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大赛作品详情

作品名称：无烟电烙铁
学校名称：湖北文理学院理工学院
参赛队伍：蛋仔派队
队伍编号：216096
参赛学生：陆子龙杨桂欣宋卓文张泽雄
指导老师：刘呈呈
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

无烟电烙铁作品简介

一、项目概述

“无烟电烙铁”是针对传统电烙铁在焊接过程中产生有害气体的问题，设计研发的一款具备过滤功能的新型电烙铁。该作品旨在通过创新结构设计减少铅烟等有毒物质对操作者的健康危害，同时提升焊接效率与安全性。

二、设计背景与意义

背景分析

焊接作为一项古老的工艺，在现代电子工业中仍不可或缺。然而，随着电子元器件向小型化、高密度化发展，手工焊接难度显著增加。传统电烙铁在焊接时使用的焊锡丝（尤其含铅材料）受热后会产生铅蒸汽和松香颗粒，长期吸入可能导致职业性铅中毒，引发神经衰弱、记忆力减退等健康问题。尽管无铅焊锡逐步推广，但其仍含微量铅元素，且焊接温度更高，操作风险未根本解决。

创新意义

本作品通过内置高效过滤系统，直接从源头吸附焊接时产生的有毒气体，降低操作环境中的污染物浓度，为电子焊接工作者提供更安全的工具选择。其设计兼顾实用性与健康防护，符合环保趋势，尤其适用于实验室、维修车间等长期焊接场景。

三、产品核心特点

1.
一体化过滤设计

在烙铁头部集成导气管与可更换滤芯，通过HEPA滤网（过滤效率99.7%）和活性炭双层过滤，有效吸附0.3微米以上的颗粒物及化学烟雾：
2.
人性化操作体验
- 单手即可完成送锡、焊接、过滤全流程，手柄内置滑轮控制焊锡丝进给，精准省力；
- 温度可控范围100℃–400℃，配备指示灯实时显示加热状态，适应不同元器件焊接需求。
3.
模块化结构

采用分体式设计，滤芯、发热芯等核心组件可快速更换，延长使用寿命。下图展示了过滤头与烙铁笔端的连接结构：

四、技术实现与创新

结构设计

作品由烙铁头、发热芯、导气管、滤芯、手柄（含电路板与温控系统）等部件构成。焊接时产生的气体经隔热层进入导气管，由滤芯净化后排出，避免直接扩散至操作区域。整体结构紧凑，与传统电烙铁外观相近，无需改变用户操作习惯。

关键技术亮点

温控精度：采用热电偶传感器，控温精度达±5%，避免高温损伤精密元件；
送锡机制：通过橡胶圈与焊锡丝间的摩擦实现平稳送锡，减少操作抖动；
VR可视化支持：基于CADbro软件生成三维模型与爆炸图，便于结构分析与演示。

五、应用场景与价值

适用领域：电子维修、PCB板焊接、实验室教学、小型元器件加工等；
社会价值：推动绿色焊接工具发展，降低职业健康风险，为电子工业微型化趋势提供安全支持；
经济性：滤芯可拆卸更换，维护成本低，长期使用性价比显著高于传统电烙铁。

六、总结

“无烟电烙铁”将健康防护理念融入工具设计，通过创新过滤系统解决了焊接过程中的气体污染问题。作品不仅体现了团队在机械结构、材料应用与电子控制方面的综合能力，也为手工焊接工具的升级提供了新思路。未来可进一步优化滤芯材料与能耗管理，拓展其在工业领域的应用潜力。