螺柱焊分析

1.非常節(jié)省時間和成本

所有螺柱焊的結(jié)構(gòu)不用鉆孔，沖孔，車螺紋，鉚接，擰螺紋和精整等步驟。

2.不斷擴展結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用潛力

在螺柱焊時起焊接過程是短時間，大電流和較小的熔深。因此，可以焊接到很薄的板材上。對于使用陶瓷環(huán)拉弧螺柱焊和短周期拉弧螺柱焊的板厚可以到1mm。電容放電拉弧螺柱焊可以到0.6mm，而儲能式螺柱可以到0.5mm。

螺柱焊的工件必須是從一側(cè)焊接。

能在全位置焊接，借助于擴展器可以焊接到受限制的垂直隔板上。

由于是短時間焊接且焊后很少變形，故不需要修整。

因為焊接的結(jié)構(gòu)不需要鉆孔，故不會造成泄漏。

螺柱焊的接頭可以達到很高的強度，即螺柱焊的接頭強度大于螺柱本身強度。

在鍍層或高合金板材焊接后，背面沒有印痕。

3.良好的經(jīng)濟性

螺柱焊相對于其他焊接方法的優(yōu)點，在于焊接功率上。對于批量生產(chǎn)的工件，在很短的焊接時間（3-980ms）內(nèi)可打到8-40個/min（根據(jù)不同直徑螺柱和不同焊接功率）。而自動送料螺柱焊機可以達到60個/min的超高效率。

標準的螺柱是低成本的。

螺柱焊設(shè)備和焊槍具有多種類型，設(shè)備的購置費用相對較低。

根據(jù)產(chǎn)品，可以制成多工位自動焊機，或高精度龍門式數(shù)控自動焊機。

螺柱焊具有較高的質(zhì)量再現(xiàn)率和較小的廢品率。

螺柱焊主要由螺柱焊電源和焊槍組成。

電弧螺柱焊的基本原理是在待焊螺柱與工件間引燃電弧，當螺柱與工件被加熱到合適溫度時，在外力作用下，螺柱送入工件上的焊接熔池形成焊接接頭。根據(jù)焊接過程中所用焊接電源的不同，傳統(tǒng)電弧螺柱焊可以分為普通電弧螺柱焊和電容儲能電弧螺柱焊兩種基本方法。

螺柱焊在應(yīng)用中要注意：螺柱焊也和其他熔化焊一樣，對鋼中的含碳量有一定限制——對于結(jié)構(gòu)鋼螺柱，含碳量應(yīng)在0.18%以內(nèi)，而母材的含碳量應(yīng)在0.2%以內(nèi)。

要根據(jù)螺柱焊的不同方法，按推薦的螺柱材料和母材組合可焊性施焊，否則螺柱和母材相互之間會有不熔性。

超出推薦范圍以外的螺柱材料和母材組合要通過試驗確定可焊性和產(chǎn)品設(shè)計要求進行相關(guān)檢驗評定可能性。

螺柱焊是將金屬螺柱或其他緊固件焊接在工件上的方法。實現(xiàn)螺柱焊接的方法有多種，如：拉弧式螺柱焊、儲能式螺柱焊、電阻焊、凸焊等。與之相對應(yīng)的焊機也有所不同，分別為拉弧式螺柱焊機、儲能式螺柱焊機、電阻焊機、凸焊機等。

螺柱焊機在國內(nèi)有多種非正規(guī)稱法，如種焊機，植焊機，種釘機，植釘機，螺釘焊機，螺絲焊機等等，均是指螺柱焊機。

儲能式螺柱焊機

儲能式螺柱焊機采用大容量電容作為焊接能量的來源，通過可控硅精確控制放電時間，以瞬間低電壓-強電流的方式將螺柱尖端迅速熔化，使螺柱和工作面間隙快速合并，將螺柱牢固的焊接在工作面上，整個過程持續(xù)約1-10ms。

儲能式螺柱焊機的工作原理簡圖如下：

儲能式螺柱焊機采用220V交流電，通過變壓器1降壓，再通過整流橋2將交流電變?yōu)橹绷麟?，?jīng)過雙向整流管3和充電電阻向電容6充電。由智能芯片精確控制可控硅5，使儲能電容6瞬間釋放全部電量完成整個焊接過程。

儲能式螺柱焊機廣泛運用于鈑金工程、電子業(yè)開關(guān)柜、試驗和醫(yī)療設(shè)備、食品工業(yè)、家電工業(yè)、通訊工程、工業(yè)全套炊具、辦公室和銀行設(shè)備、投幣式督貨機、玻璃幕墻結(jié)構(gòu)和絕緣技術(shù)等。

電弧螺柱焊，螺柱在陶瓷或石墨支撐圈內(nèi)引燃電弧得以加熱，然后加壓實現(xiàn)的焊接。可采用渣或氣保護，但也可不加保護。螺柱通常需加工成錐形并涂以引弧劑?？刹捎闷胀ɑ『鸽娫醇佣〞r控制器進行操作。也可利用電容器充放電原理實現(xiàn)，稱“電容儲能螺柱焊”。

螺柱焊機的產(chǎn)生和發(fā)展僅僅經(jīng)歷了幾十年的過程，螺柱焊具有全截面焊接、標準化作業(yè)、效率高和質(zhì)量可靠等優(yōu)點。隨著該工藝不斷的發(fā)展已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

根據(jù)螺柱焊機工作原理的不同，一般將螺柱焊機分為儲能式螺柱焊機和拉弧式螺柱焊機兩大類。

儲能式螺柱焊機

儲能式螺柱焊機是由焊接電源，整流器，儲能電容，控制器，焊槍，地線鉗，焊接電纜等部分組成。焊機通過控制電容充電獲得電壓，晶閘管放電完成焊接放電時間為1-3毫秒。其特點是時間短、熱變形小、很適合薄板的螺柱焊接，在造船、汽車、電控柜、櫥柜，幕墻，電梯配件等行業(yè)應(yīng)用很廣。

儲能式螺柱焊機的發(fā)展經(jīng)歷的三個階段：

1. 回路控制：即焊機的運行完全有模擬電路控制，電壓調(diào)節(jié)為旋鈕無級調(diào)節(jié)，無數(shù)碼管顯示工作菜單及電壓。目前國內(nèi)大多數(shù)已國產(chǎn)化的螺柱焊機設(shè)備采用此種控制方式。其優(yōu)點為產(chǎn)品成本及技術(shù)含量較低，產(chǎn)品較易被模仿，缺點是由于采用旋鈕無級調(diào)節(jié)電壓，當環(huán)境溫度或工作溫度發(fā)生變化時電壓隨之變化，不易控制焊接效果的一致性。

2. 回路控制帶電壓檢測：即螺柱焊機在第一階段基礎(chǔ)上，在充電部分加入充電電壓檢測模塊。電壓調(diào)節(jié)為旋鈕無級調(diào)節(jié)，數(shù)碼管顯示當前充電電壓，無工作菜單。部分進口螺柱焊機采用此種控制方式。其優(yōu)點是可以直觀了解當前電壓值，生產(chǎn)成本及技術(shù)含量相對較低，其缺點同樣是在環(huán)境溫度或工作溫度發(fā)生變化時，充電電壓隨之變化，需通過旋鈕調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)達到要求電壓值。

3. 單片機智能控制：此種控制方式與前兩個階段有較大的不同，由數(shù)字電路控制電容的充電，放電，掉電自動補償?shù)裙δ?，采用觸摸式按鍵，數(shù)碼管顯示工作菜單，以及當前額定充電量，部分進口螺柱焊機采用此種控制方式，國內(nèi)部分廠家也正在研制。該階段螺柱焊機的成本及技術(shù)含量均較高，其優(yōu)點是人機交流界面友好，操作方便，充電精準，當電量自然流失后會得到自動補償，不受溫度影響。

儲能式螺柱焊不用氣體保護，操作也比較簡單，很適合自動化生產(chǎn)線的要求，所以這種焊接技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車焊接生產(chǎn)線。螺柱焊接的生產(chǎn)率依賴于電容器的充電速度，手工焊可以達到8個/min，自動焊為60個/min。

儲能式螺柱焊有提升式螺柱焊和壓力式螺柱焊兩種。

提升式螺柱焊類似于拉弧式短周期電弧螺柱焊，很適合用于鋁螺柱和黃銅螺柱的焊接，其焊接時間約1毫秒。焊接時，焊槍首先將螺釘提起一個高度(此提升高度可以按照螺釘直徑的不同而隨意調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度為0.2mm)，隨后在彈簧的壓力下瞬間向下沖擊，強大的沖擊和電流通過焊釘頭部并使之熔化，使焊釘和工作面之間被離子化，通過焊釘和工作面之間間隙中的離子化產(chǎn)生電弧，其結(jié)果是在最短的時間內(nèi)(約1毫秒)使螺柱的法蘭盤浸入熔池，在氧化皮薄膜形成之前完成焊接過程。

壓力式螺柱焊的焊接時間約3毫秒，適合用于不銹鋼螺柱和低碳鋼鍍銅螺柱的焊接。

拉弧式螺柱焊機

電弧螺柱焊機是由焊接電源、控制器、焊槍、地線鉗、焊接電纜等部分組成。但大多數(shù)焊接設(shè)備的焊接電源都與控制器合并為一體，稱為主機。

與儲能式螺柱焊機的焊接原理不同，拉弧式螺柱焊機無電容充電過程，通過焊接電源放電，晶閘管控制放電時間來完成整個焊接過程，放電時間為5-500毫秒。

比較先進的控制方式是使用單片機智能控制，以便更精確地設(shè)置和適時控制焊接過程中的焊接電流、焊接時間等參數(shù)。

焊接電源一般為晶閘管控制的或逆變式的弧焊整流器。逆變式的拉弧焊整流器體積小、質(zhì)量輕、動特性好，無疑是焊機的首選，但受大功率器件的限制，目前大容量的焊機還是以晶閘管控制的弧焊整流器以主。但不論哪種結(jié)構(gòu)的焊接電源，其安全要求都應(yīng)符合GB15579.1的規(guī)定。用于電弧螺柱焊機的焊接電源應(yīng)具有高空載電壓70-100V）、高輸出電壓（≥44V）、陡升的焊接電流前沿、較小的內(nèi)阻抗等特點。

電弧螺柱焊機主要用于螺柱圓柱頭（無頭）焊釘和異型釘?shù)暮附樱附又睆揭话銥棣?-30mm。短周期焊接主要應(yīng)用于汽車行業(yè)。螺柱（栓釘）焊接時一般用瓷環(huán)或氣體進行保護，短周期焊接可以不用氣體保護，根據(jù)工藝要求進行選配。