螺柱焊

螺柱焊主要由螺柱焊電源和焊槍組成。

1.非常節(jié)省時(shí)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(kuò)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用潛力

在螺柱焊時(shí)起焊接過程是短時(shí)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(chǔ)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(kuò)展器可以焊接到受限制的垂直隔板上。

由于是短時(shí)間焊接且焊后很少變形，故不需要修整。

因?yàn)楹附拥慕Y(jié)構(gòu)不需要鉆孔，故不會(huì)造成泄漏。

螺柱焊的接頭可以達(dá)到很高的強(qiáng)度，即螺柱焊的接頭強(qiáng)度大于螺柱本身強(qiáng)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(jì)性

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

標(biāo)準(zhǔn)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(fèi)用相對較低。

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

螺柱焊具有較高的質(zhì)量再現(xiàn)率和較小的廢品率。

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

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

儲(chǔ)能式螺柱焊機(jī)

儲(chǔ)能式螺柱焊機(jī)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(shí)間，以瞬間低電壓-強(qiáng)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(gè)過程持續(xù)約1-10ms。

儲(chǔ)能式螺柱焊機(jī)的工作原理簡圖如下：

儲(chǔ)能式螺柱焊機(jī)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)橹绷麟姡?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(chǔ)能電容6瞬間釋放全部電量完成整個(gè)焊接過程。

儲(chǔ)能式螺柱焊機(jī)廣泛運(yùn)用于鈑金工程、電子業(yè)開關(guān)柜、試驗(yàn)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(jī)、玻璃幕墻結(jié)構(gòu)和絕緣技術(shù)等。

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(huì)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(yàn)確定可焊性和產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相關(guān)檢驗(yàn)評定可能性。

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(dāng)螺柱與工件被加熱到合適溫度時(shí)，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(chǔ)能電弧螺柱焊兩種基本方法。

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(shí)現(xiàn)的焊接?？刹捎迷驓獗Ｗo(hù)，但也可不加保護(hù)。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(shí)控制器進(jìn)行操作。也可利用電容器充放電原理實(shí)現(xiàn)，稱“電容儲(chǔ)能螺柱焊”。

螺柱焊機(jī)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(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、效率高和質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)。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(jī)工作原理的不同，一般將螺柱焊機(jī)分為儲(chǔ)能式螺柱焊機(jī)和拉弧式螺柱焊機(jī)兩大類。

儲(chǔ)能式螺柱焊機(jī)

儲(chǔ)能式螺柱焊機(jī)是由焊接電源，整流器，儲(chǔ)能電容，控制器，焊槍，地線鉗，焊接電纜等部分組成。焊機(jī)通過控制電容充電獲得電壓，晶閘管放電完成焊接放電時(shí)間為1-3毫秒。其特點(diǎn)是時(shí)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(chǔ)能式螺柱焊機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷的三個(gè)階段：

1. 回路控制：即焊機(jī)的運(yùn)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(jī)設(shè)備采用此種控制方式。其優(yōu)點(diǎn)為產(chǎn)品成本及技術(shù)含量較低，產(chǎn)品較易被模仿，缺點(diǎn)是由于采用旋鈕無級調(diào)節(jié)電壓，當(dāng)環(huán)境溫度或工作溫度發(fā)生變化時(shí)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(jī)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(dāng)前充電電壓，無工作菜單。部分進(jìn)口螺柱焊機(jī)采用此種控制方式。其優(yōu)點(diǎn)是可以直觀了解當(dāng)前電壓值，生產(chǎn)成本及技術(shù)含量相對較低，其缺點(diǎn)同樣是在環(huán)境溫度或工作溫度發(fā)生變化時(shí)，充電電壓隨之變化，需通過旋鈕調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)達(dá)到要求電壓值。

3. 單片機(jī)智能控制：此種控制方式與前兩個(gè)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(dòng)補(bǔ)償?shù)裙δ?，采用觸摸式按鍵，數(shù)碼管顯示工作菜單，以及當(dāng)前額定充電量，部分進(jìn)口螺柱焊機(jī)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(jī)的成本及技術(shù)含量均較高，其優(yōu)點(diǎn)是人機(jī)交流界面友好，操作方便，充電精準(zhǔn)，當(dāng)電量自然流失后會(huì)得到自動(dòng)補(bǔ)償，不受溫度影響。

儲(chǔ)能式螺柱焊不用氣體保護(hù)，操作也比較簡單，很適合自動(dòng)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(dá)到8個(gè)/min，自動(dòng)焊為60個(gè)/min。

儲(chǔ)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(shí)間約1毫秒。焊接時(shí)，焊槍首先將螺釘提起一個(gè)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(qiáng)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(shí)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(shí)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(jī)

電弧螺柱焊機(jī)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(jī)。

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

比較先進(jìn)的控制方式是使用單片機(jī)智能控制，以便更精確地設(shè)置和適時(shí)控制焊接過程中的焊接電流、焊接時(shí)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(dòng)特性好，無疑是焊機(jī)的首選，但受大功率器件的限制，目前大容量的焊機(jī)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(jī)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(diǎn)。

電弧螺柱焊機(jī)主要用于螺柱圓柱頭（無頭）焊釘和異型釘?shù)暮附?，焊接直徑一般為?-30mm。短周期焊接主要應(yīng)用于汽車行業(yè)。螺柱（栓釘）焊接時(shí)一般用瓷環(huán)或氣體進(jìn)行保護(hù)，短周期焊接可以不用氣體保護(hù)，根據(jù)工藝要求進(jìn)行選配。