北京工业大学
硕士学位论文
电容储能式螺柱焊机的研制
姓名：欧特伦
申请学位级别：硕士
专业：机械电子工程
指导教师：殷树言;刘嘉
20070501
摘要
摘要
众所周知，电弧螺柱焊作为焊接学科的一个分支是各国工业领域广泛应用的
加工和装配方法，对于板材的螺柱焊接相当方便实用，而电容储能式螺柱焊在薄
板焊接方面更是得到突出应用。
电容放电螺柱焊是螺柱焊接中的一个大类，其特点是焊接过程短（，Ｊ、于５ｍｓ），
热影响区小，生产率高，焊缝质量好，适用于直径小于等于１０ｍｍ的碳钢、不锈
钢、铝、铜等材料的螺柱焊接。这种焊接方法依靠储能电容器提供能量，通过焊
枪操作，将特殊设计的螺钉在极短的时间内焊接在板材上。
随着数字技术和现代通信技术的迅速发展，为数字化技术在焊接领域的逐步
渗透和提高焊接设备的技术含量提供了广泛的应用前景。而数字化的实现更使得
弧焊电源的控制精度得到显著的提高。采用Ｃ１６７作为核一Ｉｉ，控制芯片，该芯片具
有较强的事件管理和数据处理能力，同时片上还集成了丰富的外设资源，能够提
高系统的集成度、抗干扰性能，并且降低成本。
逆变技术的应用使得电容储能焊接电源能更趋向于小型化和便携式。逆变电
源采用ｄ、ＭＯＳ管或ＩＧＢＴ等开关元件能达到较高的逆变频率，并且功率因数可达
９５％以上，节能和节材。
经实验结果证明，该焊机输出特性满足技术指标的要求，操作方便，焊接过
程中不出现误动作，焊接成功率较高，焊接性能稳定。
关键词螺柱焊；逆变：电容储能；Ｃ１６７单片机
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独创性声明
本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研
究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他
人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构
的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均
已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签名：敌特彳龟／日期：竺］：三：望
关于论文使用授权的说明
本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权
保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部
分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
（保密的论文在解密后应遵守此规定）
签名：鼹煎！垒导师签名：日期：泗１．ｆ，ｑ
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图１－１电弧螺柱焊的分类
Ｆｉｇｕｒｅ１－１Ｓｏｒｔｓｏｆａｒｃｓｔｕｄｗｅｌｄｉｎｇ
由文献［１５～２１］可知，普通电弧螺柱焊由于具有焊接熔深大、接头强度高，
对待焊工件的表面要求低等特点，主要应用于建筑、桥梁、造船及一般的重型
机器制造业。焊接材料通常为碳钢和不锈钢等黑色金属，螺柱的尺寸通常在直径
１０ｍｍ以上，而且螺柱与工件的径厚比不能太大。普通电弧螺柱焊的焊接时间一
般在０．２—２Ｓ，焊接时间相对比较长，熔化金属量较多，一般熔深可以达到母
材金属厚度的１／４。对于薄板的螺柱焊接，普通电弧螺柱焊显然存在烧损严重和
热变形的问题。
为了解决薄板的螺柱焊接问题，电容储能电弧螺柱焊应运而生。这种方法
类似于储能焊，焊接过程的特点是时间短（约１０１０ｍｓ），因而电流极大。短暂
的加热时间使母材上的焊接熔池较浅，因而适合薄板母材的焊接，可以焊接０．２５
ｍｍ厚的母材而不致烧穿。相对普通电弧螺柱焊中螺柱与母材的径厚比不超过３：ｌ，
电容储能电弧螺柱焊可以成功焊接径厚比为８：１的螺柱。而且由于可以采用小体
积、高性能的电子元器件，更便于电路的集成化，似的电容出能电弧螺柱焊机可
以做到轻便、小巧，更方便使用。其中尖端放电式的方法更接近于一般的储能式
焊接工艺，时间更短（小于３ｍｓ），适用范围包括矽３～１０ｒａｍ的黑色金属和多种有
色金属，是本文重点讨论的对象。它又分为预接触式和预留间隙式两种方法，具
体区别如图１－２：
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第１章绪论
ａｂ
图１－２ａ）预接触式焊接过程ｂ）预留间隙式焊接过程
Ｆｉｇｕｒｅ１－２ａ）Ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏｎｔａｃｔｓｔｕｄｗｅｌｄｉｎｇｂ）Ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｌｅａｒａｎｃｅｓｔｕｄｗｅｌｄ．ｍｇ１．３电容储能式螺柱焊机的发展现状及趋势
由文献［２２～４５］可知，当前电容储能式螺柱焊机的应用十分广泛，市场竞争也相当的激烈，形成一个国外与国内、高端与低端并存的局面。国外以ＯＢＯ、ＴＡＹＬＯＲ等知名品牌为代表的各系列，国内则在近几年出现大批电容储能式螺柱焊机的制造厂商，其中以成都斯达特的ＲＳＲ系列较早，品种也比较齐全。
从电源电路上看，电容储能式螺柱焊机的发展趋势是从传统的电源电路到当前最流行的逆变式电源电路。见图１．３：
图１－３传统式电容储能螺柱焊机电源原理框图
Ｆｉｇｕｒｅ１－３Ｄｉａｇｒａｍｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃａｐａｃｉｔｏｒｄｉｓｃｈａｒｇｅｓｔｕｄｗｅｌｄｅｒ’ｓｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ主电路变压器Ｔ１起隔离和变换电压的作用。随着储能电容器制作水平和材料质量的提高，其容量体积比增大，隔离变压器Ｔｌ在焊接电源中占的体积、质量增加，所以采用此种设计的焊机～般体积较大，成本偏高。
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图１４逆变式电容储能螺柱焊机电源原理框图
Ｆｉｇｕｒｅ１－４Ｄｉａｇｒａｍｏｆｉｎｖｅｒｔｃａｐａｃｉｔｏｒｄｉｓｃｈａｒｇｅｓｔｕｄｗｅｌｄｅｒ’ｓｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ
逆变式电容储能螺柱焊机采用逆变技术，图１＿４便是其中一种应用框图，采
用３８４５集成电路等控制芯片来控制逆变过程，其控制电路如图１．５。
图１－５逆变控制电路原理图
Ｆｉｇｕｒｅ１－５Ｔｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｉｎｖｅｒｔｃｏｎｔｒｏｌ
引入逆变技术研制新型逆变电容放电螺柱焊机可有效降低焊接电源重量，缩
小体积，减少制作成本。
从控制方面来看，电容储能式螺柱焊机的控制方向应是从分立元件的控制上
升到微机控制。早期和低端的电容储能式螺柱焊机大量采用模拟技术，对电容的
充放电量和焊接过程很难做到精确控制，且随着元器件的老化，控制的精度更难
以保证。
以一款较老电容储能式焊机ＲＳＲ－１２５０为例，见图卜６：
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如图１．７，用运算放大器对采样信号进行放大，用模拟信号隔离进行ｌ：１的放
大隔离，再送入单片机自带Ａ／Ｄ转换口进行Ａ／Ｄ转换。用单片机ＩＯ口输出控制信
号和驱动数码显示器。
由以上的分析可见，现今电容储能式螺柱焊机的发展方向是微机控制逆交式
螺柱焊机。
１．４本文的研究内容
主要研究电容储能式螺柱焊机的电源设计及应对不同材料和尺寸螺柱焊接
的工艺参数的设定。力求在研究现有的各种电容储能式螺柱焊机的基础上，研制
一台单片机控制的逆变式电容储能螺柱焊机以减小焊机体积、降低成本、使之操
作更简单并提高其功率因数。本课题的主要工作有：
１）设计电容储能式螺柱焊机的电源主电路；
２）设计Ｃ１６７的外围电路及控制电路；
３）设计显示面板模式及其电路；
４）为单片机设计、编写控制软件来控制整个充放电和焊接过程；
５）为面板编写显示程序；
国调试焊机，并测试不同参数对螺柱焊接质量的影响以设计合理的焊接参
数。
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端反激逆变电路输出主工作电路给电容充电用，另一路经过另一个单端反激电路
输出４路恒压，分别给各控制电路和信号电路供电。由Ｌ４９８１Ｂ控制主工作电路的
ＭＯＳ管开通关断，以提高功率因数。而供电电路由ＴＤＡ４６０５控制供电电路ＭＯＳ管的
开通关断，通过副边反馈信号自动调节达到恒压效果。而给电容减压放电电路则
是用ＴＣ４４２７控制并行的４个小ＩＧＢＴ，通过与ＩＧＢＴ串联的耗能电阻进行放电。
２）控制电路板单片机Ｃ１６７通过ＩＯ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）口接收反馈信号，检测
各种状态，并发送控制信号。通过Ｃｔ６７自带的Ａ／Ｄ转换器对电容电压进行采样，
并根据用户设定值与电容电压值的比较控制电容的充、放电。单片机外扩Ｔ２５６ＫＢ
的ＦＬＡＳＨ和２５６ＫＢ的ＲＡＭ，通过ＭＡＸ２３２用串口与计算机相连，加载应用程序。使用
了逻辑器件ＧＡＬ２０Ｖ８对单片机的输出控制信号进行逻辑保护。使用高速Ｅ２ＰＲＯＭ
９３Ｃ４６保存焊机工作中的实用数据。
主要功能有：１）充电时通过ＩＯ口驱动Ｌ４９８１Ｂ工作，从而驱动ＭＯＳ管的通断，
由单端反激逆变电路给电容充电，并通ｉ：ｔＡ／Ｄ转换器实时监控电容电压值。２）放
电时通过ＩＯ口驱动ＴＣ４４２７工作，从而驱动放电ｄ、ＩＧＢＴ导通，并通ｉ立Ａ／Ｄ转换器实
时监控电容电压值。３）工作状态检验枪键信号，通过ＩＯ口发送控制信号从而驱动
可控硅开通，使电容电量通过可控硅瞬时释放，完成焊接。４）接收面板信号，从
而根据用户设定值调整电容电压，并用ＩＯ口通过７４ＨＣｌ３８驱动面板数码管，以显
示相关值。５）通过连接在各散热片上的温度开关给单片机反馈信号，检验ＭＯＳ管
和ＩＧＢＴ的过热情况，同时检测交流端和控制电逆变电路的电压状态，形成保护电
路。６）通过串行通讯和计算机相连实现软件加载，便于调试和升级软件。
３）面板人机交互平台，用户通过面板设定焊接参数，并从面板显示获得焊
机的状态信息。主要由一个编码器、３个数码管和５个指示灯组成。编码器提供给
用户方便设定参数的服务，而数码管则显示用户所需参数，指示灯用于指示焊机
所处状态。
４）焊机外围电路部分通过多个接插件连接电容、焊枪、主工作电路板、控
制电路板和面板，设计机箱内的各个电路以实现整个焊机的功能。
２．２主电路板
２．２．１主工作电路部分
即给电容充电的供电部分，两相交流电通过整流桥整流和大电容滤波后经过
单端反激逆变电路输出电容充电电流。见图２－２：
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其应用电路如图２—４：
图２－４Ｌ４９￥１Ｂ驱动电路原理图
Ｆｉｇｕｒｅ２－４ＴｈｅｃｉｒｃｕｉｔｏｆｄｒｉｖｅｒＩ．，４９８１Ｂ
本设计采用１８Ｖ电源输入，在焊机工作环境下（摄氏７０度以内）Ｌ４９８１Ｂ的２０
脚能输ＬＢ２５０ｍＡ、１２．５Ｖ的驱动信号，对于电容性小于ｌＯｎＦ的ＭＯＳ管可以在ｌＯＯｎｓ
内实现，本设计Ｌ４９８１Ｂ的开关频率大概为７０ｋＨｚ。
由于Ｌ４９８１Ｂ不是开关器件，并没有直接的控制端来开通、关断它，为了实现
用单片机控制Ｌ４９８１Ｂ的工作状态，用到了它的引脚３。单片机控制信号通过
ＣＯＮＴＲＯｌ接入Ｌ４９８１Ｂ的第３脚，也就是它的过压保护引脚。３脚输入电压将与内部
精确基准电压（１８Ｖ输入情况为５．ＩＶ）做比较，一旦输入电压过高贝ｆＪＬ４９８１Ｂ停止
工作。考虑到单片机ＩＯ口输出电压为５Ｖ，因此采用下面的运算放大器加光耦电路
实现直接由单片机ＩＯ口控￥ｌＪＬ４９８１Ｂ。
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图２－６其它电路供电电路原理图
Ｆｉｇｕｒｅ２－６Ｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｏｆｏｔｈｅｒｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ
如图２—６，交流电通过整流、滤波，通过ＴＤＡ４６０５驱动ＭＯＳＦＥＴＶｌ的开通、
关断来实现单端反激逆变电路，变压器副边输出５路直流电源，其中ＤＣｌ给焊机
风扇供电，ＤＣ２给预留间隙式焊枪的电磁铁供电，ＤＣ３、ＤＣ４和ＤＣ５分别给其它元
器件及一些检测信号提供电源。
ＴＤＡ４６０５是一款用于开关电源的ＭＯＳ管驱动ＩＣ。它应用在开关电源中的主要
动作有一下四种：
１）无负载状态：此时ＩＣ工作在２０～４０ｋＨｚ的脉冲状态，输出电压略高于或
低于根据变压器设计的普通输出值。
２）标准状态：随着负载的增加和交流电的减弱，开关频率也随之减少。主
要是受交流电影响。输出电压仅根据负载变化。
３）过载点：此点输出功率最大。
４）过载：能量的传输在每一个操作循环都被限制在最离点，因此输出电压
通过次级线圈的过载衰减。
其结构框图如图２—７所示：
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＾
∞
图２—８ＴＤＡ４６０５的１脚输入电路原理图
Ｆｉｇｕｒｅ２－８ＴｈｅｃｉｒｃｕｉｔｏｆＴＤＡ４６０５’ｓ１ｐｉｎｉｎｐｕｔ
正常工作情况下，ＤＣ４通过Ｖ２２２稳压管稳压后再由Ｒ２６９和Ｒ２７１分压后输
入ＩＣ２０８的２脚，ＤＣ３也通过Ｒ２７０和Ｒ２７１分压后输入ＩＣ２０８的２脚，运算放大
器ＩＣ２０８的负极输入２脚得到约３．３Ｖ输入，而ＤＣ６通过稳压管Ｖ２２３将５Ｖ电压输
入到ＩＣ２０８的正极。因此正常态下ＩＣ２０８的输出端ｌ脚输出高电平驱动光耦ＩＣ２０６
开通，从而使得ＴＤＡ４６０５的１脚无输入，即使得ＴＤＡ４６０５处在无负载工作态，使
此开关电源电路保持恒定的输出电压，以满足各输出端的恒压要求。一旦ＤＣ６过
低或消失，ＴＤＡ４６０５的１脚得到一个大于标准４００ｍＶ的ＤＣ５的分压，ＴＤＡ４６０５进
入过载态，次级线圈电压衰减，电路停止工作。此处ＤＣ６由ＤＣ４经过一个３脚可
调电压校正器ＬＭ３１７Ｔ得到，其电路原理图如图２－９所示：
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北京工业大学工学硕士学位论文ＩＩＩ图２－１０电容放电电路Ｆｉｇｕｒｅ２－１０Ｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｏｆｃａｐａｃｉｔｏｒｄｉｓｃｈａｒｇｅ本设计采用双通道高速ＩＧＢＴ驱动器ＴＣ４４２７，它的延时小于４０ｎｓ，可以极快的开、关ＩＧＢＴ。如图所示，驱动器的输入脚ＩＮＡ、ＩＮＢ连在一起，即它的两个输出脚ＯＵＴＡ、ＯＵＴＢ输出完全相同的驱动信号，每个输出驱动２个ＩＧＢＴ，共４路同时开通和关断以达到快速有效地控制电容的放电量。ＲｉｓｅＴｉｍｅ”．ＳｕｐｐｌｙＶｏｌｔａｇｅ—ＦａｌｌＴｉｍｅＶＳ．ＳｕｐｐｌｙＶｏｌｔａｇｅ∑’２２００ｋ—、■一１掣Ｐ‘＼ｘ‘＼＇ｏ哆ＰＦ＼、、Ｘ＼４７０ｎＦ、、＼Ｎ１００ｐＦ１∞帅ｌ锄ｊ善柏∞Ｏ飞础‘＾‘‘，Ｃ一１５帅Ｄ｝＼、√、…！＼＼一ｉ寸、＼一盯。企一、‘～－－～１００ｐＦ一４６８１０１２１４１６１８Ｖ００图２．１１ＴＣ４４２７上升、下降时间与供电电压的关系Ｆｉｇｕｒｅ２－１１Ｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｏｆｒｉｓｅ（翻１）ｔｉｍｅｗｉｔｈｓｕｐｐｌｙｖｏｌｔａｇｅ从图２－１ｌ可以看到，当Ⅵ｝Ｄ＝１２Ｖ，ＩＧ盯容特性为１００ｐＦ时，ＴＣ４６２７可以在约１５ｎｓ内完成驱动端电压上升和下拉过程，加上不到４０ｎｓ的延时，整个开通、关断的驱动过程不到ｌＯＯｎｓ，可以很好的满足本设计中快速放电和快速停止放电的要求。而且由单片机的ＩＯ口可以直接方便地控制放电的开始和结束。金属打标机https://www.doczj.com/doc/4513037572.html,/
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
数控切割机安全操作规程______ 氮弧焊机安全操作规程 ------- 自动焊机安全操作规程 ------- 砂轮机安全操作规程 --------- 履带吊安全操作规程 _________ 叉、铲车（装载机）安全操作规程汽车吊安全操作规程------------------------------------- 9喷砂机安全操作规程 ------------------------------------------------------------------- U 焊条烘干箱安全操作规程______________________________________________________________ 12空压机操作规程 ----------------------------------------------------------------------- B 龙门吊操作规程 --------------------------------------------------------------------- U 射线探伤操作与防护规程______________________________________________________________ 16千斤顶安全操作规程 ----------------------------------------------------------------- 1S 电工安全操作规程 ------------------------------------------------------------------- 13气焊工安全操作规程 ----------------------------------------------------------------- 21电焊工操作规程 ---------------------------------------------------------------------- 芻挪工安全操作规程 ___________________________________________________________________ 卫钳工安全操作规程 -------------------------------------------------------------------- 羽油漆工安全操作规程 ------------------------------------------------------------------ 昂架子工操作规程 ----------------------------------------------------------------------- 5 1、脚手架材料要求 5 2、脚手架搭设 5 3、脚手架拆除 M 管工安全技术操作规程 ------------------------------------------------------------- 29 ^0 吊车司机安全操作规程___________________________________________________________ 31 数控切割机安全操作规程1使用前检查 1」检査各气管、阀门，不允许有泄漏，检査安全装置是否有效。 12检査提供气体压力是否符合规定。 L；1检査所有电气箱是否处于密闭状态。不允许电气箱处于开启状态下进行切割
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。 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 编辑本段螺柱焊原理分析 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。 编辑本段螺柱焊的特点 1.非常节省时间和成本 所有螺柱焊的结构不用钻孔，冲孔，车螺纹，铆接，拧螺纹和精整等步骤。 2.不断扩展结构设计的应用潜力 在螺柱焊时起焊接过程是短时间，大电流和较小的熔深。因此，可以焊接到很薄的板材上。对于使用陶瓷环拉弧螺柱焊和短周期拉弧螺柱焊的板厚可以到 1mm。电容放电拉弧螺柱焊可以到0.6mm，而储能式螺柱可以到0.5mm。螺柱焊的工件必须是从一侧焊接。能在全位置焊接，借助于扩展器可以焊接到受限制的垂直隔板上。由于是短时间焊接且焊后很少变形，故不需要修整。因为焊接的结构不需要钻孔，故不会造成泄漏。螺柱焊的接头可以达到很高的强度，即螺柱焊的接头强度大于螺柱本身强度。在镀层或高合金板材焊接后，背面没有印痕。 3.良好的经济性 螺柱焊相对于其他焊接方法的优点，在于焊接功率上。对于批量生产的工件，在很短的焊接时间（3-980ms）内可打到8-40个/min（根据不同直径螺柱和不同焊接功率）。而自动送料螺柱焊机可以达到60个/min的超高效率。标准的螺柱是低成本的。螺柱焊设备和焊枪具有多种类型，设备的购置费用相对较低。根据产品，可以制成多工位自动焊机，或高精度龙门式数控自动焊机。螺柱焊具有较高的质量再现率和较小的废品率。
螺柱焊机及其焊接工艺 单位：二十二冶市政工程分公司姓名：徐升乾 时间：2010年4月 前言
所谓螺柱焊是指在金属或类似金属件的端面与另一金属工件表面之间产生电弧，待接合面熔化时迅速施加压力，完成焊接的一种方法。螺柱焊接方法起源于1918年,由于这种焊接新技术具有快速、可靠、简化工序、降低成本等一系列优点，因而引起了世界各国的普遍重视，经过不断地改进和完善，特别是二次世界大战后得到了迅速发展，现已广泛应用到桥梁、高速公路、房屋建筑、造船、汽车、电站、电控柜等行业。可焊接低碳钢、不锈钢、低合金钢，铜、铝及其合金材质的螺柱、焊钉、销钉、栓钉等。据报道1），日本园柱头焊钉(栓钉)的年焊接量为6000万个，异型棒状焊钉年焊接量为300万个。可见螺柱焊接在日本钢结构建筑中的应用规模。近年来我国经济建设发展迅速，使用螺柱焊接的领域也越来越广泛，因此有必要对螺柱焊接技术和焊接工艺进行深入研究，以便提高焊接质量，推广普及这种焊接技术。 螺柱焊接技术发展到今天，已经成为西方发达国家的一种基本的热加工方法，螺柱（焊钉）的焊接大约有80%以上是通过螺柱焊机完成的。而我国1986年才在成都试制成功第一台螺柱焊机。至于螺柱焊接技术的应用，还是从上世纪的九十年代才逐步展开的，到现在也只有20来年的历史，因此螺柱焊在我国还是一种刚刚兴起的行业，不论焊接设备，还是焊接工艺都与国外有不少差距。分析这种差距，并逐步缩短这种差距，直至赶超世界水平则是我国螺柱焊接行业的神圣使命。 1.螺柱焊机的分类 螺柱焊机分为电弧螺柱焊机和电容放电螺柱焊机两大类，前者以弧焊整流器作为电源进行焊接，后者则以电容器贮存的能量瞬间放电而进行焊接。两种焊接方式的特点及应用情况见表1。 表1 电弧螺柱焊和电容放电螺柱焊的特点
文件编号：JGGS/GY－02－01－05版本：1.2 储能焊作业指导书 编制： 审核： 批准： 发布日期：2005年月日实施日期：2005年月日 许继电气结构公司 储能焊作业指导书 一、目的： 为了科学地提高产品加工质量，也为了明确员工对储能焊工序的操作和检查工作，特制定此作业指导。 二、适用范围： 本作业指导书适用于公司所有采用储能焊方式的螺钉及螺母柱，下图是储能焊焊枪的加工范围，供设计参考。 三、作业内容： 1、焊接原理：螺柱正对母材被焊枪加速到以0.5-1米/秒的速度运动，与此同时，电容电瓶也充好了电；零件放电尖端接触母材产生放电电流，放电尖端被瞬间强大的电流加热并蒸发；电弧引燃，在1-2毫秒内使母材熔化；焊接螺柱熔入焊接熔池；热量很快被母材吸收使熔池凝固从而完成焊接。 2、施焊前准备：为了保证产品的外观质量，避免焊后零件背面起包，现要求壁厚≤1.5mm的零件必须放于平板之上进行储能焊；对于壁厚≥2mm的零件可以不放于平板之上，但要保证焊后零件表面平整，没有焊接凸起变形及人为凸包（如图1所示）。 （图1） 3.螺柱焊接的基本原则： 3.1、工件表面应干净，没有油或油脂。 3.2、工件表面涂料，例如锌、锈、漆，对焊接质量有严重影响甚至无法焊接。因此对于敷铝锌板材料，焊接前先用砂轮机将焊接部位轻微打磨一小面积将涂层去除，焊接后应将打磨部位涂漆加以保护。 3.3、零件母材必须适于焊接。 3.4、高碳钢或易切削钢不能被焊接。 3.5、螺柱材质一般采用10#~15#钢，螺柱尺寸必须符合要求，引弧尖端的精确度对焊接质量有直接的影响。 3.6、在开始生产前，应对零件进行试焊。 4、选择储能焊机的工艺参数。储能焊的充电电压工艺参数见表1，其适用于目前常加工的螺柱零件，具体的参数应根据试焊的效果确定，原则上先保证零件的焊接强度，然后兼顾零件正面无加工痕迹：目前结构公司所用的普通焊接螺钉型号有：M5×12（外圆φ5）、M6×15（外圆φ6），焊接螺母型号有：M5×14（外径φ8）、M6×16（外径φ8）。 表1
焊装夹具调试及验收技 术要求 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
+8AT项目焊装夹具 招标要求 项目名称：+8AT项目夹具新增/改造重庆力帆乘用车有限公司 目录
+8AT项目焊装夹具招标要求 1.简述 该项目承担重庆力帆乘用车有限公司(甲方)+8AT项目夹具新增/改造（详见附件一清单，但不限于清单内容）。乙方对以上工程负全面责任，以满足工艺、安全、可靠等方面要求。本项目为“交钥匙”工程。双方共同确认技术方案、工艺装备要求、供货范围及施工工程等，乙方须在该方案基础上进行完善并满足纲领和焊车需求；若后续发生工艺变更，双方协商解决或交付商务处理。本招标要求书主要针对该设备技术要求、功能描述、责任范围等进行明确，作为甲、乙双方履行合同的技术依据。 2.生产线设计及建设基本条件 电源：电压380V±10%、220V±10%、频率50Hz±2%； 冷却水压力： mpa；设备正常工作； 压缩空气压力：；设备正常工作； 820焊装生产线使用寿命为8年或总产量50万台。 3.生产线信息 生产节拍：288秒/台； 生产纲领：5万/年；251天。 生产班次：双班； 设备开动率：85%。 4.+8AT项目夹具新增/改造管理要求 乙方负责+8AT焊装SE分析(输出：时序图、焊接流程图，MCP/MCS，焊点分析及优化，焊接通过性分析，搭接性分析，焊接避让，干涉性审查等)、文件输出、工艺方案及布局图的详细设计，并反应出乙方的工艺规划及流程的合理性及可行性。
项目总计划时间大纲要求 该项目的管理流程中。 ⑴焊接总成的组成件； ⑵装入件名称、数量、零部件号； ⑶装件顺序； ⑷定位点、辅助定位、支撑点、压紧点的坐标位置； ⑸定位及压紧形式； ⑹操作高度700mm～800mm； ⑺焊接形式（是电阻焊还是二氧化碳焊）； ⑻所用设备的规格、型号及数量； ⑼前后工序，定位基准应统一； ⑽所装件的名称及件数； 未特殊说明部分按照行业通用规则进行提供。所有焊装夹具设计任务书的内容都必须经过甲方的认可。 5.+8AT项目焊装夹具主要技术总则 +8AT项目焊装夹具由乙方方案规划、设计、制作、改造、安装、调试、陪产等，主要包括： 820焊接生产线、吊具、输送机构、电气控制等。 焊装线/产品输送要求平稳、安全、可靠、准确。重复定位精度±。
编号：XX-XX-XX 螺柱焊接作业指导书 编制： 审核： 批准：
本文件自二OXX年X月XX日起实施 XXXXXXXXXX有限公司 一、范围 本指导书规定了耐候钢伸缩装置螺柱焊焊接的要求、方法、工艺参数及检验等。 本指导书适用于耐候钢伸缩装置螺柱焊焊接，其它产品的螺柱焊接可参照执行。 二、目的 指导操作工人采用螺柱焊接机焊接无砟轨梁铁路伸缩装置严格按照指导书进行操作，保证各个栓钉与型钢焊接符合设计要求。 三、焊接方法与步骤 1）合上电箱上的总开关。 2）按动焊机开机钮，等待一分钟，观察焊机是否正常。 3）焊枪不装栓钉，空枪试一下，观察提升时间等控制是否正常，正常后即可试焊。 4）试焊实验件合格后，即可正式工作。所用焊钉瓷环应符合国家标准，并烘干
等，确保施工质量。 5）将型钢放在焊接工作平台上，清洁焊接表面。清洁面积应大于焊接用瓷环覆盖面积； 6）根据栓钉直径，将电流按钮旋至相应的φ值、时间按钮进行相应调节。 7）将栓钉装到夹头上（要夹紧和插到位），将瓷环套到栓钉上，并推至压板的下面，栓钉高于瓷环牙口5～8mm，与工件焊接位置接触。 8）按动焊枪上焊接开关，焊枪自动向上吸起，栓钉缩回瓷环内部6～7mm，焊枪与工件起弧燃烧形成熔池。 9）焊接时间结束后，焊枪将栓钉压入熔池部分，铁水填满瓷环空处形成焊脚。10）拔出焊枪，焊缝凝固后敲掉瓷环，栓钉焊接完毕。 11）关机：按一下焊机上的关机钮，焊机关机后拉掉电箱里与本设备所接开关。 四、焊接工艺参数 以下是低碳钢焊钉的经验参数，可根据实际情况进行调节。 普通焊接 规格 伸出长度mm 提伸高度mm 焊接电流A 焊接时间S φ10 4 1.5 570～590 0.70 φ12 4～5 2～3 800 0.60 φ13 5～6 4～5 1000 0.70 φ16 5～65～6 1200 0.90 φ19 5～66～8 1400 1.20 φ22 5～78～9 1720 1.25 φ25 5～78～9 2150 1.30 五、安全注意事项
工作行为规范系列 交流点焊机和储能点焊机 的不同 （标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-52918交流点焊机和储能点焊机的不同 The difference between AC spot welder and energy storage spot welder 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。 一、交流点焊机 1.交流点焊机是一种能将工件牢牢焊接在一起的机器。交流点焊机是由由降压变压器、电流调节器和散热系统以及焊接导线、把手等附件组成。焊接时不必使用电焊条，只需把欲焊接的两工件分别作为电路的两个电极，利用接触电阻处产生的高温，将金属瞬间熔化，从而将工件牢牢焊接在一起。 交流点焊机安全操作规程 (1)焊接操作及配合人员必须按规定穿戴劳动防护用品。并必须采取防止触电、高空坠落、瓦斯中毒火灾等事故的安全措施。 (2)现场使用的电焊机，应设有防雨、防潮、防晒的机棚，并应装设相应的消防器材。
(3)焊接现场10m范围内，不得堆放油类、木材、氧气瓶、乙炔发生器等易燃、易爆物品。 (4)使用前，应检查并确认初、次级线接线正确，输入电压符合电焊机的铭牌规定。接通电源后，严禁接触初级线路的带电部分。初、次级接线处必须装有防护罩。 (5)次级抽头联接铜板应压紧，接线柱应有垫圈。合闸前，应详细检查接线螺帽、螺栓及其他部件并确认完好齐全、无松动或损坏。接线柱处均有保护罩。 (6)多台电焊机集中使用时，应分接在三相电源网络上，使三相负载平?。多台焊机的接地装置，应分别由接地极处引接，不得串联。 (7)移动电焊机时，应切断电源，不得用拖拉电缆的方法移动焊机。当焊接中突然停电时，应立即切断电源。 (8)严禁在运行中的压力管道、装有易燃易爆物的容器和受力构件上进行焊接。 (9)焊接铜、铝、锌、锡、铅等有色金属时，必须在通风良好的地方进行，焊接人员应戴防毒面具或呼吸滤清器。 (10)在容器内施焊时，必须采取以下的措施：容器上必
螺柱焊工艺 所谓螺柱焊是指在金属或类似金属件的端面与另一金属工件表面之间产生电弧，待接合面熔化时迅速施加压力，完成焊接的一种方法。螺柱焊接方法起源于1918年,由于这种焊接新技术具有快速、可靠、简化工序、降低成本等一系列优点，因而引起了世界各国的普遍重视，经过不断地改进和完善，特别是二次世界大战后得到了迅速发展，现已广泛应用到桥梁、高速公路、房屋建筑、造船、汽车、电站、电控柜等行业。可焊接低碳钢、不锈钢、低合金钢，铜、铝及其合金材质的螺柱、焊钉、销钉、栓钉等。据报道1），日本园柱头焊钉(栓钉)的年焊接量为6000万个，异型棒状焊钉年焊接量为300万个。可见螺柱焊接在日本钢结构建筑中的应用规模。近年来我国经济建设发展迅速，使用螺柱焊接的领域也越来越广泛，因此有必要对螺柱焊接技术和焊接工艺进行深入研究，以便提高焊接质量，推广普及这种焊接技术。 螺柱焊接技术发展到今天，已经成为西方发达国家的一种基本的热加工方法，螺柱（焊钉）的焊接大约有80%以上是通过螺柱焊机完成的。而我国1986年才在成都试制成功第一台螺柱焊机。至于螺柱焊接技术的应用，还是从上世纪的九十年代才逐步展开的，到现在也只有20来年的历史，因此螺柱焊在我国还是一种刚刚兴起的行业，不论焊接设备，还是焊接工艺都与国外有不少差距。分析这种差距，并逐步缩短这种差距，直至赶超世界水平则是我国螺柱焊接行业的神圣使命。 1.螺柱焊机的分类 螺柱焊机分为电弧螺柱焊机和电容放电螺柱焊机两大类，前者以弧焊整流器作为电源进行焊接，后者则以电容器贮存的能量瞬间放电而进行焊接。两种焊接方式的特点及应用情况见表1。 表1 电弧螺柱焊和电容放电螺柱焊的特点 焊接方式焊接时间tw ms 可焊螺柱直径d mm 焊接电流I A 保护方式最低板厚 电弧螺柱焊瓷环保护＞100 3～25 300～3000 瓷环 1/4d但不能小于1mm 气体保护＞100 3～16 300～3000 气体 1/8d但不能小于1mm 短周期焊接≤100 3～12 ≤1500 不保护或气体保护 1/8d但不能小于0.6mm
焊接检验指导书 一、检验标准内容 1、焊接质量检验方法 2、外观检验标准 3、焊点质量标准 4、焊接尺寸精度 二、焊接质量检验方法 1、直观检查 用普通、无辅助设备的视力观察，检查车身分总成的外观、焊点(缝)数量、位置和成形质量。 2、试片的性能试验 用与正常生产相同的焊接参数，对与产品同材料、同厚度、同层次的试板进行焊接，试验完成后出具相关试验报告。将试验报告提交至技术部、质量部存档，试验标准参见表3 a、调试完成后，所有工位试板需进行试板的性能试验，并提供试验报告。 b、正式生产后，需每三个月提供一次所有工位试板5组的性能试验报告 c、每次对焊钳进行参数调整，需提供相应焊钳的试板性能试验报告。 3、半破坏试验检查 将专用的工具或装置插入焊接部件以及临近焊缝的部件之间，施加一个外力后，不破坏元部件，观察焊点(缝)的成形质量。 a、检查对象 1)焊接件焊点及关键焊点、易出现缺陷的焊点； 2)半破坏检查前先进行目视检查，检查焊接和工件是否异常。 b、检验频次： 抽检：每批次1次，一次3件。 c、检验内容： 将被检查的部件放至规定的检查区域： 1）清点焊点个数； 2）检查焊点位置； 3）检查是否存在不可接受的焊点。 d、检验方法： 对焊缝中具有特征代表性的焊接点进行检验，将专用凿子和锤子进行在离焊点规定处插入一定的深度(与被检查焊点内端齐平)，到达要求的尺寸范围后，上下扳动凿子，直到焊接点材料屈服或严重弯曲，检查焊点是否松动。 f、检验注意事项： 1）如果发现有焊点拉长而焊缝无断裂或损坏，应停止检验。对于两个以上工件之间的焊缝，应在每对相邻工件之间进行检验。对于两端焊点，必须检验。 2）当进行半破坏检查时应注意：别让凿子接至焊接部位，这可能会导致衔接部位被切断； 3）当进行半破坏检查时，插入凿子的位置和深度做如下要求：A=1.0mm～2.0mm(尽量同焊接部位靠近),B=5.0mm以上。半破坏检查的操作示意图； 4）拔出凿子，用0.5～1镑锤子还原零件。 5）半破坏焊点检查的数量，不少于焊接焊点总量的30%。
第2章螺柱焊的过程及工艺参数 2.1螺柱焊的过程 螺柱焊的基本过程是引弧→焊接电弧→顶锻→冷却凝固；在这一过程中，焊接电流、焊接时间以及焊接过程中电弧的形态，对焊接结果有很大影响。 螺柱焊的引弧受程序控制，先是螺钉接触到工件，当按住启动按钮后，焊机首先提供一个微小电流，之后螺钉被提升，在螺钉尖端的铝极与工件之间建立电弧。（说明：铝极是襄嵌在螺柱尖端的一部份铝材料，其作用是便于引弧及还原被氧化的铁。） 当建立了电弧之后，焊机自动进入大电流焊接：螺柱端部开始熔化，工件上形成溶池。此时的燃弧过程称焊接电弧阶段。 当到达设定的焊接时间之后，电弧熄灭，螺柱在外力(一般为弹簧力)的作用下，浸入溶池。进入顶锻阶段。 然后，溶池自然冷却凝固，完成焊接过程。 2.2螺柱焊的工艺参数 螺柱焊的工艺参数主要包括极性选取、电流和焊接时间的选择、提升高度、浸入尺寸及速度的调节。首先说明的是，螺柱直径增加时，焊接所需要的能量也增加。 1.极性 极性是指工件到焊接电源的连接方式，以工件为准：工件接正极即为正极性，工件接负即为负极性。一般的钢质螺钉采用正极性接法。而对于铝及其合金，黄铜材料的螺钉，常采用负极性连接方式。 2.焊接电流与焊接时间 一般情况下，焊接电流正比与螺柱的公称直径。当直径小于16mm时，焊接电流一般是公称直径的80倍，即10mm的螺钉，使用的焊接电流为800A。当直径超过16mm时，焊接电流一般取值为公称直径的90倍。当螺钉材料为合金钢时，电流取值减少10%。焊接时间的取值也与直径成比例关系：对于公称直径小于12mm的螺柱，一般取0.02d（d为螺柱的公称直径），对于公称直径大于12mm的螺柱，一般取0.04d。 如果焊接位置不是平焊，而是横焊或仰焊，一般采用增大电流和减少焊接时间进行焊接。当工件为薄板时，为了不致工件烧穿，也采用增大电流和减少焊接时间的方法。 3.提升高度 对于不同直径形状的螺柱，要求的提升高度是不一样的，提升高度是否合适，要看是否在焊接过程中出现磁偏吹或短路。当提升高度过大时，电弧燃烧不稳定，容易产生电弧漂移和电弧偏吹。提升高度过小时，电弧容易产生短路而断弧。提升高度对于同一端部形状的螺柱来说，正比于其公称直径，一般在
一螺柱焊的原理与用途 采用螺柱焊的连接方法可将金属螺柱、销钉或类似连接紧固件焊至工件上的焊接方法。 焊接时螺柱被夹持在焊枪的夹持器内，操作者或机器人将焊枪移至焊接位置，螺柱与工件接触。焊枪中的磁力提升机构使螺柱上升与工件脱离接触，控制机构同时在螺柱与工件间施加一引弧电压，在螺柱端面与工件间引出电弧，电弧使螺柱端面与工件熔化。随着螺柱被提升到设定的高度，工件间的电压被加到焊接电压，焊接时间达到预设时间，焊接电压被切断并同时提升机构的电磁铁被断电，螺柱在焊枪的弹簧机构的弹力作用下浸入工件熔化形成的熔池，螺柱将部分液态金属挤出，熔池金属冷却结晶形成螺柱与工件的共同连接接头。 二焊接设备及焊接定位夹具 螺柱焊接系统包括焊接电源、焊接控制器、送料机构、焊枪、手工焊接需采用焊接定位夹具确保螺柱焊接位置的准确。 三焊接工艺参数 根据螺柱的型号、直径，焊接工件的材料、厚度等条件选择下列螺柱焊工艺参数：引弧电压、螺柱提升高度、焊接电压、焊接电流、焊接时间。 四焊接操作 1接通焊机电源，检查焊接电缆是否可靠连接，送料机构里螺柱品种是否正确、数量合适，送钉正常。 2焊接时保证焊枪与工件表面垂直，如不垂直要及时调整焊枪的焊接角度。 3进行焊接。焊接过程中要定期检查螺柱夹持器的烧损情况，及时更换。定期清理防护套内壁上的焊接飞溅。 4焊后清理工件表面上的焊接飞溅。 五. 焊工 焊工必须经过专门的训练并具备下列专业知识和技能： (1)熟悉焊机基本技术性能； (2)熟知焊机维护,使用及调整方法； (3)熟知被焊总成的技术要求,装配要点及使用情况； (4)了解工艺参数的选择原则，协助设备调整人员对工艺参数进行调整。
焊接工艺规范精编 Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986
1.适用范围 本工艺规范规定了氩弧焊、CO2气体保护焊、电容储能焊设备、材料、焊接准备、焊接工艺参数、焊接操作工艺流程；适用于公司各种钣金件和结构件的焊接工序。 2.材料 焊丝、技术图纸和有关技术资料规定的半成品零部件和辅料。 3.设备及工具 3.1交（直）流脉冲氩弧焊机、CO2保护焊机、电容储能螺柱焊机。 3.2电焊钳、面罩。 3.3平台。 3.4钢卷尺、角尺。 3.5各种焊接夹具、手锤等。 4.焊接技术标准 4.1材料的焊接特性 4.2.1钢材的可焊性 碳钢，如A3、10#、20#、25#以及1C r18Ni9不锈钢等可焊性良好， 焊接牢固、变形小、易保证焊接后的尺寸精度；中碳钢以及1C r13 不锈钢的冷裂倾向和变形大，只有在合适的工艺规范下，才能保 证焊接的进行。 4.2.2有色金属的可焊性
有色金属中的黄铜（H62）的可焊性良好，铜（T2）铝镁合金 （LF2 LF5）及铝锰合金（LF12）一般，铝铜镁合金（LY12）较 差。 4.2.3异种金属的可焊性 异种金属的焊接，在产品中也有应用，例如在碳钢上焊接不锈钢 和铜螺钉。一般情况下，碳钢、黄铜和不锈钢之间可焊性良好， 铜与碳钢、黄铜和不锈钢可焊性尚可，铝与碳钢、黄铜和不锈钢 不可焊，铝与铜之间可焊性尚可。 4.2.4电容储能焊螺柱的可焊性 A3、1Cr18Ni9不锈钢、黄铜材质的储能焊螺柱与以上材质的板材 之间可焊性良好，在铝材质板材上只能用铝储能焊螺柱。 4.2焊缝坡口的基本尺寸 合理的焊缝的坡口，可以保证尺寸精度、减少焊接变形，般焊缝坡口的工件厚度、坡口形式、焊缝形式、坡口尺寸，见下面要求： 1)工件厚度为1-3mm时，两件同一平面对缝焊接，一般采用一面焊接，缝 间距为.。 2)工件厚度为3-6mm时，两件同一平面对缝焊接，一般采用两面焊 接，缝间距为.。 3)工件厚度为1-3mm时，两件L型对缝焊接，一般采用一面焊接，缝 间距为0-2mm.。 4)工件厚度为3-6mm时，两件L型对缝焊接，一般采用两面焊接，缝 间距为0-2mm.。
钣金车间作业指导书 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
数控剪板机作业指导书 1、检查操控台面板按键、急停按钮、指示灯、启动按钮、脚踏开关控制正常 2、检查剪板刀限位开关控制正常 3、检查各导轨、丝杆、传动齿轮润滑度并及时保养 4、检查液压油箱油量、压力表、电磁阀控制正常，油管接头无漏油 5、切断电源打开配电柜使用气枪抹布对内进行除尘 数控转塔冲床作业指导书 2、检查操控台面板按键、急停按钮、指示灯、启动按钮、脚踏开关控制正常2、检查气压表、旋钮开关、电磁阀控制正常，气管无漏气，压力油杯油量、油管无漏气 3、检查传动链轮链条、轨道、主轴轴承润滑度并保养 4、切断电源打开配电柜使用气枪抹布对内进行除尘 数控加工中心作业指导书 3、检查操控台面板按键、急停按钮、指示灯、启动按钮、手动控制器控制正常 2、检查机床导轨润滑度并及时保养 3、检查刀库罩动作是否到位及时 4、检查气压表、旋钮开关、电磁阀控制正常，气管无漏气 5、检查真空泵油量、滤芯清洁度并及时保养 6、检查切削冷却油油量、喷嘴良好 7、切断电源打开配电柜使用气枪抹布对内进行除尘 数控折弯机作业指导书 1、检查操控台面板按键、急停按钮、指示灯、启动按钮控制正常
2、检查脚踏开关、急停按钮控制正常 3、检查各导轨、丝杆润滑度并及时保养 4、检查液压油箱油量、压力表、电磁阀控制正常 5、切断电源打开配电柜使用气枪抹布对内进行除尘 压力机作业指导书 1、检查启动停止按钮开关，指示灯正常 2、检查脚踏开关使用良好 3、检查地脚螺栓无松动 4、检查油杯油量充足，及时补充 5、检查转盘无松动 氩弧焊机作业指导书 1、检查按键、指示灯、数字显示器、旋钮开关、焊钳开关控制正常 数控卷板机作业指导书 1、检查操控台面板按键、急停按钮、指示灯、启动按钮控制正常 2、检查卷辊限位开关控制正常、卷辊面涂抹防锈油 3、检查传动齿轮、卷辊轴承座、轴套润滑度并及时保养，油杯油量 4、切断电源打开配电柜使用气枪抹布对内进行除尘 螺柱焊机作业指导书 1、检查按键、指示灯、数字显示器、焊钳按钮控制正常 2、检查各接线柱无松动 天花线作业指导书 1、检查放料机、冲床、剪切机、校平机的控制台面板、旋钮开关、启动停止按钮、指示灯、急停按钮控制正常 2、检查放料机传动链轮链条润滑度、液压油油量、油管无漏油 3、检查冲床限位开关控制正常 4、检查冲床跑道润滑度、传动齿轮润滑度 5、检查冲床切削润滑液液量、喷嘴通畅 6、检查冲床三角带松紧、完好度 7、检查四柱液压油缸油杯油量、液压油箱油量、压力表、电磁阀控制正常 8、切断电源打开配电柜使用气枪抹布对内进行除尘 600*600成型液压机作业指导书 1、检查控制箱急停按钮、指示灯压力表旋钮开关、启动停止按钮控制正常 2、检查光感器灵敏度 3、检查液压油缸润滑度清洁度、油杯油量并及时保养 4、检查液压油箱油量、压力表、电磁阀控制正常、油管无漏油
一、YD-350KR2 CO2/MAG 自动焊机操作规程 1. 操作前的确认和准备： a） 按焊工特殊工种要求穿戴好劳保用品，并准备好戴遮光滤光片的焊接用保护面具； b） 采取换气措施，避免吸入焊接时产生的有毒气体（CO、臭氧、NO等）; c） 检查整机各连接部位是否连接可靠； d） 检查焊枪、送丝装置中各种零件的磨损、变形、气孔是否畅通； e） 检查电源电缆各处是否松动，喷嘴、导电嘴是否安装牢固，前端是否变形、是否附着有飞溅物； f） 检查送丝管后部尺寸是否符合规定，是否有弯折和伸展，是否有污垢、焊丝、镀层残渣的堵塞； g） 气体分流器是否安装或孔眼是否堵塞； h） SUS管口处和送丝边轮是否、废屑，接口中心和送丝轮槽中心是否错位； i） 焊枪电缆是否弯曲太大，与CC安装金属连接部位是否松动。 2. 焊接作业的准备： 2.1 开关操作与气流量的调节： a）打开配电箱开关； b）焊机电源开关置于“开”的位置； c）供气开关置于“检查”位置； d）打开气瓶盖，将流量计旋钮慢慢调至所需值； e）供气开关置于“焊接”位置 。 2.2焊丝的安装: a.） 确认送丝轮的安装是否于焊丝直径相符； b.） 确认焊丝盘的安装符合焊接要求； c.） 微动控制送丝，直到焊枪头处露出15～20mm焊丝松开微
动开关。 3. 手动操作的焊接： 根据被焊接工件及工艺要求，分有收弧的焊接和无收弧的焊接a） 有收弧的焊接，（适用于中厚板材的焊接）：将收弧转换开关置于“有收弧”处，先后两次将焊枪开关 按下，放开进 行焊接； b） 无收弧焊接:主要用于反复进行定位焊、瞬时焊及薄板焊接，将收弧 转换开关置于“无收 弧”处，“开”、“关”焊枪的同时，焊接电弧产生或停 止。 4. 焊接结束： a） 关闭电源及气瓶阀门； b） 按照规定要求整理好设备工装，清理现场。 编制： 审核： 批准： 二、DN3系列悬挂式点焊机操作规程 1. 开机前的准备： a） 检查风水气管是否完好； b） 检查水、气路是否通畅，观察回水窗口内、进水滤网处有无异物； c） 检查油雾器油杯中应有20～60mm高度的机油； d） 检查分水滤气器中是否积水，及时放掉水杯中的污水； e） 检查冷却水管是否完好。 2. 开机： a） 先接通电源，此时控制器面板上指示灯亮，检查有无异常； b） 打开进、出水阀门，检查冷却水在各支路的流通情况是否合乎要求，如不符合应调整相应的管子。 c） 进出水开关是否完全打开，回水浮球是否全部浮起； d） 打开气源阀门，顺时针方向旋转减压阀手轮，使压力渐增，直
北京工业大学 硕士学位论文 电容储能式螺柱焊机的研制 姓名：欧特伦 申请学位级别：硕士 专业：机械电子工程 指导教师：殷树言;刘嘉 20070501
摘要 摘要 众所周知，电弧螺柱焊作为焊接学科的一个分支是各国工业领域广泛应用的 加工和装配方法，对于板材的螺柱焊接相当方便实用，而电容储能式螺柱焊在薄 板焊接方面更是得到突出应用。 电容放电螺柱焊是螺柱焊接中的一个大类，其特点是焊接过程短（，Ｊ、于５ｍｓ）， 热影响区小，生产率高，焊缝质量好，适用于直径小于等于１０ｍｍ的碳钢、不锈 钢、铝、铜等材料的螺柱焊接。这种焊接方法依靠储能电容器提供能量，通过焊 枪操作，将特殊设计的螺钉在极短的时间内焊接在板材上。 随着数字技术和现代通信技术的迅速发展，为数字化技术在焊接领域的逐步 渗透和提高焊接设备的技术含量提供了广泛的应用前景。而数字化的实现更使得 弧焊电源的控制精度得到显著的提高。采用Ｃ１６７作为核一Ｉｉ，控制芯片，该芯片具 有较强的事件管理和数据处理能力，同时片上还集成了丰富的外设资源，能够提 高系统的集成度、抗干扰性能，并且降低成本。 逆变技术的应用使得电容储能焊接电源能更趋向于小型化和便携式。逆变电 源采用ｄ、ＭＯＳ管或ＩＧＢＴ等开关元件能达到较高的逆变频率，并且功率因数可达 ９５％以上，节能和节材。 经实验结果证明，该焊机输出特性满足技术指标的要求，操作方便，焊接过 程中不出现误动作，焊接成功率较高，焊接性能稳定。 关键词螺柱焊；逆变：电容储能；Ｃ１６７单片机 金属打标机https://www.doczj.com/doc/4513037572.html,/
独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：敌特彳龟／日期：竺］：三：望 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 （保密的论文在解密后应遵守此规定） 签名：鼹煎！垒导师签名：日期：泗１．ｆ，ｑ 金属打标机https://www.doczj.com/doc/4513037572.html,/
螺柱焊机及螺柱焊技术 （成都斯达特焊接研究所成都610051） 摘要:文章介绍了螺柱焊机和螺柱焊接工艺参数,并对电弧螺柱焊机的焊接电源、栓钉穿透焊工艺以及我国螺柱焊接技术的现状作了深入的分析，阐述了螺柱焊接技术的发展趋势。 关键词：螺柱焊机螺柱焊接工艺栓钉穿透焊螺柱焊技术发展 所谓螺柱焊是指在金属或类似金属件的端面与另一金属工件表面之间产生电弧，待接合面熔化时迅速施加压力，完成焊接的一种方法。螺柱焊接方法起源于1918年,由于这种焊接新技术具有快速、可靠、简化工序、降低成本等一系列优点，因而引起了世界各国的普遍重视，经过不断地改进和完善，特别是二次世界大战后得到了迅速发展，现已广泛应用到桥梁、高速公路、房屋建筑、造船、汽车、电站、电控柜等行业。可焊接低碳钢、不锈钢、低合金钢，铜、铝及其合金材质的螺柱、焊钉、销钉、栓钉等。 1螺柱焊机的分类 螺柱焊机分为电弧螺柱焊机和电容放电螺柱焊机两大类，前者以弧焊整流器作为电源进行焊接，后者则以电容器储存的能量瞬间放电而进行焊接。两种焊接方式的特点及应用情况见表1。 1.1 电弧螺柱焊机 电弧螺柱焊机是由焊接电源、控制器、焊枪、地线钳、焊接电缆等部分组成。但大多数焊接设备的焊接电源都与控制器合并为一体，称为主机。比较先进的控制方式是使用微处理器，以便精确设置和适时控制焊接过程中的焊接电流、焊接时间等参数。焊接电源一般为晶闸管控制的或逆变式的弧焊整流器。 用于螺柱焊的直流焊接电源应具有以下特点： a、焊接电源应具有下降的静外特性。只有这样才能维持电弧的稳定性，保证焊接质量。 b、焊接电源应有引弧电流（40～50A）和较高的空载电压（70～100V），以确保100％的引弧成功率，对于大直径的螺柱焊接，其空载电压甚至超过100V。只有这样才能满足提升高度较大时的需求。 c、要有较高的负载电压。按弧焊电源下降特性的定义，当焊接电流≥600A时，
焊工操作技能考试要求 1.1焊接方法 1.1.1民用核安全设备制造、安装和维修中常用的焊接方法的分类和代号见表1，表1中的各类焊接方法之间不能互相代替。 1.1.2操作技能考试可以由一名焊工或者焊接操作工在同一个试件上采用一种焊接方法进行，也可以由一名焊工、焊接操作工在同一个试件上采用不同焊接方法进行组合考试；或者由两名以上焊工、焊接操作工在同一个试件上采用相同或不同焊接方法进行组合考试。由三名以上焊工、焊接操作工的组合考试试件的厚度不得小于20mm。每个焊工、焊接操作工焊接整体焊缝的有效长度不小于150mm。 注 注：对于采用的焊接方法不属于表1的情况，考核中心应将新增的焊接方法分类代号报国务院核安全监管部门备案。 1.1.3组合焊接方法的代号可用每种焊接方法的代号并列表示。例如：手工钨极氩弧焊打底，其余层采用焊条电弧焊的组合方法表示为“HWS/HD”。 1.2母材类别 1.2.1母材金属的分类和代号见表2。表2的分类适用于轧制、锻造和铸造等材
料。 1.2.2焊工、焊接操作工在操作技能考试时应符合下列规定： （1）焊工采用同类材料中任一钢号考试合格后可免去该类其它材料的考试。 （2）焊工采用Ⅰ～Ⅳ类材料中类别较高的考试合格后，可免去类别较低材料的考试。 （3）焊工采用Ⅵ～Ⅸ类材料的考试不能由其它类别材料互相代替。 （4）对于异种材料的焊接，焊工若采用母材中的两类材料均包括在表2中第Ⅰ—Ⅳ类别内，并且对两者中较高类别的材料已考试合格，则可免考；若采用两类材料中有第Ⅵ类，且已对两类母材分别考试合格，则可免考，但焊接材料采用镍基合金材料时，仍须考试。 （5）焊接操作工采用某类别任一钢号经焊接操作技能考试合格后，适用其他类别钢号。
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、 螺柱焊机、储能式凸焊等。与之相对应的焊机也有所不同，分别为拉弧式 螺柱焊机、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。 螺柱焊的特点 1.非常节省时间和成本所有螺柱焊的结构不用钻孔，冲孔，车螺纹，铆接，拧螺纹和精整等步骤。 2.不断扩展结构设计的应用潜力在螺柱焊时起焊接过程是短时间，大电 流和较小的熔深。因此，可以焊接到很薄的板材上。对于使用陶瓷环拉弧 螺柱焊和短周期拉弧螺柱焊的板厚可以到1mm。电容放电拉弧螺柱焊可以到0.6mm，而储能式螺柱可以到0.5mm。 螺柱焊的工件必须是从一侧焊接。 能在全位置焊接，借助于扩展器可以焊接到受限制的垂直隔板上。 由于是短时间焊接且焊后很少变形，故不需要修整。 因为焊接的结构不需要钻孔，故不会造成泄漏。 螺柱焊的接头可以达到很高的强度，即螺柱焊的接头强度大于螺柱本 身强度。 在镀层或高合金板材焊接后，背面没有印痕。 3.良好的经济性 螺柱焊相对于其他焊接方法的优点，在于焊接功率上。对于批量生产 的工件，在很短的焊接时间（ 3-980ms）内可打到 8-40个/min（根据不同 直径螺柱和不同焊接功率）。而自动送料螺柱焊机可以达到 60个/min 的超高效率。 标准的螺柱是低成本的。 螺柱焊设备和焊枪具有多种类型，设备的购置费用相对较低。