不锈钢眼镜架的焊接工艺

                                               王海彬   杜军平

摘要   本文主要分析了不锈钢眼镜架焊接过程中常见问题形成原因及解决办法，针对全框、半框、无框不锈钢眼镜架的焊接问题进行分析。介绍各种不锈钢的钎焊性能及特点，不锈钢焊线的选择方法。讨论焊接工艺对眼镜架后续工艺的影响。针对眼镜行业一些厂家提出的不锈钢眼镜架的钎焊质量问题,对生产现场进行分析、研究、试验,根据不锈钢镜架钎焊的特点,确定钎焊工艺改进措施.改进后的钎焊工艺大大提高了镜架钎焊的成品率,焊脚光滑美观,完全满足眼镜生产厂家的钎焊镜架的技术要求.该工艺控制、操作简单易行,在眼镜行业近百家眼镜生产厂应用,效果显著.可在更多眼镜生产厂家推广应用.

关键词   不锈钢   眼镜架   银焊线   高温焊线   钎焊   烧焊 银焊条 银焊丝

0 前言

白铜、黄铜和蒙料的焊接性能接好，机加工性能优良，比普通铁皮架弹性好，制作的眼镜美观大方，在90年代眼镜制造业得到大量应用。但是铜合金眼镜存在着许多缺点：由于铜合金比重较大，制造的眼镜配戴时经常在鼻梁处造成压痕；铜合金的抗腐蚀性能较差，鼻梁处经常出现铜绿，眼镜架电镀层易脱落；铜合金的比强度较低，眼镜架易变形。由于能源的日趋紧张，有色金属价格飞涨，造成铜合金眼镜架成本飞涨。随着科技的发展和人民生活水平的改善，人们对于眼镜的装饰及时尚功能要求越来越高，不锈钢材质镜架具有纤细、美观、弹性好、耐腐蚀、重量轻、材料便宜的特点,深受人们喜爱，近几年在眼镜行业得到广泛应用，是目前配光架的主要材质。然而, 由于不锈钢的种类繁多，其钎焊性较铜合金差。由于不锈钢表面氧化皮较难去除，不锈钢镜架的钎焊一直是困扰眼镜制造商的难题。在一段时间内影响了不锈钢材质的应用。南方某眼镜制造厂焊接不锈钢镜架脱焊率一度达到70%，我公司与该厂合作针对不锈钢镜架钎焊时出现的问题做了一些研究。

1 不锈钢的种类及其钎焊性能

常见的不锈钢可分为四大类：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢。如表1-1所示

不锈钢的钎焊与其钎焊性能密切相关，了解不锈钢的各种钎焊性能，对于钎焊工艺的制定，有着至关重要的作用。各种不锈钢的钎焊性能如表1-2所示。

1-1 不锈钢特性

1-2 不锈钢的钎焊特性

2. 钎焊材料的选择

根据不锈钢的钎焊特性及眼镜的性能要求及造价的不同，用于不锈钢眼镜的钎焊材料主要是银基钎料。其中银铜锌镍及银铜锌镉钎料应用*广，常用的银钎料见表2-1。

钎焊不含镍的不锈钢时，接头在潮湿空气中会发生缝隙腐蚀，为了防止出现这种现象，应选用含镍较多的钎料，如5081、GS107、GS108。这时钎缝与母材间形成明显的过渡层，钎缝和钢之间结合良好，电极电位过渡比较平缓，因而提高了抗腐蚀性能。

钎焊马氏体不锈钢时，为了保证母材不发生退火软化现象，须在不高于650℃的温度下进行钎焊，应选用GS105、5081等。

钎焊奥氏体不锈钢时，

加工方法主要由零件加工、装配、抛光和表面处理四道工序组成：

1．一副眼镜架通常由二、三十种零件组成，主要有镜圈、中梁、庄头、镜脚、鼻托、铰链、锁紧块和螺丝等等。零件材料的性能及尺寸精度直接决定了后道工序的加工工艺及*终产品质量，因而零件加工工序至关重要。对构成眼镜零件金属材料的选择主要以材料指标优劣为依据，即：机械性能(包括强度、弹性、塑性)、工艺性(包括冷、热加工成型性)、耐腐蚀性、焊接性、切削加工性、耐磨性、电镀性、色度等。眼镜金属材料的不断发展都是围绕以上性能进行研究、提高来加以实现的 。

2．所有的眼镜装配主要是通过螺丝连接和焊接连接两种方法将各种零件组装在一起，一副普通眼镜一般有8～16个焊点，是眼镜装配的主要工艺，目前眼镜焊接主要有两种方法：高频钎焊和电阻钎焊。高频钎焊主要适用于不锈钢等铁磁性材料的焊接，一般使用高温焊线；电阻钎焊主要适用于铜合金等非感应加热材料的焊接，一般使用低温焊线。焊接时一些常见的问题及解决办法如

● 眼镜制造厂在镜架烧焊过程中常见的问题及形成原因：

1． 烧焊时，焊缝不饱满。

焊缝不饱满是由于焊料没有完全附着，造成的原因可能是由于镜架烧焊处的间隙太大，或是加焊料不足，或因焊膏受到不纯物品阻碍而无法填满全部间隙。

2． 烧焊时，焊缝表面不光滑，有时有针孔、砂眼出现。

焊后表面粗糙是因为烧焊时加热过高，引起焊料蒸发；针孔、砂眼的出现是由于加热不足或不纯物（杂质）的介入。或由于接头处无工装夹具，多次重溶造成，建议选用含银较高的焊料烧焊，可以避免上述问题。

3． 烧焊时，焊料流出焊缝以外。

这是由于焊膏加的过多或銀焊料使用的过多，或焊料的流动性过好造成的。

4． 烧焊后，焊缝容易开焊。

A． 焊缝处的开焊，主要是由于焊后急剧冷却，或焊料未凝固时移动而发生工件错位，还有因为天气酷寒或气温变化较大时也可能开裂。另外，焊前结合处如果没有清洗干净、工件表面氧化较严重时，会造成假焊。

B． 母材过分加热，使母材本身的组织发生变化，或母材内部份易熔金属挥发燃烧，造成焊缝开裂。

C． 母材材质不均匀，加热时引起热引力，导致焊缝开焊。

D． 烧焊时，由于加热时间过长，引起母材晶粒长大，造成脆断。

5． 电镀后或酸洗后焊缝开焊。

1） 由于电镀时，[H⁺]会吸附在母材上析出，造成氢脆；酸洗时有时焊缝处会有残酸留存，造成原电池腐蚀；有时是因为焊缝处有砂眼，电镀时易造成开焊。

2）焊缝处在烧焊时加焊料过少，没有形成R角，酸洗时容易尖角腐蚀，造成脱焊。

● 解决办法及注意事项：

1． 应控制焊缝间隙在0.05－0.13mm。

2． 定要将焊接处表面清洁干净（除去油污及氧化皮）和选择合适的焊膏（低温和高温），不锈钢及钛的清洗见附页。

3． 设计眼镜时，要考虑到焊接接头设计的合理性。

4． 高档眼镜焊后要彻底清除焊膏，**选用开水清洗，否则电镀时会破坏镀层。

5． 焊接不锈钢及钛合金时，氧化膜层较厚，要彻底除锈、除油。烧焊过程中时间要尽可能短。

6． 加热时要普遍到温，焊接缺陷很多是由于加热不平衡或加热不足引起的焊接后的冷却方法与所需时间需留意。

焊料的选择

不小焊点：需要强度特别高，选用GS108高温焊线，如：小中梁、不锈钢螺丝、三件头。需要强度高，选用GS107高温焊线。

大焊点：需要流动性好，外观光滑，如：钢片架、庄头、夹口，选用GS106；如需要兼顾焊缝强度，则选用GS107。

不锈钢－蒙料：

大焊点：需要流动性好，选用GS106。

小焊点：需要强度高，选用GS107或GS101。

不锈钢－白铜的焊接：

大焊点：选用GS107或GS106，要求焊线温度低，流动性好。

小焊点：选用GS107，强度相对较高。

强力焊线与国外其他焊线相比

1． 价格便宜，每公斤与同类焊线相比，便宜200～300元。

2． 可以开增值税票，使焊线价格进一步下降。

3． 技术服务与售后服务是同类产品无法相比的，有焊接专业人士负责技术服务。

4． 性能稳定，性能已接近或部分优于同类产品。

附不锈钢酸洗工艺：

1、酸洗：先在除腊液中清洗油污，清水洗干净后，在（10％硝酸溶液＋5克/升盐）中浸泡1分钟，到不锈钢表面颜色变暗，取出后用热水清洗干净。

2、酸洗干净后，将工件放入不锈钢酸化防止液（神仙水）中浸泡，取出后即可烧焊。