螺柱焊接技術(shù)大幅提升焊接質(zhì)量

發(fā)布時(shí)間：2021-05-11 15:10:26 點(diǎn)擊次數(shù)：178

螺柱焊接技能因?yàn)榫哂锌焖?、牢靠、操作?jiǎn)單和成本低等優(yōu)點(diǎn)，可代替鉚接、鉆孔、手工電弧焊和釬焊等銜接工藝，可焊接碳鋼、不銹鋼、鋁以及銅及其合金等金屬，現(xiàn)在已廣泛使用在汽車、船只制作等范疇。我國(guó)使用螺柱焊接技能的歷史不長(zhǎng)，但是跟著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速開(kāi)展和制作業(yè)水平的不斷提高，螺柱焊接技能正被越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)企業(yè)所選用。

螺柱焊接技能及原理

將螺柱或相似的金屬柱狀物及其他緊固件焊接在工件上的辦法稱為螺柱焊。完成螺柱焊的辦法有多種：電阻焊、摩擦焊、爆炸焊及電弧焊等。現(xiàn)在使用最廣泛的辦法是電弧法螺柱焊，依據(jù)焊接電源的不同，可細(xì)分為儲(chǔ)能式（電容放電）螺柱焊和拉弧式螺柱焊。

1．儲(chǔ)能式螺柱焊

儲(chǔ)能式螺柱焊由充電電容放電供給焊接所需的能量，當(dāng)電容放電時(shí)，螺柱和工件之間呈現(xiàn)很短時(shí)刻的電弧，電弧會(huì)熔化工件外表和螺柱頂端的少數(shù)金屬，隨后螺柱浸入熔池，熔化金屬敏捷冷卻，構(gòu)成焊接接頭。儲(chǔ)能式螺柱焊的焊接時(shí)刻極短，通常情況下在5ms之內(nèi)，無(wú)需維護(hù)氣體；熔池淺，約0.1mm，工件背面無(wú)變形、壓痕，適于薄板焊接；可用于焊接碳鋼、不銹鋼、鋁、銅及其合金等金屬；板厚與螺柱直徑比可達(dá)1∶10。

儲(chǔ)能式螺柱焊設(shè)備依據(jù)焊槍的配置不同，可分為觸摸式和空隙式兩種。

觸摸式螺柱焊依托焊槍內(nèi)置繃簧壓緊螺柱，工件和螺柱之間的間隔由螺柱頂部小凸臺(tái)來(lái)保證，當(dāng)電容放電時(shí)，小凸臺(tái)敏捷氣化，螺柱和工件之間呈現(xiàn)電弧，電弧產(chǎn)生的熱量使螺柱頂部構(gòu)成熔化層，工件外表構(gòu)成很淺的熔池。在焊槍內(nèi)置繃簧壓力下，螺柱快速下沉，在3～4ms內(nèi)，螺柱浸入熔池，電弧消失，熔池冷卻敏捷構(gòu)成焊接接頭（見(jiàn)圖1）。

空隙式螺柱焊接進(jìn)程和觸摸式螺柱焊大致相同，不過(guò)與觸摸式的繃簧壓緊螺柱與工件觸摸不同的是，空隙式是通過(guò)電動(dòng)或氣動(dòng)的方法把螺柱從工件外表提升到必定間隔，然后螺柱下沉，同時(shí)電容放電，螺柱與工件之間產(chǎn)生電弧。這種焊接方法與觸摸式相比，焊接時(shí)刻更短。

（1）焊接工藝參數(shù)。儲(chǔ)能式螺柱焊的工藝參數(shù)主要有：螺柱直徑、焊接電壓、焊接時(shí)刻和螺柱伸出長(zhǎng)度。儲(chǔ)能式螺柱焊只有一個(gè)顯著的特色：電容放電進(jìn)程不可控，焊接時(shí)刻不可調(diào)。螺柱伸出長(zhǎng)度能夠依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確認(rèn)，通常在1.0～1.5mm之間。

儲(chǔ)能式螺柱焊的焊接能量是由螺柱焊機(jī)的電容組的電容量和充電電壓決定：W＝CU2，其中，W-焊接設(shè)備的額定儲(chǔ)存能量，C-電容器組的總電容量，U-充電電壓。

儲(chǔ)能式螺柱焊設(shè)備的瞬間焊接電流峰值約為1000～10000A，這取決于設(shè)備電容量、充電電壓、焊接回路電阻和電感。一般來(lái)講，從維護(hù)操作者和設(shè)備本身的安全性考慮，充電電壓通常在200V之內(nèi)。因?yàn)樵O(shè)備出廠時(shí)，電容量現(xiàn)已固定，所以實(shí)際工作時(shí)，只能調(diào)節(jié)充電電壓，依據(jù)螺柱直徑大小和工件板厚，確認(rèn)適宜的電壓值。

（2）設(shè)備組成及特色。儲(chǔ)能式螺柱焊設(shè)備由焊接電源、焊槍、地線鉗以及混合電纜等部分組成。增加主動(dòng)送料器等輔助設(shè)備可配置成半主動(dòng)或主動(dòng)螺柱焊接設(shè)備。依據(jù)焊接電源和螺柱標(biāo)準(zhǔn)的不同，手工焊接效率可達(dá)15個(gè)/min左右，主動(dòng)焊接可達(dá)50個(gè)/min左右。儲(chǔ)能式螺柱焊設(shè)備操作簡(jiǎn)單，設(shè)備輕巧，適用于直徑≤10mm、對(duì)銜接強(qiáng)度要求不高的螺柱焊接。

2．拉弧式螺柱焊

拉弧式螺柱焊接與儲(chǔ)能式焊接的電容放電不同，它是通過(guò)晶閘管操控的直流電源或逆變式焊接電源來(lái)進(jìn)行焊接。拉弧式螺柱焊接工藝，螺柱和工件的金屬熔化量比儲(chǔ)能式螺柱焊多，熔深較深，影響焊接質(zhì)量的參數(shù)較為雜亂，螺柱所能承受的強(qiáng)度也更大。

拉弧式螺柱焊依據(jù)焊接時(shí)刻的長(zhǎng)短，可細(xì)分為長(zhǎng)周期螺柱焊和短周期螺柱焊。拉弧式螺柱焊的工作進(jìn)程是：螺柱觸摸工件，通電后利用螺柱夾持機(jī)構(gòu)提升螺柱，此刻螺柱與工件之間呈現(xiàn)安穩(wěn)燃燒電弧，電弧熱熔化螺柱頂部和工件外表，隨后螺柱夾持機(jī)構(gòu)壓榨螺柱下沉到工件熔池，斷電后構(gòu)成焊接接頭。短周期螺柱焊與長(zhǎng)周期螺柱焊不同的地方是焊接時(shí)刻僅為長(zhǎng)周期螺柱焊的十分之一到幾十分之一。另外短周期螺柱焊在焊接電弧呈現(xiàn)之前有一個(gè)引導(dǎo)電弧，其作用是鏟除工件或螺柱頂部外表的油污、油脂或涂層。