不銹鋼眼鏡架的焊接工藝

不銹鋼眼鏡架的焊接工藝

                                               王海彬   杜軍平

摘要   本文主要分析了不銹鋼眼鏡架焊接過程中常見問題形成原因及解決辦法，針對全框、半框、無框不銹鋼眼鏡架的焊接問題進行分析。介紹各種不銹鋼的釬焊性能及特點，不銹鋼焊線的選擇方法。討論焊接工藝對眼鏡架后續(xù)工藝的影響。針對眼鏡行業(yè)一些廠家提出的不銹鋼眼鏡架的釬焊質(zhì)量問題,對生產(chǎn)現(xiàn)場進行分析、研究、試驗,根據(jù)不銹鋼鏡架釬焊的特點,確定釬焊工藝改進措施.改進后的釬焊工藝大大提高了鏡架釬焊的成品率,焊腳光滑美觀,完全滿足眼鏡生產(chǎn)廠家的釬焊鏡架的技術(shù)要求.該工藝控制、操作簡單易行,在眼鏡行業(yè)近百家眼鏡生產(chǎn)廠應(yīng)用,效果顯著.可在更多眼鏡生產(chǎn)廠家推廣應(yīng)用.

關(guān)鍵詞   不銹鋼   眼鏡架   銀焊線   高溫焊線   釬焊   燒焊 銀焊條 銀焊絲

0 前言

白銅、黃銅和蒙料的焊接性能接好，機加工性能優(yōu)良，比普通鐵皮架彈性好，制作的眼鏡美觀大方，在90年代眼鏡制造業(yè)得到大量應(yīng)用。但是銅合金眼鏡存在著許多缺點：由于銅合金比重較大，制造的眼鏡配戴時經(jīng)常在鼻梁處造成壓痕；銅合金的抗腐蝕性能較差，鼻梁處經(jīng)常出現(xiàn)銅綠，眼鏡架電鍍層易脫落；銅合金的比強度較低，眼鏡架易變形。由于能源的日趨緊張，有色金屬價格飛漲，造成銅合金眼鏡架成本飛漲。隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的改善，人們對于眼鏡的裝飾及時尚功能要求越來越高，不銹鋼材質(zhì)鏡架具有纖細、美觀、彈性好、耐腐蝕、重量輕、材料便宜的特點,深受人們喜愛，近幾年在眼鏡行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，是目前配光架的主要材質(zhì)。然而, 由于不銹鋼的種類繁多，其釬焊性較銅合金差。由于不銹鋼表面氧化皮較難去除，不銹鋼鏡架的釬焊一直是困擾眼鏡制造商的難題。在一段時間內(nèi)影響了不銹鋼材質(zhì)的應(yīng)用。南方某眼鏡制造廠焊接不銹鋼鏡架脫焊率一度達到70%，我公司與該廠合作針對不銹鋼鏡架釬焊時出現(xiàn)的問題做了一些研究。

1 不銹鋼的種類及其釬焊性能

常見的不銹鋼可分為四大類：奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼。如表1-1所示

不銹鋼的釬焊與其釬焊性能密切相關(guān)，了解不銹鋼的各種釬焊性能，對于釬焊工藝的制定，有著至關(guān)重要的作用。各種不銹鋼的釬焊性能如表1-2所示。

1-1 不銹鋼特性

1-2 不銹鋼的釬焊特性

2. 釬焊材料的選擇

根據(jù)不銹鋼的釬焊特性及眼鏡的性能要求及造價的不同，用于不銹鋼眼鏡的釬焊材料主要是銀基釬料。其中銀銅鋅鎳及銀銅鋅鎘釬料應(yīng)用*廣，常用的銀釬料見表2-1。

釬焊不含鎳的不銹鋼時，接頭在潮濕空氣中會發(fā)生縫隙腐蝕，為了防止出現(xiàn)這種現(xiàn)象，應(yīng)選用含鎳較多的釬料，如5081、GS107、GS108。這時釬縫與母材間形成明顯的過渡層，釬縫和鋼之間結(jié)合良好，電極電位過渡比較平緩，因而提高了抗腐蝕性能。

釬焊馬氏體不銹鋼時，為了保證母材不發(fā)生退火軟化現(xiàn)象，須在不高于650℃的溫度下進行釬焊，應(yīng)選用GS105、5081等。

釬焊奧氏體不銹鋼時，

加工方法主要由零件加工、裝配、拋光和表面處理四道工序組成：

1．一副眼鏡架通常由二、三十種零件組成，主要有鏡圈、中梁、莊頭、鏡腳、鼻托、鉸鏈、鎖緊塊和螺絲等等。零件材料的性能及尺寸精度直接決定了后道工序的加工工藝及*終產(chǎn)品質(zhì)量，因而零件加工工序至關(guān)重要。對構(gòu)成眼鏡零件金屬材料的選擇主要以材料指標(biāo)優(yōu)劣為依據(jù)，即：機械性能(包括強度、彈性、塑性)、工藝性(包括冷、熱加工成型性)、耐腐蝕性、焊接性、切削加工性、耐磨性、電鍍性、色度等。眼鏡金屬材料的不斷發(fā)展都是圍繞以上性能進行研究、提高來加以實現(xiàn)的 。

2．所有的眼鏡裝配主要是通過螺絲連接和焊接連接兩種方法將各種零件組裝在一起，一副普通眼鏡一般有8～16個焊點，是眼鏡裝配的主要工藝，目前眼鏡焊接主要有兩種方法：高頻釬焊和電阻釬焊。高頻釬焊主要適用于不銹鋼等鐵磁性材料的焊接，一般使用高溫焊線；電阻釬焊主要適用于銅合金等非感應(yīng)加熱材料的焊接，一般使用低溫焊線。焊接時一些常見的問題及解決辦法如

● 眼鏡制造廠在鏡架燒焊過程中常見的問題及形成原因：

1． 燒焊時，焊縫不飽滿。

焊縫不飽滿是由于焊料沒有完全附著，造成的原因可能是由于鏡架燒焊處的間隙太大，或是加焊料不足，或因焊膏受到不純物品阻礙而無法填滿全部間隙。

2． 燒焊時，焊縫表面不光滑，有時有針孔、砂眼出現(xiàn)。

焊后表面粗糙是因為燒焊時加熱過高，引起焊料蒸發(fā)；針孔、砂眼的出現(xiàn)是由于加熱不足或不純物（雜質(zhì)）的介入?；蛴捎诮宇^處無工裝夾具，多次重溶造成，建議選用含銀較高的焊料燒焊，可以避免上述問題。

3． 燒焊時，焊料流出焊縫以外。

這是由于焊膏加的過多或銀焊料使用的過多，或焊料的流動性過好造成的。

4． 燒焊后，焊縫容易開焊。

A． 焊縫處的開焊，主要是由于焊后急劇冷卻，或焊料未凝固時移動而發(fā)生工件錯位，還有因為天氣酷寒或氣溫變化較大時也可能開裂。另外，焊前結(jié)合處如果沒有清洗干凈、工件表面氧化較嚴(yán)重時，會造成假焊。

B． 母材過分加熱，使母材本身的組織發(fā)生變化，或母材內(nèi)部份易熔金屬揮發(fā)燃燒，造成焊縫開裂。

C． 母材材質(zhì)不均勻，加熱時引起熱引力，導(dǎo)致焊縫開焊。

D． 燒焊時，由于加熱時間過長，引起母材晶粒長大，造成脆斷。

5． 電鍍后或酸洗后焊縫開焊。

1） 由于電鍍時，[H⁺]會吸附在母材上析出，造成氫脆；酸洗時有時焊縫處會有殘酸留存，造成原電池腐蝕；有時是因為焊縫處有砂眼，電鍍時易造成開焊。

2）焊縫處在燒焊時加焊料過少，沒有形成R角，酸洗時容易尖角腐蝕，造成脫焊。

● 解決辦法及注意事項：

1． 應(yīng)控制焊縫間隙在0.05－0.13mm。

2． 定要將焊接處表面清潔干凈（除去油污及氧化皮）和選擇合適的焊膏（低溫和高溫），不銹鋼及鈦的清洗見附頁。

3． 設(shè)計眼鏡時，要考慮到焊接接頭設(shè)計的合理性。

4． 高檔眼鏡焊后要徹底清除焊膏，**選用開水清洗，否則電鍍時會破壞鍍層。

5． 焊接不銹鋼及鈦合金時，氧化膜層較厚，要徹底除銹、除油。燒焊過程中時間要盡可能短。

6． 加熱時要普遍到溫，焊接缺陷很多是由于加熱不平衡或加熱不足引起的焊接后的冷卻方法與所需時間需留意。

焊料的選擇

不小焊點：需要強度特別高，選用GS108高溫焊線，如：小中梁、不銹鋼螺絲、三件頭。需要強度高，選用GS107高溫焊線。

大焊點：需要流動性好，外觀光滑，如：鋼片架、莊頭、夾口，選用GS106；如需要兼顧焊縫強度，則選用GS107。

不銹鋼－蒙料：

大焊點：需要流動性好，選用GS106。

小焊點：需要強度高，選用GS107或GS101。

不銹鋼－白銅的焊接：

大焊點：選用GS107或GS106，要求焊線溫度低，流動性好。

小焊點：選用GS107，強度相對較高。

強力焊線與國外其他焊線相比

1． 價格便宜，每公斤與同類焊線相比，便宜200～300元。

2． 可以開增值稅票，使焊線價格進一步下降。

3． 技術(shù)服務(wù)與售后服務(wù)是同類產(chǎn)品無法相比的，有焊接專業(yè)人士負(fù)責(zé)技術(shù)服務(wù)。

4． 性能穩(wěn)定，性能已接近或部分優(yōu)于同類產(chǎn)品。

附不銹鋼酸洗工藝：

1、酸洗：先在除臘液中清洗油污，清水洗干凈后，在（10％硝酸溶液＋5克/升鹽）中浸泡1分鐘，到不銹鋼表面顏色變暗，取出后用熱水清洗干凈。

2、酸洗干凈后，將工件放入不銹鋼酸化防止液（神仙水）中浸泡，取出后即可燒焊。