专利名称：一种金属眼镜架的激光微创焊接方法
所属领域本发明涉及眼镜架的修理领域，尤其是一种金属眼镜架激光微创焊接方法。
背景技术：
目前，由于金属材料具有韧性好、弹性度高、不易折断和变形、耐磨、表面光洁、重量轻等优点，金属作为生产制造眼镜架的主要材料已被广泛地使用，尤其是有色金属如黄铜、白铜、镍合金、钛及K金等材料更受广大使用者的欢迎。但是在实际使用过程中，由于配戴者使用不当或受外力影响，常常会导致眼镜架断裂或脱焊，而眼镜架损坏后的修理却成为眼镜使用者头疼的问题。
如今，国内外对金属眼镜架的修理，主要是采用传统的风焊焊接修理法。由于在风焊焊接过程中，需要采用在660摄氏度以上的高温下较长时间的加温方法使断裂部位所需填充的焊条熔化，因而导致在金属眼镜架的断裂处的周围产生大面积的高温氧化现象，一方面使眼镜架原先光洁的表面发黑，影响到修复后的美观；另一方面焊接部位因在高温下长时间加热而使其金属内部的分子结构改变而使金属产生变软或变脆的现象，降低了眼镜架的强度。再者，风焊形成的焊点很大，严重破坏了眼镜架的整体美观性；总之经传统风焊焊接修理后金属眼镜架将极大的影响了眼镜架的外表美观及使用质量，给消费者带来了不便。
发明目的本发明的目的在于利用先进的激光技术对金属眼镜架的金属部分的断裂及脱焊提供一种操作快速便捷，焊点小、热影响区小，精度高、焊接质量优良且能保持焊接后金属眼镜架恢复如新的金属眼镜架激光微创焊接方法。
发明内容
针对传统风焊焊接方法的特点和不足，发明人采用激光焊接技术来对金属眼镜架的金属部位进行焊接修复，以克服或减少焊接修复对金属眼镜架外观及使用质量的影响。
激光焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光机的激光脉冲宽度，激光能量、峰值电流和工作频率等参数，使焊点熔化，形成特定的熔池，这种焊接法加快了焊接速度，熔池深度小、材料变形小、焊点小、焊缝窄、精度高，且焊接机不与被焊眼镜架接触，可以焊接难于接近的部位。施行这种非触接式焊接，能使焊接对眼镜架的影响减到最小。
由于金属眼镜架分为Ti或Ti合金和其它合金材料，因此根据金属眼镜架材料的不同来设定激光焊接的工艺参数和焊接材料就成为本发明的技术要点。
1.采用市场上销售的激光焊接机；2.将激光焊接机的参数及工作环境分别设定为A.工作频率4--10Hz；B.脉冲宽度5--15ms；C.激光能量100W以上；D.峰值电流90--140A；E.红光高度45--60％；F.激光触发选择2G.工作环境 温度10℃-40℃、湿度45％-75％、气压86-106Kpa3.对钛金属眼镜架可直接焊接，也可使用含钛焊条丝作填充剂，对合金眼镜架可选取与眼镜架金属部位材料相同或相近成份的合金焊条为填充料。
4.在焊接眼镜架时可在熔合的焊点表面均匀涂上硼酸粉。
5.将已清洗过的眼镜架对接端面放置于激光焊接机操控台上，将激光焊接机激光焦点光斑中心对准对接端面，启动激光焊接机，使其按已设定好的焊接参数产生所需激光进行一次次的点击焊。
6.为提高焊接质量，焊接时可用高强度氩气进行气体保护焊。
本发明效果本发明以激光技术为基础与传统的风焊技术相比较具有1、操作快速便捷的优点。若用传统风焊对钛金属眼镜架焊接需用时20-30分钟，激光焊接仅需5-10分钟便能完成，大大提高了工作的效率。
2、焊点小、精度高的优点。实验证明，传统焊接由于使焊点处在高温下长时间加温，会使焊点周围大面积氧化，其被氧化范围为2-4cm，而激光焊接其溶化斑点直径为0.2mm-0.82mm其受创范围仅为传统焊接的1％-2％，极大的提高了修理眼镜架后的美观程度。
3.焊接质量优良。传统焊接由于使焊接部位在高温中长时间加热会改变其金属内部分子结构，使其产生变软或发脆的现象，降低其抗拉强度，而经实现检测，激光焊接其焊接部位承受拉力不小于98N，其抗拉强度已达眼镜国家标准中对于焊接抗拉的优等品的指标。此外本发明操作快速便捷，简单易学易掌握。
本发明最佳实施实施例一钛及钛合金眼镜架的焊接方法钛是一种超轻量的金属，其机械性质极优，耐蚀性极佳，但不易电镀及焊接。钛和钛合金很适合用激光焊接，可获高质量、塑性好的焊接焊点。但是钛对氧化很敏感，在空气中加热会起氧化作用，对由氧气、氢气、氮气和碳原子所引起的间隙脆化也很敏感，所以要特别注意焊点的清洁和气体保护问题。
本发明以HAN’S LASER YAG W100型激光焊接机为例；焊机的具体操作步骤和参数选择如下1)开机，进入主菜单。内容包括参数设定、控制信息、能量信息、用产编程、保护状态。
2)点击参数设定进入参数设置页面，将其中工作频率设为4-10Hz，红光亮度设为45-60％，触发选择设为2。
3)点击用户编程进行波形数据列表显示页面，然后点击进入编辑数据页面，该页面显示该波形第1段的数据，将脉冲宽度设置为0ms，功率设为大于100W，峰值电流设为90-120A，然后切换至第二段波形将脉冲宽度设置为10-15ms，功率设为大于100W，峰值电流设为90-120A。
4)将所需焊接的钛金属眼镜架的焊接点置于激光焦点处光斑中心，使激光一次一次的点击焊点，使焊点处的缝隙均匀的熔合。
5)焊点处的气孔是钛金属焊接的一个主要问题，会影响其使用质量，消除气孔的主要途径为①焊接时用高纯度氩气进行气体保护，其纯度不应低于99.9％；②焊接点的对接端面必须认真进行机械处理，最好进行酸洗以清除杂质。
经以上步骤就能将断裂或脱焊的钛金属镜架进行微创焊接修理。
实施例二 合金眼镜架焊接合金眼镜架的材料与钛金属镜架不同，由于有各种不同的材料如黄铜，白铜，蒙耐尔，镍路合金，铝铜合金，K金等等使其更具有多样性与复杂性。由于合金材料的多样性若使用单一波形数据激光，用激光在焊点处点击熔合可获得理想的使用强度。
具体操作步骤和参数选择如下1.本发明以使用HAN’S LASER YAG W100型激光焊接机为例；2.选用含银量为55％-57％的银基焊料；3.将待修复的眼镜架的对接端面用酸液清洗。
4.1)进入菜单将工作频率设为4-10Hz，红光亮度设为45-60％，触发选择设为2。在波形第一段的数据中将脉冲宽度设为0ms，功率设为大于100W，峰值电流设为90-120A，将波形第2段的数据中脉宽设为4-7ms，功率设为大于100W，峰值电流设为100-140A，2)将所需焊接的合金眼镜架的焊接点置于激光焦点处光斑中心，使激光一次一次点击，使焊点处的缝隙熔合。
3)利用激光将银基焊料在焊点上点击，使其均匀熔合在焊点周围，再将硼酸粉均匀的涂在焊接点表面。
权利要求
1.一种金属眼镜架激光微创焊接方法，其特征在于，1)选用市场上销售的激光焊接机；2)将激光焊接机的参数及工作环境设定为A工作频率4-10HZB脉冲宽度5-15msC激光能量100W以上D峰值电流90-140AE红光亮度45-60％F激光触发选择2；3)可选择与眼镜架金属材料相同或相近成分的合金焊条为填充料；4)将待修复的眼镜架对接端面置于激光焊接机的激光焦点处光斑中心按设定的焊接参数进行激光点击焊接。
2.根据权利要求1所述的金属眼镜架激光微创焊接方法，其特征在于，将眼镜架的对接端面用酸液清洗。
3.根据权利要求1所述的金属眼镜架激光微创焊接方法，其特征在于，在激光焊接过程中用高纯度氩气进行气体保护。
4.根据权利要求1所述的金属眼镜架激光微创焊接方法，其特征在于，对钛或钛合金眼镜架的焊接修复时，选用以下参数1)HAN’S LASER YAG W100型激光焊接机；2)焊条丝用钛含量为92％以上的；3)激光焊接机参数为A工作频率4-10HZB脉冲宽度10-15msC激光能量100W以上D峰值电流90-120AE红光亮度45-60％F激光触发选择2；4)用纯氩气进行保护焊。
5.根据权利要求1所述的金属眼镜架激光微创焊接方法，其特征在于，对钛合金以外的合金眼镜架修复时，选用以下参数1)选用HAN’S LASEK YAG W100型激光焊接机；2)选用银含量为55％-57％的银基焊料；3)在焊接端面熔合后，在焊点的周围均匀地涂上硼酸粉；4)激光焊接机参数为A工作频率4-10HZB脉冲宽度5-7msC激光能量100W以上D峰值电流100-140AE红光亮度45-60％F激光触发选择2。
全文摘要
本发明涉及金属眼镜架金属部件的修理领域，尤其是一种金属眼镜架激光微创焊接方法，其主要技术特征是采用市场上销售的激光焊接机，根据眼镜架金属材料的情况，确定选择参数为工作频率4－10HZ，脉冲宽度5－15ms，激光能量100W以上，红光亮度45－60％，激光触发选择2，峰值电流强度90－140A，同时也采用与眼镜架材料相同或相近的合金焊条作为填充料进行激光焊接，为加强保护和提高焊接质量，可以选择在焊前用酸液清洗，焊接过程中增加氩气保护等方法。使用本发明方法修复的眼镜架焊点小，外观美观，质量可靠，使眼镜架经修理的影响下降到最低。此外，本发明方法具有操作方便、性能可靠等优点。
文档编号B23K35/32GK101085494SQ200610027308
公开日2007年12月12日 申请日期2006年6月6日 优先权日2006年6月6日
发明者王兆岗, 蓝金康 申请人:上海三联(集团)有限公司茂昌眼镜公司