文将深入讨论焊接过程中的一个关键步骤——金属的沾锡。我们将了解沾锡的含义、表面张力的作用以及金属合金共化物的产生，以及沾锡角的重要性。
1. 沾锡作用
在焊接过程中，当热的液态焊锡溶解并渗透到被焊接的金属表面时，就称为金属的沾锡或金属被沾锡。这一过程涉及焊锡与铜的混合，形成一种新的合金，其中部分是铜，部分是焊锡。
这种溶媒作用称为沾锡，它在各个部分之间形成分子间键，生成金属合金共化物。良好的分子间键形成是焊接工艺的核心，它决定了焊接点的强度和质量。
只有印刷线路板铜的表面没有污染，没有氧化膜才能进行沾锡，并且焊锡与工作表面需要达到适当的温度。
2. 表面张力
我们都熟悉水的表面张力，它使得涂有油脂的金属印刷线路板上的冷水滴保持球状。这是由于在这种情况下，使固体表面上的液体趋于扩散的附着力小于其内聚力。通过温水和清洁剂清洗，可以减小水的表面张力，使水浸润涂有油脂的金属板并形成一个薄层。
这种情况发生是因为附着力大于内聚力。与水不同，锡-铅焊锡的内聚力甚至比水更大，使焊锡呈球状，以最小化其表面积（在相同体积情况下，球体相对于其他几何形状具有最小的表面积，以满足最低能量状态的需求）。
助焊剂的作用类似于清洁剂对涂有油脂的金属板的作用。此外，表面张力高度依赖于表面的清洁程度和温度。只有附着能量远大于表面能量（内聚力）时，才能实现理想的沾锡。
3. 金属合金共化物的产生
焊接时，铜和锡之间的金属间键形成晶粒，晶粒的形状和大小取决于焊接时温度的持续时间和强度。较少的热量会形成精细的晶状结构，从而形成具有最佳强度的优良焊接点。
然而，如果反应时间过长，不管是由于焊接时间过长还是温度过高，或两者兼有，都会导致粗糙的晶状结构，该结构是砂砾质的且易脆，切割强度较低。
在采用铜作为金属基材，锡-铅作为焊锡合金的情况下，铅不会与铜形成金属合金共化物。然而，锡可以渗透到铜中，形成铜锡合金共化物Cu3Sn和Cu6Sn5。
4. 沾锡角
沾锡角是一个重要的概念，它涉及到焊锡的共晶点温度和金属表面的互动。当焊锡的共晶点温度高出大约35℃时，当一滴焊锡放置在热的涂有助焊剂的表面上时，就形成了一个弯月面。在某种程度上，金属表面的沾锡能力可以通过弯月面的形状来评估。如果焊锡弯月面具有明显的底切边，类似于涂有油脂的金属板上的水珠，甚至呈球形，那么金属表面可能是不可焊接的。只有弯月面的角度小于30度时，才具有良好的焊接性。
通过深入了解金属的沾锡过程，我们能更好地理解焊接工艺的关键步骤，从而提高焊接质量和效率。
金属的沾锡是焊接工艺中的一个关键过程，它决定了焊接点的强度和质量。了解沾锡的作用、表面张力的影响以及金属合金共化物的产生对于成功的焊接至关重要。同时，了解沾锡角的概念可以帮助评估焊接的可行性。
通过不断提高我们对焊接工艺的理解，我们可以实现更高质量的焊接连接。
常见问题解答：
1. 沾锡是否适用于所有金属？
不是的。沾锡主要适用于铜和锡之间的焊接。其他金属可能需要不同的焊接方法。
2. 什么是沾锡角？
沾锡角是指焊锡与金属表面形成的角度。当角度小于30度时，具有良好的焊接性。
3. 为什么沾锡角重要？
沾锡角的大小影响着焊接的质量和可行性。一个合适的沾锡角可以确保焊接点的强度和稳定性。
4. 是否可以使用助焊剂来改善沾锡效果？
是的，助焊剂可以帮助改善沾锡效果，特别是在金属表面不够清洁的情况下。
5. 如何选择适当的焊接材料？
选择适当的焊接材料取决于要焊接的金属类型和应用需求。建议在专业人士的指导下进行选择。
