眼镜点焊的基本知识

随着生产和科学技术的不断发展,目前金属焊接方法的种类很多,按照焊接过程的特点区分,主要可以归纳为三大类:熔焊、压焊、钎焊。在金属焊接中,把待焊接材料和被焊接材料称之为母材。除了母材以外,部分焊接还需要填充金属以及焊料。在眼镜加工中,镜框、脚丝、铰链等都是母材;焊料是易熔化,具有良好强度、塑性以及润湿性的银片。

1、眼睛点焊的基本知识

a、熔焊

焊接过程中母材和填充金属都熔化,二者是化学结合,熔焊主要包括手工焊、等离子焊、激光焊的等。

b、压焊

焊接时不用焊料,被连接金属间是化学或物理结合,焊缝窄、影响区域小。压焊主要包括电阻闪光焊、摩擦焊、冷压焊等。

c、钎焊

与熔焊相似,但本质的区别是钎焊温度低于母材温度,焊接时钎料熔化而母材不熔化,两者之间是物理结合。

钎焊属于固相连接,它与熔焊方法不同,钎焊时母材不熔化,并采用比母材熔化温度低的钎料。当当被连接的零件和钎料加热到钎料熔化后,利用液态钎料在母材表面润湿、铺展与母材相互溶解和扩散,在母材间隙中润湿、毛细流动、填缝,与母材相互溶解和扩散而实现零件间的连接。

眼镜生产中俗称中的点焊,从原理上定义属于钎焊范围。在焊接时,母材,即眼镜的被焊接和待焊接工件,如镜框、脚丝、铰链不熔化;而钎料,即银片熔化,母材通过钎料的熔化实现焊接。由于焊接时,焊枪和母材接触,所以接触焊的范围,并且在焊接时,焊接位置多呈点状,故被称之为“点焊”。

2、钎焊独具的优点:

a、钎焊加热温度较低,对母材组织和性能影响较小。

b、钎焊接头平整光滑,外形美观。

c、焊件变形较小,尤其是采用均匀加热的钎焊方法,可将焊件的变形减小到最低程度,保证焊件的尺寸精度。

d、某些钎焊方法一次可焊成几十条和成百条钎缝,生产率高。

e、可以实现异种金属或合金、金属与非金属的连接。

但是,钎焊也有其自身的缺点,钎焊接头强度比较低、耐热能力比较差,并且由于母材与钎料成分相差较大而引起的电化学腐蚀致使耐蚀力较差及装配要求比较高等。

3、点焊的要求

在金属架加工中,点焊是十分关键的工序,点焊的质量好坏直接影响金属架的质量好坏、档次高低等。

金属架中需点焊的部位很多,凡不采用螺纹连接的金属配件都采用点焊连接,如鼻梁、脚丝、酒杯、臼角、包脚头、对口铰、双牙、单牙等。

点焊需要配备的焊膏有黑色和白色两种,易溶于水,主要起保护作用,阻止被焊金属受热变黑甚至变形、熔化,点焊需要配备的银片是成捆的窄、薄金属条,高温下易熔化,并能反复加热熔化、冷却固化,起焊接作用。

高频点焊机的结构和外形是几个相同的,仅焊头根据眼镜生产厂家点焊的具体配件和具体位置而不同,并且眼镜生产厂家会根据自己实际的生产情况设计相应的夹具来配合点焊作业,例如点焊臼角和点焊鼻梁的夹具就不相同,点焊脚丝和点焊组合铰链的夹具也不相同。

4、钎焊辅料

钎焊除了母材之外,还需要配套的辅料,包括焊膏、点焊水和银片(即钎料,又称焊丝)。眼镜企业中常用的焊膏有国产和进口之分,颜色包括白色、黑色、蓝色、棕色以及红色等多种。点焊水为18号点焊水,添加到焊膏中,防止焊膏干燥、硬化。

银片是钎焊中的重要辅料,根据其含银量的不同又分为高温焊丝和低温焊丝两种。高温焊丝的含银量较高,可达60%,为银白色;低温焊丝的含银量较低,为45%左右,颜色偏黄;有的银片含银量更低,仅15%,颜色更黄。含银量过低的银片焊接性能差,接口处强度的低,不牢固,在受力稍大的情况下就可能断裂。由于含银量越高,焊丝的价格越昂贵,因此眼镜企业多用含银量为45%的焊丝作为点焊用银片。

在眼镜点焊过程中,采用高温焊丝或低温焊丝对眼镜的整体质量并没有什么影响,仅点焊包脚头及臼角时有所区分。

5、材料的钎焊性及常见眼镜材料钎焊方法

材料的钎焊性是是指材料在一定的钎焊条件下获得优质接头的难易程度。对某种材料而言,采用的钎焊工艺越简单,钎焊接头的质量越好,则该材料的钎焊性就较好;反之,如果采用复杂的钎焊工艺也难获得优质接头,那么该材料的钎焊性就较差。

影响材料钎焊性的首要因素就是材料本身的性质。例如,铜和铁的表面氧化物稳定性而低而且易去除,因而铜和铁的钎焊性好;铝的表面氧化物非常致密稳定而难以去除,因而铝的钎焊性差。

另外,材料的钎焊性可以从工艺因素(包括采用何种钎料、钎剂和钎焊方法)来考察。例如,大多数钎料对铜和铁的润湿作用都比较好,而对钨和锰的润湿作用差,故铜和铁的钎焊性好,而钨和锰的钎焊性差;又如钛及其合金同大多数钎料作用后会在界面区形成脆性化合物,故钛的钎焊性差;再如低碳钢在炉中钎焊时对保护气氛的要求较低,而含铝、钛的高温合金只有在真空钎焊时才能获得良好的接头,故低碳钢的钎焊性好,而高温合金的钎焊性差。总而言之,材料的钎焊性不但决定于材料本身,而且与钎焊、钎剂和钎焊方法有关,因此必须根据具体情况进行综合评定。

正是由于不同材料的钎焊性不同,钎焊时采用的工艺也就不同。普通金属架多为白铜、不锈钢及其合金等材料,其钎焊性好,采用普通钎焊工艺即可实现钎焊加工;而钛金属的钎焊性差,需采用真空钎焊,所以钛架眼镜生产时,其钎焊工艺采用氩气实现真空钎焊。

6、钎剂的成分和作用

普通金属架点焊时,除了母材和钎料之外,还需要钎剂,俗称焊膏。钎剂的主要成分是氟化物、氯化物等,主要作用是去膜、助流、保护。

在钎焊过程中,母材即使经过焊前处理,表面也还会有一些残留的油膜或者其他污渍等,使用钎剂能更彻底地清洁母材表面,从而起到助流的作用。同时,钎焊时,钎剂还能保护母材,防止母材在钎焊过程中变黑。

一般金属钎焊,焊接完成之后还要进行后续处理,清除钎剂。但在金属眼镜架生产中,由于钎焊的面积小,钎剂挥发快,因此不需要再进行清除钎剂的工作。

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