焊头氧化检测仪的设计【字数：9369】
摘 要随着现代焊接技术的快速发展，对焊头的保护就格为重要，对焊头氧化检测提出了更高的要求，就焊头的氧化程度的实时检测，通过编写程序，建立光电检测模块，检测焊头氧化所反射的光的大小对焊头氧化程度的准确定位，能够及时清理或者跟换设备，尽可能的减小氧化对产品带来的影响。
目 录
第一章 绪论 1
1.1焊接的意义 1
1.1.1推动我国机械制造业的发展 1
1.1.2使我国生产产业链结构优越化 1
1.2焊头氧化的原因 1
1.2.1焊头氧化的外表原因 1
1.2.2焊头氧化的内表原因 2
1.3焊头氧化的危害 2
1.3.1焊头使用寿命周期变短 2
1.3.2焊接块易损害 2
1.3.3焊点易老化 2
1.4焊头氧化目前处理的方法 3
1.4.1打磨 3
1.4.2局部修整 3
1.4.3氧化处理 3
1.5本文内容 4
第二章 焊头氧化检测仪设计 5
2.1焊头氧化检测仪的基本原理 5
2.2性能要求 5
2.3系统的整体结构设计 5
2.4抗干扰设计方法 6
2.5工作过程 6
第三章 氧化焊头检测仪的制作 7
3.1Y型结构设计 7
3.2焊头氧化检测仪的光源设计 7
3.3检测电路的设计 8
第四章 系统测试 10
4.1焊头未氧化前测试 10
4.2焊头氧化后测试 10
4.3改变光源亮度后测试 11
4.4不同的阈值下测试 11
第五章 结论 12
致 谢 13
参考文献 14
第一章 绪论
1.1焊接的意义
1.1.1推动我国机械制造业的发展
随着社会现代化进程的发展，我国目前的机械制造产业有着飞跃的发展，就机械制造产业的一个例子来说，轨道车辆也有着质的飞跃。对于铁路车辆铝合金车体的生产制造中有着许多关键 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
技术，这些关键技术的共同发展才推进了机械制造这个整个行业的发展。其中焊接技术有着举足轻重的地位。为了保证这项技术的进步，我们必须在科学技术的帮助下不断创新。在铝合金汽车的制造过程中，焊接技术一直是必不可少的。为此，对于铁路车辆行业中的金属焊接技术的研究有着很重大的意义，这对于整个机械制造整个行业的前进发展有着重要的推进作用。
1.1.2使我国生产产业链结构优越化
在我国的生产业中，生产的东西需要整合，从而会运用焊接的方法使得更多的焊件链接成一个整体，起连接作用。在焊接的过程中，我们非常注重对于焊接头的表面处理。在焊接头方面有一点点问题不仅能够影响单个的器件的工作，更能够影响着整个工程的成败。所以，对焊接头的生产防护以及使用都有严格的要求，在焊接区域表面上要防止母材上焊接，不允许有飞溅粘附，如果操作不当出现飞溅，粘附则处理起来工艺相当复杂，不仅要在其中浪费大量的时间，还要浪费大量人工成本，焊头，主要的特点就是为了保证焊接工作的正常进行，也就是接头。然而金属焊头在外界条件下极易氧化，焊头的氧化程度过高直接会影响着整个系统的运行，因此，实现对焊头氧化程度的实时监控就显得尤为重要。
1.2焊头氧化的原因
1.2.1焊头氧化的外表原因
（1）：表面污染
这一类属于轻微污染，由于在污染处的饱和蒸汽压的下降，在此情况下污染物使得水膜的导电性能有着提高的后果，这就大大降低了焊头的抗氧化能力，加速了电化学腐蚀过程，对裸露在空气中的焊头抗氧化的性能有很大影响，还有一些焊头生产厂家对于焊头的保护细节没有处理到位也会使其抗氧化属性能力会大打折扣。还有就是在雨雪这些恶劣天气下，由于其中温差就显的较大，这就会使得仪表对外的屏蔽层的内部体积不断的收缩，这样就会导致接头内外压相差较大，这样就会导致大量的水蒸汽进入，从而加剧了焊头的氧化。诸如此类的外界因素导致焊头的表面有污染，影响焊头的性能，进而影响系统的工作。
（2）：大气湿度
裸露的焊头直接暴露在大气中，大气中湿度对于焊头的氧化有着很大的促进作用，相对于干燥的空气，高湿度下的氧化膜成长速度要快的多，这样就会导致所形成的氧化膜密度小一半之多。在此发现上就可以得出在潮湿大气下形成的氧化膜存在类似多孔的内部缺陷的结论。
1.2.2焊头氧化的内表原因
焊头在做业时会产生上千度的高温，处于高温的时间很长，通常会发生虚焊这一种线路故障。也就是说,焊接质量的好坏直接影响以后的使用,而焊接质量最主要的还是取决于焊接时被焊元件的管脚表面和电路板表面氧化层的处理出现这种情况后,只能对虚焊的焊点重新进行彻底处理后,再重新进行焊接。如果是因为温度高引起,最好是想办法加强散热,降低温度。
1.3焊头氧化的危害
1.3.1焊头使用寿命周期变短
一般在焊接时，焊头是连接两个焊接区域的接点，若是焊头氧化不经过相应的打磨或者是局部的修整，则会造成造成导线不均匀，从而影响了传输效果，很容易发生电路故障，这种问题在实际的生活中也是比较常见，容易发生的。接线头氧化成黑绿色，已出现细丝断裂。在对严重氧化后的导线进行深层次的测试、分析时，将会大大影响测试数据，也便无法分析。
1.3.2焊接块易损害
焊接的过程中，焊头氧化会发生虚焊的几率很大，在刚开始的电路焊接的时候，被焊原件的管脚已经氧化或者是电路板表面的氧化层没有有效的处理，表面看起来良好，但实际却是处于不稳定状态，时间较长的情况下，焊接处会发生裂口，逐渐破裂。虚焊就是常说的冷焊，表面看起来焊接良好，然而实际内部并没有接通，或者处于可能通电也可能不通电的中间不稳定状态。虚焊的原因主要是在原始焊接的时候,被焊元件的管脚表面或电路板表面的氧化层未处理好,这样就极易产生虚焊，再就是电路及元件在使用过程中由于温度高,时间长了造成的开焊；还要说明的是当温度高的时候,就会大大增加焊点氧化的几率。在实际的焊接中，虚焊是比较常见的焊接故障。有些故障可能是因为焊接不良或者少锡，在此原因上可能会造成各元件脚和焊垫没有导通。其他还有因为元件脚、焊垫氧化或有杂质造成，肉眼的确不容易看出来。。虚焊一般是在焊点有氧化或者有杂质和焊接温度不佳，焊接方法不正确造成的，虚焊的实质是管脚与焊锡之间有一道隔离层，从而使得元器件与电路板没有在一起，这种情况下我们肉眼一般无法直接看出来其状态，但是其电气特性并没有导通或者通导不良，在此情况下就会影响电路特性。可以判断出虚焊。
目 录
第一章 绪论 1
1.1焊接的意义 1
1.1.1推动我国机械制造业的发展 1
1.1.2使我国生产产业链结构优越化 1
1.2焊头氧化的原因 1
1.2.1焊头氧化的外表原因 1
1.2.2焊头氧化的内表原因 2
1.3焊头氧化的危害 2
1.3.1焊头使用寿命周期变短 2
1.3.2焊接块易损害 2
1.3.3焊点易老化 2
1.4焊头氧化目前处理的方法 3
1.4.1打磨 3
1.4.2局部修整 3
1.4.3氧化处理 3
1.5本文内容 4
第二章 焊头氧化检测仪设计 5
2.1焊头氧化检测仪的基本原理 5
2.2性能要求 5
2.3系统的整体结构设计 5
2.4抗干扰设计方法 6
2.5工作过程 6
第三章 氧化焊头检测仪的制作 7
3.1Y型结构设计 7
3.2焊头氧化检测仪的光源设计 7
3.3检测电路的设计 8
第四章 系统测试 10
4.1焊头未氧化前测试 10
4.2焊头氧化后测试 10
4.3改变光源亮度后测试 11
4.4不同的阈值下测试 11
第五章 结论 12
致 谢 13
参考文献 14
第一章 绪论
1.1焊接的意义
1.1.1推动我国机械制造业的发展
随着社会现代化进程的发展，我国目前的机械制造产业有着飞跃的发展，就机械制造产业的一个例子来说，轨道车辆也有着质的飞跃。对于铁路车辆铝合金车体的生产制造中有着许多关键 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
技术，这些关键技术的共同发展才推进了机械制造这个整个行业的发展。其中焊接技术有着举足轻重的地位。为了保证这项技术的进步，我们必须在科学技术的帮助下不断创新。在铝合金汽车的制造过程中，焊接技术一直是必不可少的。为此，对于铁路车辆行业中的金属焊接技术的研究有着很重大的意义，这对于整个机械制造整个行业的前进发展有着重要的推进作用。
1.1.2使我国生产产业链结构优越化
在我国的生产业中，生产的东西需要整合，从而会运用焊接的方法使得更多的焊件链接成一个整体，起连接作用。在焊接的过程中，我们非常注重对于焊接头的表面处理。在焊接头方面有一点点问题不仅能够影响单个的器件的工作，更能够影响着整个工程的成败。所以，对焊接头的生产防护以及使用都有严格的要求，在焊接区域表面上要防止母材上焊接，不允许有飞溅粘附，如果操作不当出现飞溅，粘附则处理起来工艺相当复杂，不仅要在其中浪费大量的时间，还要浪费大量人工成本，焊头，主要的特点就是为了保证焊接工作的正常进行，也就是接头。然而金属焊头在外界条件下极易氧化，焊头的氧化程度过高直接会影响着整个系统的运行，因此，实现对焊头氧化程度的实时监控就显得尤为重要。
1.2焊头氧化的原因
1.2.1焊头氧化的外表原因
（1）：表面污染
这一类属于轻微污染，由于在污染处的饱和蒸汽压的下降，在此情况下污染物使得水膜的导电性能有着提高的后果，这就大大降低了焊头的抗氧化能力，加速了电化学腐蚀过程，对裸露在空气中的焊头抗氧化的性能有很大影响，还有一些焊头生产厂家对于焊头的保护细节没有处理到位也会使其抗氧化属性能力会大打折扣。还有就是在雨雪这些恶劣天气下，由于其中温差就显的较大，这就会使得仪表对外的屏蔽层的内部体积不断的收缩，这样就会导致接头内外压相差较大，这样就会导致大量的水蒸汽进入，从而加剧了焊头的氧化。诸如此类的外界因素导致焊头的表面有污染，影响焊头的性能，进而影响系统的工作。
（2）：大气湿度
裸露的焊头直接暴露在大气中，大气中湿度对于焊头的氧化有着很大的促进作用，相对于干燥的空气，高湿度下的氧化膜成长速度要快的多，这样就会导致所形成的氧化膜密度小一半之多。在此发现上就可以得出在潮湿大气下形成的氧化膜存在类似多孔的内部缺陷的结论。
1.2.2焊头氧化的内表原因
焊头在做业时会产生上千度的高温，处于高温的时间很长，通常会发生虚焊这一种线路故障。也就是说,焊接质量的好坏直接影响以后的使用,而焊接质量最主要的还是取决于焊接时被焊元件的管脚表面和电路板表面氧化层的处理出现这种情况后,只能对虚焊的焊点重新进行彻底处理后,再重新进行焊接。如果是因为温度高引起,最好是想办法加强散热,降低温度。
1.3焊头氧化的危害
1.3.1焊头使用寿命周期变短
一般在焊接时，焊头是连接两个焊接区域的接点，若是焊头氧化不经过相应的打磨或者是局部的修整，则会造成造成导线不均匀，从而影响了传输效果，很容易发生电路故障，这种问题在实际的生活中也是比较常见，容易发生的。接线头氧化成黑绿色，已出现细丝断裂。在对严重氧化后的导线进行深层次的测试、分析时，将会大大影响测试数据，也便无法分析。
1.3.2焊接块易损害
焊接的过程中，焊头氧化会发生虚焊的几率很大，在刚开始的电路焊接的时候，被焊原件的管脚已经氧化或者是电路板表面的氧化层没有有效的处理，表面看起来良好，但实际却是处于不稳定状态，时间较长的情况下，焊接处会发生裂口，逐渐破裂。虚焊就是常说的冷焊，表面看起来焊接良好，然而实际内部并没有接通，或者处于可能通电也可能不通电的中间不稳定状态。虚焊的原因主要是在原始焊接的时候,被焊元件的管脚表面或电路板表面的氧化层未处理好,这样就极易产生虚焊，再就是电路及元件在使用过程中由于温度高,时间长了造成的开焊；还要说明的是当温度高的时候,就会大大增加焊点氧化的几率。在实际的焊接中，虚焊是比较常见的焊接故障。有些故障可能是因为焊接不良或者少锡，在此原因上可能会造成各元件脚和焊垫没有导通。其他还有因为元件脚、焊垫氧化或有杂质造成，肉眼的确不容易看出来。。虚焊一般是在焊点有氧化或者有杂质和焊接温度不佳，焊接方法不正确造成的，虚焊的实质是管脚与焊锡之间有一道隔离层，从而使得元器件与电路板没有在一起，这种情况下我们肉眼一般无法直接看出来其状态，但是其电气特性并没有导通或者通导不良，在此情况下就会影响电路特性。可以判断出虚焊。
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