋回路瞬間功率補償T

補償功率適負載大小而定T

不會出現溫度超調開或關狀態T

衡定功率或無功率補償T

功率補償過度3智能型烙鐵的技術自適應系統，無外加溫控電路

智能型烙鐵的技術(r*Cp)*(Acs*L)*(Tav(Dt)-Tav)/Dt(T2(t)-T1(t))(C1+L(Acs*K)+C2)Qo熱量輸出=Q

儲存+Qi熱量產生...“

熱量不是先儲存在烙鐵頭上,

而是由加熱體直接將熱能供給到焊點上.

加熱快,

并且焊接溫度低，焊接安全.”

烙鐵頭

感應線圈

加熱體

連接頭

輕巧手柄

自適應的烙鐵頭(詳見下圖)SmartHeat?TechnologySmartHeatTechnology-導磁率,m

什么是導磁率?將一非磁性材料插入線圈中，磁場不會受影響如將一磁性材料棒插入磁場中，則磁場密度將增加磁性材料的導磁率m遠大于非磁性材料的導磁率

m

導磁率定義為材料改變磁通量的能力

B=磁通密度，H＝外磁場

非磁性材料的導磁率＝1

9m=B/HNS馬蹄形磁鐵磁場,H10SmartHeatTechnology-導磁率,m11SmartHeatTechnology-Permeability,m=B/HH磁場磁性材料：如鐵鎳合金FeNim

>>1B磁場密度H磁場非磁性材料：如銅m=1B磁場密度

每個原子象個磁性材料帶有磁極性“南”，“北”極性

原子的磁性強度稱為M＝磁矩pnpne-e-NS12

SmartHeatTechnology-磁性材料

如果所有的原子“M”磁性極性相同

這種材料稱作：Ferromagnetic磁性材料

如果所有的原子“M”磁性極性無序排列

這種材料稱作：Paramagnetic非磁性材料13M>0M=0SmartHeatTechnology-原子磁矩M

直流電

I,通過導線其電阻值為

R.

根據公式P=I2R，導線被加熱

直流電流均勻通過導線截面積A.

截面積

A越小,

產生熱量越大!SmartHeatTechnologyElectricalHeating-直流IDCAL5A6SmartHeatTechnologyElectricalHeating-交流

當交流電流I通過導線時,其電阻值為

R.

由于導線內，外層的“磁屏蔽”效果，電流沿導線外表面流過“magneticshielding”

因為截面積A’小于A,所以導線加熱大于直流電情況.IACAA’AA’趨膚效應深度,

ds

趨膚效應深度取決于頻率，電阻功率,

磁導率

ds=k?(r/mf)k,r,f

為常數

增大m

得到越小的

趨膚效應深度81ds(=63%的電流)A’2ds(=86%的電流)3ds(=95%的電流)趨膚效應深度：ds=k√(ρ/μf)ρ=被加熱體的電阻率μ＝該被加熱體的相對導磁率f=交流頻率

當磁性材料

為鐵磁體變成

順磁體

時

材料的物理特性決定會產生一特定的溫度

這種材料轉變時產生的溫度稱作

居里溫度,

TC14M溫度0K0

居理溫度,TC

鐵磁體

順磁體;M=0LargeMSmartHeatTechnology-MagneticMaterials17MTemperature0K0CurieTemperature,TCFerromagnetic磁性材料Paramagnetic非磁性材料M>0T

大m

T

較小的趨膚效應深度SDT

產生高熱度

或功率M=0T

m=1TLargeSDT

較低熱度或功率SmartHeatTechnology-MagneticMaterials

趨膚效應&

居里溫度點1.

Metcal的烙鐵頭包括了采用專利技術設計的加熱體。

加熱體是由內層為非產生熱量的金屬銅材(non-heating)和外層為產生熱量的磁性合金材料heating)組成。

線圈

銅制材料

磁性材料層

芯為銅質材料2.M>0磁矩大于0時，趨膚深度ds很小,電阻R增加,溫度上升M>0-->μ大－>大－>ds小->As小－>R大－>P大－>H(熱量)大->T(溫度)上升

外層磁性合金材料(產生熱部分)

激勵線圈

趨膚效應&

居里溫度點T<TC

激勵線圈

內層銅3.

M=0μ=1－>ds大－>As大－>R小->P小－>H小－>T下降溫度升高至某一點即磁性合金材料本身固有的物理溫度－居理溫度（CuriePoint〕(TC),磁性合金材料變成非磁性材料時，趨膚效應消失，這是電流將會通過低阻抗的內層非產生熱能的銅質材料(non-heating)。T>TC

外層磁性合金材料

趨膚效應&

居里溫度點

激勵線圈

內層銅質材料4.

當烙鐵頭冷卻溫使其度低于合金材料的居里溫度點時，合金材料將恢復其磁性，趨膚效應立即恢復，開始另一個加熱周期。T<TC

外層磁性合金(

再次加熱)

趨膚效應&

居里溫度點5.

因此，烙鐵頭的自適應的溫度變化范圍非常接近居里溫度點CuriePoint,總是保持在一個恒定的溫度范圍(溫度誤差+/-2°C).由于烙鐵頭的溫度是恒定的，熱能不是儲存在烙鐵頭上(不同于傳統式烙鐵),所以SmartHeat烙鐵將可將功率

DirectPower直接送到焊點上去。

激勵線圈

銅質材料和磁性合金材料(加熱周期)

趨膚效應&

居里溫度點“SmartHeat-ing”

SmartHeat智能型烙鐵頭一但接觸到焊點負載會立即將焊點所需的能量馬上輸送給焊點

焊點所需的溫度確定了整個焊接過程控制。這是與傳統烙鐵通過對烙鐵頭采取儲能方式有著質的區別。SmartHeatTechnology-HeatGenerationHeatorPowerTemperatureTCLotsofHeatGenerated產生較小的熱量NotmuchHeatGeneratedT<TC{SMARTHEAT“開關范圍”磁性,m

?

500非磁性,m=1T>TC1819SmartHeatTechnology:SmartHeat-ingT<TCT>TC

加熱至T>TC

冷卻至

T<TC

Thewire“switches”fromheatingtocoolingandbackagain!“Switching”rate=frequencyofthepowersupply!導體趨于熱平衡點非常接近

居里溫度.20功率溫度RTTC1233a4566aHeatIn<HeatOutTipCools加熱大于散熱HeatIn>HeatOutTipHeatsHeatIn=HeatOut溫度動態平衡點SmartHeatTechnology:SmartHeat-ing23功率溫度RTT>TCT<TC閑置溫度SolderingOperation焊接操作時溫度區TIDLETLOAD負載時功率空載時功率SmartHeatTechnology:SmartHeat-ing24功率溫度RT:SmartHeat-ingSmartHeatTechnology溫度危險區LNJBSmartHeat試驗數據I電烙鐵類型閑置溫度由閑置溫度達到全部焊接負載要求溫度所需時間MetcalSP-200智能型330℃150秒PACEST－20傳統型330℃204秒WellerEC2002傳統型330℃245秒Hakko926ESD傳統型330℃316秒試驗數據II電烙鐵類型達到全部焊接負載閑置溫度需要溫度的時間MetcalSP-200智能型150秒330℃PACEST－20傳統型150秒350℃WellerEC2002傳統型150秒380℃Hakko926ESD傳統型150秒408℃傳統電烙鐵溫度需效準時間

3個月6個月9個月12個月合格范圍智能電烙鐵溫度需效準時間

2年4年6年8年合格范圍MetcalDirectPower

加熱體

烙鐵頭:

本身就是傳感器和加熱體

安全.

快速.

簡單.Metcal:安全

在較低溫度條件下焊接

輸出功率與焊點負載成比例烙鐵頭材料的居里溫度決定了焊接不會過熱。系統為非校正型，穩定的焊接過程控制減少操作人員的焊接控制失誤Metcal:速度快

只需打開電源開關-

無其它控制鈕

更換烙鐵頭快

升溫快，溫度補償快焊接速度快-

生產效率高

使用簡易

系統體積小，手柄輕

烙鐵頭和加熱體為一體化無需做任何系統校準-沒溫度補償傳感器和熱電偶

容易更換烙鐵頭

焊接工藝容易通過ISO9000認證

產品概述Me