螺柱焊接三种模式
螺柱焊接 分类(二)
螺柱焊接分类(二)
螺柱焊接分类
1. 焊接方式分类
•MIG焊接：通过电弧将电极熔化填充材料，同时使用氩气保护焊接区域。
•TIG焊接：使用钨极产生的高温电弧，通过手动添加填充材料完成焊接过程。
•电弧焊接：使用电极产生电弧，将工件连接在一起。
2. 焊接材料分类
•钢螺母焊接：适用于焊接钢螺母。
•铜螺塞焊接：适用于焊接铜螺塞。
•不锈钢螺柱焊接：适用于焊接不锈钢螺柱。
3. 焊接位置分类
•平焊接：将螺柱垂直于工件平面，进行焊接。
•竖直焊接：将螺柱水平放置，进行焊接。
•横焊接：将螺柱垂直于工件纵轴，进行焊接。
4. 焊接设备分类
•手持式焊接设备：通过手持焊枪进行螺柱焊接。
•机器人焊接设备：通过预设程序，由机器人进行螺柱焊接。
5. 焊接标准分类
•国际标准：根据国际组织制定的螺柱焊接标准。
•行业标准：根据具体行业需求制定的螺柱焊接标准。
•企业标准：根据企业内部要求制定的螺柱焊接标准。
以上是螺柱焊接的常见分类，根据不同的因素，可以将螺柱焊接
分为不同的类别。
了解不同分类可以帮助选择适当的焊接方法和设备，确保焊接质量和效率。
螺柱焊
螺柱焊（stud welding ）将螺柱一端与板件(或管件)表面接触并通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定压力完成焊接的方法。
螺柱焊钉螺柱焊（stud welding）是将螺柱一端与板件（或管件）表面接触，通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定压力完成焊接的方法。
电弧螺柱焊用圆柱头焊钉适用高层钢骨结构建筑、工业厂房建筑、公路、铁路、桥梁、塔架、汽车、能源、交通设施建筑、机场、车站、电站、管道支架、起重机械及其它钢结构等。
简介主要由螺柱焊电源和焊枪组成. 电弧螺柱焊的基本原理是在待焊螺柱与工件间引燃电弧，当螺柱与工件被加热到合适温度时，在外力作用下，螺柱送入工件上的焊接熔池形成焊接接头。
根据焊接过程中所用焊接电源的不同，传统电弧螺柱焊可以分为普通电弧螺柱焊和电容储能电弧螺柱焊两种基本方法螺柱焊原理分析螺柱焊是将金属螺柱或其他紧固件焊接在工件上的方法。
实现螺柱焊接的方法有多种，如：拉弧式螺柱焊、储能式螺柱焊、电阻焊、凸焊等。
与之相对应的焊机也有所不同，分别为拉弧式螺柱焊机、储能式螺柱焊机、电阻焊机、凸焊机等。
[1]螺柱焊机在国内有多种非正规称法，如种焊机，植焊机，种钉机，植钉机，植焊机，螺钉焊机，螺丝焊机等等，均是指螺柱焊机。
储能式螺柱焊机储能式螺柱焊机采用大容量电容作为焊接能量的来源，通过可控硅精确控制放电时间，以瞬间低电压-强电流的方式将螺柱尖端迅速熔化，使螺柱和工作面间隙快速合并，将螺柱牢固的焊接在工作面上，整个过程持续约1-3ms。
储能式螺柱焊机的工作原理简图如下：螺柱焊原理图储能式螺柱焊机采用220V交流电，通过变压器1降压，再通过整流桥2将交流电变为直流电，经过双向整流管3和充电电阻向电容6充电。
由智能芯片精确控制可控硅5，使储能电容6瞬间释放全部电量完成整个焊接过程。
储能式螺柱焊机广泛运用于钣金工程、电子业开关柜、试验和医疗设备、食品工业、家电工业、通讯工程、工业全套炊具、办公室和银行设备、投币式督货机、玻璃幕墙结构和绝缘技术等。
螺柱焊接技术
目前，我国汽车制造业主要应用的螺柱焊接技术是短周期拉弧式螺柱焊，辅以相关的自动控制设备，大幅提高了汽车的焊接质量，提升了汽车品质。
螺柱焊接技术由于具有快速、可靠、操作简单和成本低等优点，可替代铆接、钻孔、手工电弧焊和钎焊等连接工艺，可焊接碳钢、不锈钢、铝以及铜及其合金等金属，现在已广泛应用在汽车、船舶制造等领域。
我国应用螺柱焊接技术的历史不长，但是随着我国经济的快速发展和制造业水平的不断提高，螺柱焊接技术正被越来越多的国内企业所采用。
螺柱焊接技术及原理将螺柱或类似的金属柱状物及其他紧固件焊接在工件上的方法称为螺柱焊。
实现螺柱焊的方法有多种：电阻焊、摩擦焊、爆炸焊及电弧焊等。
目前应用最广泛的方法是电弧法螺柱焊，根据焊接电源的不同，可细分为储能式（电容放电）螺柱焊和拉弧式螺柱焊。
1．储能式螺柱焊储能式螺柱焊由充电电容放电提供焊接所需的能量，当电容放电时，螺柱和工件之间出现很短时间的电弧，电弧会熔化工件表面和螺柱顶端的少量金属，随后螺柱浸入熔池，熔化金属迅速冷却，形成焊接接头。
储能式螺柱焊的焊接时间极短，通常情况下在5ms 之内，无需保护气体；熔池浅，约0.1mm，工件背面无变形、压痕，适于薄板焊接；可用于焊接碳钢、不锈钢、铝、铜及其合金等金属；板厚与螺柱直径比可达1∶10。
储能式螺柱焊设备根据焊枪的配置不同，可分为接触式和间隙式两种。
接触式螺柱焊依靠焊枪内置弹簧压紧螺柱，工件和螺柱之间的距离由螺柱顶部小凸台来保证，当电容放电时，小凸台迅速气化，螺柱和工件之间出现电弧，电弧产生的热量使螺柱顶部形成熔化层，工件表面形成很浅的熔池。
在焊枪内置弹簧压力下，螺柱快速下沉，在3～4ms内，螺柱浸入熔池，电弧消失，熔池冷却迅速形成焊接接头（见图1）。
图1 接触式螺柱焊接过程间隙式螺柱焊接过程和接触式螺柱焊大致相同，不过与接触式的弹簧压紧螺柱与工件接触不同的是，间隙式是通过电动或气动的方式把螺柱从工件表面提升到一定距离，然后螺柱下沉，同时电容放电，螺柱与工件之间产生电弧。
螺柱焊的基本原理
螺柱焊的基本原理螺柱电弧焊（SW）是利用金属螺柱（可类似零件）与板状工件之间的电弧实现焊接的一种电弧焊方法。
这种方法不使用填充金属，可使用或不使用保护气体或焊剂，一般使用环绕螺柱端部的瓷环进行局部保护，通常在结合表面充分熔化的瓷环进行局部保护，通常在结合表面充分熔化施加一定的压力。
这种方法是20世纪30年代发明的。
图5.24示出了螺柱焊焊接实例。
螺柱焊有多种形式。
（1）螺柱焊的基本原理有很多人对螺柱焊是否是真正的电弧焊表示怀疑。
这种方法的应用领域非常窄，而且具有与上述种电弧焊方法不同的金属连接过程。
这种方法仅用于将一个预制螺柱（或类似零件）的一端焊接到工件上，它事实上是电弧焊和锻的组合方式。
焊接过程分为两步；首先螺柱端部与工件接触，通电后使电弧引燃，加热并熔化螺柱端部和工件的连接表面；螺柱端部和工件的连接表面充分熔化后，断电并立即施加一定的压力，将螺柱压向工件。
熔化的螺柱端部与工件表面上的熔池熔合，凝固后实现连接。
通常利用一个环绕在螺柱端部的瓷环进行局部保护，或利用涂覆在螺柱端部的一定成分的焊剂进行保护。
图5.25为螺柱焊焊接过程示意图。
首先用螺柱焊焊枪夹住螺柱，降低焊枪，使螺柱与工件接触（图（a)和图（b）}。
按下焊枪上的触发开关，接通焊接回路的电流。
焊接电流触发焊枪上的继电器，驱动螺柱离开工件表面，引燃电弧{图（c）、图(d)}。
控制回路中的计时器开始对电弧燃烧进行计时。
燃弧时间达到预定的时间后，切断焊接电流，焊枪上的电磁线圈释放，在弹簧力的作用下将螺柱太向工件表面上的熔池{图（c)}。
熔池凝固后形成焊缝。
然后，焊枪释放螺柱，瓷环破裂，露出焊缝{图（f)}.。
螺柱焊接方法分类及应用
螺柱焊接方法分类及应用——摘自《焊接设备选用手册》金属结构加工制造的高速发展和技术进步对将金属螺柱（或类似的金属紧固件如栓、钉、锚等）焊到板件（或管件）上去形成T形接头的连接方法不断提出新的要求，于是逐渐产生并形成了一种特殊的焊接技术，即螺柱焊，也称作植焊。
螺柱焊接技术虽然建立在其他成熟的焊接方法的原理基础上，但它毕竟有自己特殊的工艺规律及需要专用的设备，因而形成了一门有别于其他焊接技术的独立学科或技术分支。
实现螺柱焊接的方法根据热源分类，可以有电阻法、摩擦法、****法及电弧法等多种焊接方法。
这里指的是电弧法螺柱焊（stud arc welding），因为只有电弧法螺柱焊才有其技术及焊接设备的特殊性。
电弧法螺柱焊又根据所采用的供电电源可分为三大类螺柱焊接方法。
第一种是稳定的电弧法螺柱焊。
螺柱端部与工件之间，产生稳定的电弧过程，电弧作为热源在工件上形成熔池，同时在螺柱端部形成熔化层及塑性区，螺柱被夹持在焊枪中，靠焊枪中的弹簧压力或其他机械压力作用将螺柱压入熔池，并且将部分或全部熔化金属挤出熔池进入陶瓷环成形槽中，从而形成再结晶的塑性连接或再结晶和重结晶的混合连接接头。
这种螺柱焊的电源一般是具有下降伏安特性的弧焊整流器（可控及不可控整流器）、焊接逆变器或直流弧焊发电机。
如同焊条电弧焊一样，电弧放电是稳定而持续的电弧过程。
稳定的电弧法螺柱焊也称作电弧螺柱焊（arc stud welding）。
第二种是不稳定电弧法螺柱焊。
与前者的不同之处在于电弧的供电电源是电容器组。
电容器在螺柱端部与工件之间放电，实现螺柱焊接。
因为电容放电是不稳定的电弧过程，即电弧电压与焊接电源是瞬间变化着的，过程是不可控的。
这种不稳定的电弧法螺柱焊一般称作电容储能螺柱焊或电容放电螺柱焊（capacitance discharge stud welding）。
又因为用这种方法施焊的螺柱端部中心必须加工出一个凸尖，所以也有人称作尖端放电螺柱焊（peak discharge stud welding）。
螺柱焊分类
螺柱焊分类螺柱焊可以分为两个大类："储能式螺柱焊"和"电弧螺柱焊"。
什么是储能式螺柱焊？储能式螺柱焊又被称为电容放电螺柱焊，设备首先将预先设置好的能量额度充入电容中，随后焊接时，能量从电容中一次性全部释放出来，焊接时间为1-3毫秒。
由于能量并不能源源不断地提供，所以储能式螺柱焊的焊接能力有限，一般用于焊接直径为2-10毫米的螺柱。
储能式螺柱焊的特点电容储能式螺柱焊机通常是将直径10mm以内的螺柱焊接在薄板上（通常是3mm以内的板子），焊接强度弱于拉弧式螺柱焊机。
电弧螺柱焊又叫拉弧式螺柱焊，与储能式螺柱焊不同，拉弧式螺柱焊没有向电容充电的过程，而是通过变压器/整流器降压后直接放电。
由于不需要预充电，电能可以源源不断地释放，所以焊接时间长短可以控制，根据设备功率不同，可焊螺柱直径范围为3-36mm。
电弧螺柱焊的分类根据焊接时间，可以分为长周期电弧螺柱焊机和短周期电弧螺柱焊机。
长周期电弧螺柱焊机，其焊接时间通常为0.5-3s，主要用于将直径M12及以上的螺柱焊接在厚板上（通常板厚为3mm以上，且符合板厚≥螺柱直径×1/3）短周期电弧螺柱焊机，其焊接时间通常为0-100ms，主要用于将直径M12及以下的螺柱焊接在薄板上（通常板厚为0.6mm以上，且符合板厚≥螺柱直径×1/8）电弧螺柱焊机保护方式分类由于电弧螺柱焊接将螺柱本体熔化较多，为了形成更好的焊肉，同时为了减小被氧化，电弧螺柱焊机需要尽可能提供一些保护方式。
根据保护方式，可以分为“无需保护”、“气体保护”和“瓷环保护”等三种方式。
无需保护：通常针对M6以内的螺柱焊接，这种工艺一般对成型美观度以及螺柱强度要求不高；气体保护：通常采用含82%氩气+18%二氧化碳的混合气体；瓷环保护：采用陶瓷环保护的方式可以让焊肉成型更加美观。
电弧螺柱焊机的特点由于存在持续不断的能量输入，电弧螺柱焊机可以将更大直径的螺柱焊接在更厚的母板上，同时其焊接强度大于储能式电容螺柱焊机。
汽车螺柱焊介绍-工作原理,工艺介绍,失效模式
储能焊需要气体保护吗？
焊接时间短，只有1～3ms，空气来
不及侵入焊接区，焊接接头已经形
成，因此无需气体保护
15
小针尖
弧隙
弹簧 焊钉
压力
电容器
接触板材
高电流脉冲
形成
剩余弹
焊钉触及 工件&电
焊缝 簧压力 弧消失
融化焊钉 底基和焊 钉下工件 表面区域
引出电弧
焊钉快速 推向工件
2--3ms
小 针 汽 化
弹簧
螺柱焊？
3
白车身：轮罩内板、前围板、地板、前围板、中央通道、加强 件等。
4
快速
低 成本
可靠
简便
实现螺柱与板材连接的方式有：凸焊（电阻焊）、粘接、
铆接、爆炸焊、摩擦焊、电弧螺柱焊等方式。
5
传统电弧螺柱焊根据焊接过程中所用焊接电源的不同，可 以分为：
380 拉弧式螺柱焊 220 电容储能螺柱焊
6
二、拉弧式螺柱焊
带有一圈法兰 (可以增大焊接截面积，提高螺柱的 焊接强度)与储能螺柱相似
熔池深，焊接强度足够强，故 不需要法兰边
10
短 周 期
法兰圈 长 周 期
陶瓷环
11
短 周 期
12
长 周 期
13
三、储能式螺柱焊
储能式螺柱焊机 储能式螺柱焊标准中文名称为电容放电尖端引燃螺柱焊，设备首先将预先设置 好的能量额度充入电容中，随后焊接时，能量从电容中一次性全部释放出来， 用于焊接，焊接时间为1-3毫秒。
长周期拉弧焊 100
2000
1、什么是熔池？ 2、熔池保护？
熔池 保护
保护方式分为“无需保护”、“气体保护”和“瓷 环保护”
螺柱焊结构及原理
螺柱焊（stud welding ）将螺柱一端与板件(或管件)表面接触并通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定压力完成焊接的方法。
螺柱焊钉螺柱焊（stud welding）是将螺柱一端与板件（或管件）表面接触，通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定压力完成焊接的方法。
电弧螺柱焊用圆柱头焊钉适用高层钢骨结构建筑、工业厂房建筑、公路、铁路、桥梁、塔架、汽车、能源、交通设施建筑、机场、车站、电站、管道支架、起重机械及其它钢结构等。
简介主要由螺柱焊电源和焊枪组成. 电弧螺柱焊的基本原理是在待焊螺柱与工件间引燃电弧，当螺柱与工件被加热到合适温度时，在外力作用下，螺柱送入工件上的焊接熔池形成焊接接头。
根据焊接过程中所用焊接电源的不同，传统电弧螺柱焊可以分为普通电弧螺柱焊和电容储能电弧螺柱焊两种基本方法螺柱焊原理分析螺柱焊是将金属螺柱或其他紧固件焊接在工件上的方法。
实现螺柱焊接的方法有多种，如：拉弧式螺柱焊、储能式螺柱焊、电阻焊、凸焊等。
与之相对应的焊机也有所不同，分别为拉弧式螺柱焊机、储能式螺柱焊机、电阻焊机、凸焊机等。
[1]螺柱焊机在国内有多种非正规称法，如种焊机，植焊机，种钉机，植钉机，植焊机，螺钉焊机，螺丝焊机等等，均是指螺柱焊机。
储能式螺柱焊机储能式螺柱焊机采用大容量电容作为焊接能量的来源，通过可控硅精确控制放电时间，以瞬间低电压-强电流的方式将螺柱尖端迅速熔化，使螺柱和工作面间隙快速合并，将螺柱牢固的焊接在工作面上，整个过程持续约1-3ms。
储能式螺柱焊机的工作原理简图如下：螺柱焊原理图储能式螺柱焊机采用220V交流电，通过变压器1降压，再通过整流桥2将交流电变为直流电，经过双向整流管3和充电电阻向电容6充电。
由智能芯片精确控制可控硅5，使储能电容6瞬间释放全部电量完成整个焊接过程。
储能式螺柱焊机广泛运用于钣金工程、电子业开关柜、试验和医疗设备、食品工业、家电工业、通讯工程、工业全套炊具、办公室和银行设备、投币式督货机、玻璃幕墙结构和绝缘技术等。
螺柱焊接
熔池（熔深）是指螺柱焊钉在焊接时，完全熔化螺柱尖端和部分熔化金属母板引起的焊接表面下沉。
熔池的深度大小按照螺钉的种类不同而不同。
储能式螺柱焊钉的熔池深度最浅，一般小于储能式螺柱焊钉直径的1/10。
拉弧式短周期螺柱焊钉的焊接熔池深度约为螺柱直径的1/10。
拉弧式长周期螺柱焊钉的焊接熔池深度约为螺柱直径的1/4。
熔池的深浅与焊接时间的长短有关，焊接时间较长的拉弧式长周期焊钉的熔池深度大于储能式螺柱焊钉的熔池深度。
加强高（焊缝）通常用来定义较深的熔池，常用于称呼长周期焊钉的熔池。
因为焊接时间较长，长周期焊钉的熔池不仅有较深的下陷，熔池周围还有一圈均匀的包边，这就是加强高，或称为焊缝加强高或者直接称为焊缝。
螺柱焊讲解
3）、开机前关好设备门，防止焊接飞溅及灰尘进入。 4）、开机前检查周边环镜，是否有易燃易爆物品及强 腐蚀性物品。 2、使用中注意事项 1)、使用过程中严禁拽拉电缆。 2）、使用过程中要保证焊接参数无误，非专业人员不 得随意更改焊接参数，及在焊接过程中严禁插拔插头。 3）、焊接过程中若出好故障记录。 ４）、焊接过程中要保证焊钉和工件保持垂直，焊接 完毕后拔枪时的方向应与焊钉的中心线一致。 3、焊接完毕后 1）、整理好现场，整理好焊枪，各电缆线不要绞在一 起。 2）、关闭主电源，拉下电闸。
二、螺柱焊的分类
根据螺柱焊机工作原理的不 同，一般将螺柱焊机分为 储能 式螺柱焊机 和 拉弧式螺柱焊机 两大类。我们公司所采用的是拉 弧式螺柱焊接。
1、电容储能放电螺柱焊
电容放电螺柱焊是储能电容快速放电产生的电弧作为热源。其特点是焊 接时间短、不需保护、但需使用专用螺柱。
2、拉弧式焊机焊接过程
• 1、焊接工艺的前提条件是焊接螺柱接触工件表 面。 • 2、起始电源稳定之后，焊枪的电磁线圈使螺柱 离开工件，引燃起始电流的电弧。 • 3、焊接螺柱达到其回程高度后，主焊接电流即 接流，它将强化电弧，使得螺柱端面和工件表 面熔化。 • 4、电弧在工件上以及螺柱端面生成一个熔池。 螺柱通过一个压缩弹簧压入熔池。
焊接过程示意图
1开始焊接
2拉弧电压
3焊接电压
4焊接完成
三、螺柱焊机介绍
1、螺柱焊机的组成
• 螺柱焊机由 主机（主控 制器+驱动电路） 和 手
动焊枪 组成。
2、焊机控制面板介绍
外形
保护方式选择 电源指示灯 温度指示灯
螺栓下落速 度选择钮
电流选择钮
故障指示灯
电源开关
根据螺栓直 径选择电流
第8讲 螺柱焊简介
第8讲螺柱焊简介将金属螺柱或类似的其他金属紧固件（栓、钉等）焊到工作（一般为板件）上去的方法叫做螺柱焊，通常用英文简称SW（STUD WELDING）表示。
螺柱焊可以代替铆接或钻孔螺丝紧固等。
它广泛应用于汽车、造船、机车、航空、机械、锅炉、化工设备、变压器及大型建筑结构等行业。
实现螺柱焊接的方法有电阻焊、摩擦焊、爆炸焊及电弧焊等多种，这里指的是电弧法螺柱焊（STUD ARC WELDING）。
电弧法螺柱焊在使用设备及焊接技术方法上有其特殊性，而其他螺柱焊接方法均采用传统设备，仅仅焊接夹具有所改变，例如：电阻法螺柱焊其实就是电阻焊中的T形焊，是凸焊的一种。
电弧法螺柱焊又可根据其所用焊接电源不同而分为三种基本形式：第一种是稳定电弧螺柱焊，螺柱端部与工件表面之间产生稳定的电弧过程，电弧作为热源在工作上形成熔池，同时螺柱端被加热形成熔化层，在压力（弹簧等机械压力）作用下将螺柱端部浸入熔池，并将液态金属全部或部分挤出接头之外，从而形成再结晶的塑性连接或再结晶与重结晶混合连接接头。
这种螺柱焊的电源一般是弧焊整流器（可控整流或不控整流）、焊接逆变器或直流弧发电机，即普通弧焊电源就可以。
稳定电弧螺柱焊通常称作电弧螺柱焊（ARC STUD WELDING），也有资料称作标准螺柱焊。
电弧螺柱焊的电弧放电是持续而稳定的电弧过程，焊接电流不经过调制，焊接过程中焊接电流基本上是恒定的。
第二种是不稳定电弧螺柱焊，与上述方法不同之处在于供电电源是电容器组，电容器在螺柱端部与工作表面间的放电过程是不稳定的电弧过程，即电弧电压与电弧电流瞬时在变化着，焊接过程是不可控的。
这种稳定电弧螺柱焊通常称作电容放电螺柱焊或电容储能螺柱焊，有些资料亦称作尖端放电螺柱焊。
第三种电弧法螺柱焊的基本形成是电弧电流经过波形控制的电流螺柱焊，通常称作短周期螺柱焊（SHORT CYCLE STUD WELDING）或短时间螺柱焊（SHORT TIME STUD WELDING）也有资料称作行程式螺柱焊，这种螺柱焊的电源一般情况下是两个并联的电源先后给电弧供电，可以是两个弧焊整流器，也可是整流器加电容器组，只有采用逆变器作电源时可以不用双电源。
螺柱焊概述
第1章螺柱焊概述螺柱焊是一种将金属螺柱或其他类似的紧固件焊接到另一金属表面的高效率焊接方法。
实现螺柱焊的焊接方法很多，有电弧螺柱焊、电容螺柱焊、电阻螺柱焊、摩擦压力焊和凸焊等。
本书所述重点是用陶瓷环保护的拉弧式螺柱焊（以后章节简称螺柱焊）。
1.1螺柱焊方法的分类常用的螺柱焊方法分为拉弧式螺柱焊和电容贮能尖端放电式螺柱焊。
拉弧式螺柱焊是利用电弧作为热源，在电弧燃烧时将螺柱和工件熔化，当熔化的金属足够时，利用外力顶锻，使电弧熄灭。
螺柱浸入熔池后，将液态金属挤出焊头之外，从而凝固形成焊接接头。
这一过程有点像手工焊的焊条“粘”在工件上的过程。
拉弧式螺柱焊按其电弧时间长短、利用保护条件、使用电源情况，可简单分为三类：第一类是利用陶瓷环或气体保护，以免工件及螺柱的熔池被空气氧化或进入水份，并在焊接过程中向焊缝区过渡有用成分。
这种方法通常用于直径为3-25mm的螺柱、栓钉的焊接。
焊接电流达几千安培。
焊接时间为0.1~2S；第二类是短周期的拉弧螺柱焊，这种方法在焊接时不用陶瓷环或保护气体，螺钉的端部有一个比直径更大的法兰，且呈164°-168°的锥角，比较适合于镀层钢板。
除了焊接条件如电流、时间与第一种方法不同外，枪的顶锻力也比第一种方法大（枪不同）；第三类是电容放电拉弧螺柱焊。
此种方法应用比较少，不再赘述。
电容贮能尖端放电式螺柱焊是当电容充电时设备处于停止状态，当电容充电结束后，在极短的时间内，利用开关元件使放电回路接通，引燃电弧，螺柱端部和工件熔化、熔合、凝固，从而形成焊点，这种方法因为时间极短（一般不到0.01S），其接头的冲击韧性较差，适于2~8mm直径的螺柱焊接，大多数情况是没有强度及密封性要求的，在薄板及小直径螺柱焊接领域应用较多。
各种螺柱焊的适用场合，规范参数，参看表1.11.2螺柱焊的特点由于螺柱焊时电弧燃烧的能量集中在螺柱和母材之间，没有多余的能量散失，其焊接过程简单、可靠，特别是陶瓷环保护的拉弧螺柱焊，其设备及配件已为广大用户广泛接受。
螺柱焊
螺柱焊一.定义在螺柱的端面与另一板件之间利用电弧热使之熔化并施加压力完成连接的焊接方法。
二.分类根据采用不同的熔池保护方式和焊接时间，螺柱焊可分为：电弧螺柱焊和电容放电式螺柱焊。
两者主要区别是供电电源和燃弧时间长短不同，前者由弧焊电源供电，燃弧时间约为0.1-1s之间。
后者由电容储能电源供电，燃弧时间非常短，约为1-15ms。
三.焊接过程及原理a.螺柱与工件接触b.按下开关接通电源，将螺柱从工件表面提升，同时引燃焊接电弧。
c.电弧燃烧，熔化螺柱的尖端部分，最后螺柱被压入工件的熔池中。
d.熔池金属凝固，螺柱被牢固地焊接在工件表面上。
四.焊接工艺参数的选择获得优质电弧螺柱焊接头的基本条件是输入足够的能量，而这个能量大小取决于螺柱的横截面积。
而输入焊接区的总能量与焊接电流、电弧电压和燃弧时间有关。
电弧电压决定于电弧长度和螺柱焊枪调定的提升高度。
当提升高度决定后，电弧能量就由焊接电流和焊接时间决定。
由于相同的输入能量可用不同的焊接电流和焊接时间组合获得，所以在一定范围内，改变焊接时间有可能补偿低或高的焊接电流。
五．焊接设备电弧螺柱焊接设备1.焊枪电弧螺柱焊的焊枪分为手持式和固定式两种。
其中手持式普遍使用。
焊枪上可调参数有：螺柱提升高度、螺柱外伸长度、螺柱与套圈夹头的同轴度。
2.电源对电源的要求有：（1）.必须为直流电源（2）.要有较高的空载电压（70-100V）。
（3）.具有陡降的外特性。
（4）.能在短时间内输出大电流并迅速达到设定值。
六.应用螺柱焊在安装螺柱或类似的紧固件方面可代取铆接、钻孔、和攻螺纹、焊条电弧焊、电阻焊或钎焊。
在船舶、锅炉、压力容器车辆、航空、石油、建筑等工业部门应用广泛。
一、螺柱焊机介绍：主要由螺柱焊电源和焊枪组成.电弧螺柱焊的基本原理是在待焊螺柱与工件间引燃电弧，当螺柱与工件被加热到合适温度时，在外力作用下，螺柱送入工件上的焊接熔池形成焊接接头。
根据焊接过程中所用焊接电源的不同，传统电弧螺柱焊可以分为普通电弧螺柱焊和电容储能电弧螺柱焊两种基本方法二、螺柱焊原理分析：螺柱焊是将金属螺柱或其他紧固件焊接在工件上的方法。
项目九 汽车车身的螺柱焊
一、螺柱焊接原理
在待焊螺栓与工件之间引燃电弧（引弧），其接触面形 成熔池，待接触面充分熔化时迅速给螺栓施加一定压力，将 螺栓插入熔池。金属凝固，接触面形成焊接接头，即将螺栓 焊接到工件上。
短周期模式螺柱焊接
拉弧螺柱焊接 气体保护模式螺柱焊接
螺柱焊接
陶瓷保护环模式螺柱焊接
电容放电螺柱焊接
接触式螺柱焊接 间隙式螺柱焊接
多点凸焊时，总的焊接电流大约为每个凸点所需电流 乘以凸点数。
由焦耳定律公式Q=I2Rt可看出，焊接电流和焊接时 间都是重要的控制参数。在一定范围内，焊接电流和焊接 时间是互为补充的。总发热量Q既可通过调节焊接电流也 可通过调节焊接时间来改变。
四、凸焊工艺参数
3．焊接时间 当焊件材料和厚度给定后，焊接时间由焊接电流和凸
什么是螺柱焊？
将螺柱或类似的金属柱状物焊接在工件上的方法称为 螺柱焊。
焊接的热量？
电弧
凸焊的焊接热量是由电流电阻产生的。
电弧
电弧是一种放电现象，在日常生活中，我们经常可以看到 气体放电现象，如雷电现象；切断电源的瞬间，闸刀上产生 的火花等。
在螺柱焊接时，螺柱与工件接触后随即分开，在螺柱端部 与工件之间产生强烈弧光—电弧，常称为焊接电弧。引起电 弧燃烧的过程称为引弧。
凸焊原理图
二、凸焊工艺过程
点焊工艺过程
凸焊工艺过程
①预压阶段 凸点在电极力作用下开始变形，其高度下降，与下面的工 件接触面积增大。当电极力达到预定值时，凸点有一定程度的压塌，工件 表面也形成不深的压坑。
②通电加热阶段 通电后，电流集中流经凸点接触面，加热集中，电极 力将已加热的凸点迅速压溃，上电极下移使两工件基本贴合，形成较大的 加热区，由个别接触点的熔化逐步扩大成足够尺寸的熔核。
螺柱焊接 分类(一)
螺柱焊接分类(一)螺柱焊接分类1. 焊接方法分类•电弧焊接–手工电弧焊接手工电弧焊接是一种常见的螺柱焊接方法，通过电弧的熔化和填充材料的加热，将螺柱连接到工件上。
它具有简单、灵活、成本低的优点，适用于小批量生产和维修焊接。
–气体保护电弧焊接气体保护电弧焊接使用惰性气体（如氩气）来保护电弧和熔池，防止氧气和水蒸气的污染。
它能够焊接高质量的螺柱连接，适用于对接焊接和角焊接。
•气体焊接–气体焊接气体焊接是利用喷嘴和氧气（或氧乙炔混合气）生成的高温火焰进行熔化和填充材料的焊接方法。
它适用于焊接薄板、管道和小尺寸螺柱。
2. 焊接材料分类•钢材螺柱焊接钢材螺柱焊接是最常见的螺柱焊接材料分类，包括普通碳素钢、合金钢、不锈钢等。
钢材螺柱焊接广泛应用于汽车、建筑、船舶等行业。
•铝材螺柱焊接铝材螺柱焊接是针对铝合金材料的螺柱焊接方法，包括纯铝和铝合金。
铝材螺柱焊接具有重量轻、耐腐蚀等特点，广泛应用于航空航天、汽车和电子产品制造等领域。
3. 焊接质量分类•超声波焊接超声波焊接是一种利用超声波振动产生的热量来进行螺柱焊接的方法。
它具有焊接速度快、焊接强度高、无需预热等优点，适用于焊接塑料和小型金属螺柱。
•磁压焊接磁压焊接是一种利用磁场和机械力进行螺柱焊接的方法。
它适用于焊接不适合传统焊接方法的材料，如镍合金、钛合金等。
磁压焊接可以实现快速且均匀的焊接，具有较好的焊接质量。
以上是关于螺柱焊接的一些分类和说明，不同的焊接方法、材料和质量要求都根据具体的需求和应用场景进行选择。
不同的分类方法可以根据实际情况进行组合和调整。
铝螺柱焊接工艺
铝螺柱焊接工艺
铝螺柱焊接工艺一般采用TIG氩弧焊或MIG气体保护焊两种方式。
具体步骤如下：
1. 准备工作：清洁螺柱和焊接区域，去除油污和氧化物。
2. 调整焊机参数：根据螺柱的直径和壁厚，选择合适的焊接电流和电压。
3. 预热：对于较厚的螺柱，建议进行预热，以减少焊接变形和裂纹的发生。
4. 焊接：在焊接区域加入氩气或保护气体，开始焊接。
对于TIG焊接，需要手持焊枪，同时用另一只手控制钨极的位置和角度；对于MIG焊接，需要将焊枪对准焊接区域，控制焊接速度和焊丝的送丝速度。
5. 焊后处理：焊接完成后，需要对焊接区域进行打磨和清洁，以保证焊缝的质量和外观。
需要注意的是，铝螺柱的焊接需要控制好焊接温度和速度，避免过热和过快的焊接速度导致焊接变形和裂纹。
同时，选择合适的保护气体和焊接材料也是关键。
短周期和长周期螺柱焊接的区别
短周期和长周期螺柱焊接的区别长周期螺柱焊接，顾名思义，是指焊接的时间相对较长的一种螺柱焊接方式，理论上时间大于100m。
长周期螺柱焊机，其负载持续率往往较低，在这样的情况下如果要在100ms 甚至20ms以内作出引弧、提升、主弧、顶锻、插入等过程，机器是反应不过来的。
如果强制设定焊接时间为20ms（假设），那么主弧还没有完成，焊枪已经下落了。
短周期电弧螺柱焊机的负载持续率是100%，在极短时间以内，甚至是几毫秒以内，设备可以做出快速反应，并完成以上所有动作。
同时：短周期螺柱焊机可以自由设置引弧电流、引弧时间、主弧电流、主弧时间、顶锻电流、顶锻时间等各种参数，这使得焊接的结果可以得到多方控制和改进。
关于SSC-1000i短周期螺柱焊机和800A或者1200A以及更大型号的长周期螺柱焊机的区别。
比如：短周期SSC-1000i短周期和RSN7-1200长周期电弧螺柱焊机。
数字部分代表该设备极限输出电流的大小。
例如需要将直径为M6的螺柱焊接在对应的母板上，无论采取长周期或者短周期模式，焊接过程都肯定会包含：引弧、提升、主弧、顶锻、插入等。
引弧电流：螺柱焊接在最初开始阶段会输出一个小电流，让螺钉的焊接端面产生电弧，有利于后期大电流的主弧跟进，没有引弧电流或者引弧电流不可调，会造成起弧困难、断弧等情况，这些情况会导致焊接失败；引弧时间：即引弧电流燃烧的时间，可以根据螺柱直径和截面的不一样，改变这个时间；提升：引弧产生后，螺柱会向上提升一定的高度，产生一定的弧压，方便主弧的跟进燃烧；主弧：熔化螺柱焊接端面的重要参数；主弧时间：主弧燃烧的时间；顶锻电流：主弧燃烧后，需要带电将螺柱插入熔池，如果没有这个电流，会造成强度不够或者熔池内有气孔；顶锻时间：顶锻电流插入的时间，这个时间非常关键，是保证螺柱强度和焊肉金相良好的一个重要参数。
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电弧螺柱焊机分两种：可控硅整流电弧螺柱焊机和逆变电弧螺柱焊机（IGBT整流）。
可控硅电弧螺柱焊机是采用可控硅作为整流核心元器件、工频变压器进行变压处理的一种电弧螺柱焊机；逆变电弧螺柱焊机主要是通过对高频变压器变压后的电源，通过IGBT等一系列高频元器件进行整流，输出直流的一种焊机。
由于元器件本身的特性，可控硅本身具备溢载能力：即当电流在特定时间内超过该元器件的设计最大值，可控硅本身是不会被损坏的，例如600A的可控硅，瞬间电流超过600A以上，一般情况下不会损毁；逆变的核心元器件IGBT，其元件本身特性是不允许溢载的，例如450A的IGBT，电流超过450A，则可能损毁。
故逆变电弧螺柱，核心元器件例如IGBT等，应该采用一些技术成熟的品牌或者推荐选择国际一流产品；
可控硅电弧螺柱焊机具备：输出稳定、抗电网干扰能力强、焊接熔透能力强，故障率低；但是有体积大、重量重等弊端；
逆变电弧螺柱焊机具备的优点：重量轻（是可控硅机器的三分之一）、体积小，节能（单位时间内节能15-30%）；但是存在：较为依赖核心元器件品质、维护较为复杂等缺点。
螺柱焊接本身是不需要焊剂、焊材或者其他辅助材料的，其本质就是瞬间熔化螺钉待焊接的这个端面（通常熔化2mm左右，根据螺钉直径调整熔化长度），然后给予一定的辅助力量插入母板，瞬间冷却成型的一个过程。
简单来说，就是金属与金属之间的二次铸造或者二次结晶的过程。
由于其熔化的是螺钉本身，在熔化部分成熔融状态时，为了让熔化部分：减少或者防止氧化、成型有规律，通常会添加一些辅助手段，人为的控制和改变焊肉的成型。
故此，从焊接方式上，电弧螺柱焊机分为：瓷环保护焊接、气体保护焊接、无保护焊接等三种焊接模式。
1、瓷环保护模式：一般在焊接M8或者M8以上的螺柱，通常采取瓷环作为保护介质，控制铁水成型。
原因：螺柱相对较大，熔化部分相对较多，“瓷环”相当于一个一次性模具，熔融部分自然流入瓷环，冷却成型。
重点：瓷环保护一般是针对较大螺柱采取的一种模式，通常为M8-25直径范围。
PS：25mm以上斯达特推荐选择埋弧螺柱焊接的方式，即采用埋弧焊剂作为保护介质，由于贵公司暂无此直径的焊接需求，故不作阐述。
2、气体保护模式：通常在焊接M5-10范围内的螺柱时，由于部分客户更在意焊肉材质的改变，同时该范围的螺柱熔化部分相对较少，即使不用瓷环保护，熔融部分也不至于四处乱溢；这种情况下选择83%的氩气保护，也是一个不错的选择。
在焊接前，保护气体进入焊接范围，直到焊接完全结束后停止，可以有效将施焊范围内的气体无用气体（比如氧气）挤压出去，防止螺柱被氧化或者掺杂其它物质。
重点强调一下：由于市场上M8以下直径的瓷环比较少，选择气体保护模式，也是因为M5、6之类直径螺钉没有对应瓷环而不得不选择的一种方式。
3、无保护焊接：既没有瓷环保护也没有气体保护，直接施焊。
通常针对M8以下的螺柱，该方式在焊接强度和品质上会有所降低，但是对于焊接要求不高的场所，也是一种普遍存在的焊接工艺。
但是，M8以上直径的螺柱，斯达特不建议采取这种方式。
瓷环保护气体保护栓钉和瓷环
成都斯达特焊接研究所
2020年3月18日。