螺柱焊接机是一种将螺柱通过焊枪，直接焊接在母材上的一种焊接设备。使用螺柱焊机焊接螺柱，在柱焊接过程中，不需要填充料，焊接直径较小的焊钉时，也不需要任何保护，是一种焊接工艺简单，焊接牢固度好，焊接成本低，焊接效率高的焊接方式。这种焊接方式最早流行于欧美，近些年才开始在我国推广，而且使用还不够广泛。但随着我国螺柱焊机制造水平的不断提高，以及螺柱焊机使用效果逐渐被更多的人所认识，螺柱焊机必将在我国得到广泛使用。为了普及螺柱焊机知识，让更多的人了解各种螺柱焊机的性能就很有必要。
一、拉弧式和储能式螺柱焊机的基本特性
1、拉弧式螺柱焊机的基本特性：
拉弧式螺柱焊机按照机器的工作频率不同，可分为工频拉弧式螺柱焊机和IGBT高频逆变拉弧式。工频拉弧式螺柱焊机的工作原理是：输入三相380V电流，经大功率工频变压器降压，转换成60-90V、50赫兹的交流电;然后经可控硅和二极管进行整流，形成50-90V的脉动直流电，成为拉弧式螺柱焊机的焊接电源。输出电流的大小，可通过调整可控硅导通角来完成。高频拉弧式螺柱焊机的工作原理是：输入三相380V
交流电，经整流器整流、滤波后形成540V的直流电，然后经过IGBT逆变器，生成方波。方波经过整流，送到高频降压变压器，经过快速二极管整流，变成50-90V脉动的直流电，成为拉弧式螺柱焊机的焊接电源，输出电流的大小，可通过软件程序调制脉宽来控制。
拉弧式螺柱焊机是一种在螺柱焊接时，首先由机器产生的一股小电流引弧，在这股小电流将焊接母材表面的各种附着物燃烧清除后，再由机器产生一股大电流，将螺柱焊接在母材上的一种焊接方式。拉弧式螺柱机的短周期焊接过程示意图如下(图一)：
拉弧式螺柱焊机按其焊接过程所需要的时间长短，可分为短周期拉弧和长周期拉弧两种。短周期拉弧即焊接的时间较短，一般在200毫秒以内，适用于薄板(5mm以下)和直径较小(10mm以下)的焊钉之间的焊接;长周期拉弧的焊接周期较长，最长可达2000毫秒，适用于板厚(2mm以上)和直径较大(10mm以上)的焊钉之间的焊接。短周期螺拉弧的柱焊接主要适用于汽车、轮船和五金制造等行业;长周期拉弧的螺柱焊接主要适用于建筑、桥梁和钢结构生产。
短周期拉弧式螺柱焊机焊接示意图(图一)
2、电容储能式螺柱焊机的基本特性：
电容储能式螺柱焊机的工作原理是：输入单项220V的电流，先由电容进行储能，然后由控制系统控制电容放电，放电的电压的高低，可根据焊接需要进行调节，在电容放电的瞬间，将装在焊枪上的螺柱焊接在母材上。
电容储能式螺柱焊机是一种在螺柱焊接时，由螺柱前端专门设计的引弧点引弧燃烧，同时将螺柱焊接在母材上的一种焊接方式。电容储能式螺柱焊机的焊接过程示意图如下(图二)：
电容储能式螺柱焊机焊接示意图
电容储能螺柱焊接，一般焊钉前端的引弧点大小为直径0.8mm，长度0.8mm;电容的放电时间在4毫秒mm。由于受引弧点大小和放电时间的影响，电容储能焊接一般适用于薄板和小钉之间的焊接。具体说，焊接板厚在5mm以内，焊钉直径在10mm以内，再大的焊钉和再厚的板材焊接起来就很困难，就是再大的电容的容量和电压也难以凑效。
二、拉弧式螺柱焊机和电容储能式螺柱焊接在焊接工艺上的区别
拉弧式螺柱焊机和电容储能式螺柱焊机由于其工作原理不同，因此，在焊接工艺上有着本质的区别。
第一，二者使用的焊钉样式不同。
拉弧式螺柱焊机使用的焊钉为较为普通的焊钉，要求焊钉的材质尽可能与母材的材质一致或接近，焊钉的焊接的端面有3到5度的锥度;而电容储能式螺柱焊机除了材质和焊钉焊接端面的要求与拉弧式螺柱焊机相同外，还要求焊钉的焊接端面要有一个0.8*0.8mm的引弧点。
拉弧式螺柱焊机使用的焊钉与电容储能式螺柱焊机使用的焊钉样式如图(图三)：
第二，二者对焊钉的直径要求不同。
第三，二者对焊接母材表面的要求不同。
拉弧式螺柱焊机对焊接母材的要求不严格，只要焊接母材的表面能导电，即使焊接的表面有轻微的锈蚀，有油污，有金属镀层，有其他杂质，也不会影响焊接;而电容储能式螺柱焊机对焊接母材的要求就比较严格，如果焊接母材的表面有锈蚀、油污、杂质等，导致焊接表面电阻增大，都无法焊接或焊不牢。如果焊接母材表面的金属镀层较厚，比如镀锌层较厚就很难焊接，甚至根本无法焊接。
第四，二者对焊接母材的厚度要求不同。
拉弧式螺柱焊机对焊接母材的厚度要求不严格，目前国内生产的“DSP高频逆变拉弧式螺柱焊机”，可以将直径为6mm的焊钉焊接在板厚0.4mm的母材上，焊接点的背面也完好无损;将直径6mm的焊钉焊接在板厚20mm的母材上，也焊得很牢。当然，对于拉弧式螺柱焊机对焊接母材的厚度要求也不是没有限制，对于短周期螺柱焊接，最薄的母材厚度要大于0.4mm,且在母材厚度在0.4mm的情况下，焊钉的焊接端面直径不超过6mm，否则焊接面将会被焊穿。对于长周期拉弧式螺柱焊接，焊钉的直径与母材的厚度之间要大于5比1;即焊钉的直径为15mm，焊接母材的厚度要大于3mm，否则有焊穿的危险。
电容储能式螺柱焊机对焊接母材的厚度要求比较严格，尤其是焊接母材不能太厚，将直径10mm的焊钉焊接在10mm厚的板材上，即使加大电容储量也是比较困难的。
第五，二者焊接熔深不同
拉弧式螺柱焊机焊接的熔池较深，短周期焊接熔深根据焊钉直径和母材厚度不同一般大于0.1mm;长周期焊接熔深根据焊钉直径和母材厚度不同一般大于0.3mm;并且拉弧式螺柱焊接都会在已经焊接的螺柱周围形成比较有规则的焊缝成型，大大增加了焊接强度。电容储能式螺柱焊机焊接的熔深较浅，一般都小于0.2mm。即使焊接母材较厚，也不会增加多少熔深。
三、拉弧式螺柱焊机与电容储能式螺柱焊机的焊接效果比较
在试验过程中，我们在1.0厚且表面比较清洁的普通钢板上分别焊接材质相同的直径为6mm的镀铜焊钉，其扭力测试的效果是相同的。将该焊接工件放入H2SO4含量为15%的硫酸稀释液中浸泡240小时后，进行拔钉试验，其结果是:拉弧式焊接的焊钉拔出的孔径比较一致，且焊接仍然牢靠，母材与焊钉之间无脱离;而电容储能式焊接的焊钉拔出的孔径不够一致，母材与焊钉之间有脱离和锈蚀现象。对于2mm的薄板，用拉弧式螺柱焊机焊接直径为6mm螺柱，焊接点背面会有明显的痕迹，表现为颜色改变;0.6mm的薄板，用拉弧式螺柱焊机焊接直径为6mm螺柱，焊接点背面不仅会有明显的痕迹，表现为颜色改变，而且还会发生变形，表现为有稍微突出的现象。而同样用电容储能式螺柱焊机焊接直径为6mm的螺柱，对于2mm 的薄板，焊接点背面几乎看不见任何有被焊接过的现象;对于0.6mm的薄板，虽然背面有轻微的颜色改变，但没有发生任何形状的变化。当然，对于焊接母材的表面锈蚀比较重，或油污较多，或镀锌层较厚的，用拉弧式螺柱焊机可以照样焊接，电容储能式螺柱焊机就为之叹息了。
四、拉弧式螺柱焊机与电容储能式螺柱焊机的长处和短处比较
1.拉弧式螺柱焊机的长处和短处
拉弧式螺柱焊机长处：一是可以焊接从直径2mm-30mm的焊钉;二是焊接母材厚度最薄0.4mm，再厚的母材都能焊接;三是对焊接母材表面的要求不是很严格，有镀层，有油污、有锈蚀，都不影响焊接;四是螺柱与母材熔合好，焊缝成形好，耐久性好。短处是：对于焊接母材较薄的，其焊点背面焊接地痕迹比较明显，在焊接薄板时，对母材焊接背面要求比较严格的不能采用。
2电容储能式螺柱焊机的长处和短处
电容储能式螺柱焊机的长处：一是由于焊熔深较浅，在焊接母材较薄的情况下，相对于拉弧式焊接，焊点背面出现的焊痕要好的多;二是机器的价格便宜，与拉弧式螺柱焊机相比，功率大体相同，价格仅是拉弧式螺柱焊机的几分之一。短处：一是焊钉直径不能大，一般10mm即可，再大就影响焊接牢度;二是焊接母材不能太厚，尤其是焊接直径大于8mm的焊钉，母材厚度超过5mm，焊接起来就比较困难;三是要求焊接母材表面清洁度好，对于镀锌层较厚、油污较多、锈蚀较多的材料，焊接起来效果都不好，甚至根本不能焊接;四是由于电容储能式螺柱焊接地熔深较浅，加上焊接时不能很好地清除母材表面的杂质，焊接好的螺柱耐久性不如使用拉弧式焊接的好。
五、拉弧式螺柱焊机和电容储能式螺柱焊机的运用范围
拉弧式螺柱焊机可焊接普碳钢、不锈钢、铜材、铝材等，适用于汽车和船舶制造、五金制造、机箱机柜、建筑桥梁、钢结构工程等;电容储能式螺柱焊机同样可以焊接普碳钢、不锈钢、铜材、铝材等，适用于五金制造、机箱机柜等。
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
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（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
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
螺柱焊机选型 为方便用户选型，成都斯达特焊接研究所特别根据螺柱直径进行分析讨论 一、需要焊接的螺柱直径在10mm（包含）以内： 序号1：此例为薄板上焊接小直径螺柱，要求焊接母材的厚度不能低于螺柱直径的1/10，且≥0.5mm；该焊接工艺，焊接后母材变形小，熔深浅，焊接强度相对不高（根据螺柱直径具体划分，例如M6的螺柱，斯达特品牌电容放电螺柱焊机能够达到最大扭力为15kN左右）；备注：电容放电螺柱焊机需选用电容专用焊钉，即端面有引弧点的焊钉。 适用行业：电气柜、厨柜、保险箱柜、电梯等行业等。 序号2：此例为薄板上焊接小直径螺柱，要求焊接母材的厚度不能低于螺柱直径的1/6，且≥0.6mm；该焊接工艺，焊接后母材变形小，熔深稍浅但比电容放电螺柱焊机深，焊接强度较高（根据螺柱直径具体划分，例如M6的螺柱，斯达特品牌短周期电弧螺柱焊机能够达到最大扭力为30kN左右）； 备注：短周期电弧螺柱焊机通常焊接短周期专用焊钉，该焊钉的端面通常为弧面。 适用行业：汽车制造行业、高压配电柜行业等。 序号3：此例为厚板上焊接小直径螺柱，要求母材厚度大于2mm；该焊接工艺，熔深较深，通常为1-3mm，焊接强度较高（扭力值远大于电容放电螺柱焊机、大于短周期电弧螺柱焊机）； 备注：有专门应用于长周期电弧螺柱焊机的焊钉，该焊钉可带通螺纹、半螺纹或者无螺纹，通常该焊钉有引弧点。 适用行业：机械加工、锅炉水冷壁上的水冷钉焊接、重载车辆上的螺柱焊接等。 其他：1、当选用电弧焊机焊钉直径小于10mm时可选用气体保护、瓷环保护、无保护三种焊接方法； 2、电容焊机最大焊接直径10mm； 3、电容焊接要求表层没有水、油、锈等； 4、目前电弧螺柱焊接的最大直径为28mm。
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
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。
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/d84346353.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/d84346353.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，
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。
螺柱焊接技术的发展趋势 根据国内外螺柱焊技术的应用，由于行业不同发展要求也会不同。但其发展趋势主要表现在： (1研制大直径螺柱(M25以上)的协同式螺柱焊机，使焊接时不受直径、焊接位置的影响保证焊接质量的再现性以满足建筑等行业日益增长的需要。 (2目前一些高级控制策略已应用在逆变熔焊机的控制系统、模糊控制技术和人工智能技术等。而计算机的发展又带动了逆变技术的进步。利用计算机的快速运算能力和内存量大等优点。实现一些计算机才能实现的控制方法和显示功能。这必将推动螺柱焊机的发展。因此，研制具有有自动化功能——只需输人焊接方法、螺柱直径、焊接材料就能提供最佳焊接工艺参数。并通过实际施焊，采集螺柱焊记录数据，并能自动调节输人能量及相关参数以能稳定焊接质量。所以，自适应逆变电源螺柱焊机必将出现。 (3)随着螺柱焊在工业部门的应用不断扩大，结合产品开发不同类型螺往焊专机和加工中心必将进一步增长。 (4)短周期拉弧螺柱焊是一种有前途的焊接技术，因为在焊接时有两种焊接模式： 第一对外表成型堆积有要求，用陶瓷环保护 第二：用气体保护模式，气体包括：18%的CO2，82%的Ar，两者混合气体，焊接效果光色不变，成型美观。 短周期拉弧焊无需瓷环保护或气体保护，但是，这种焊接技术对焊枪的精度要求比较高，目前国产拉弧式螺柱焊机无法引入这项技术，并且这种焊接技术焊接螺柱直径局限在12mm 以下。这样在一些行业无法使用自动化螺柱焊高效技术。 目前在国外有关螺柱焊机厂和研究机构，正在对M20的螺柱进行短周期螺柱焊的电源和工艺装备进行研究。 采用具有监测和自适应系统的逆变电源、电力驱动螺柱下落焊枪(焊头)使螺柱下落时间、速度可调并用氩气保护焊接方法。 现阶段已将焊接螺柱直径扩大到30mm，该焊接成套装置的商品化给相关工业部门的效益将是可观的。
螺柱焊接原理简介 ——供稿人：集团技术管理部刘春峰 螺柱焊接是将直径2－25mm的螺柱或柱状金属高效、低成本、全断面融合地焊接在金属表面的一种特种焊接工艺方法。此项技术的应用可替代一些传统的加工方法，例如：钻孔、攻丝、手工焊接、焊后处理等。 螺柱焊接过程：首先，将焊接螺柱（或柱状金属）放置于焊接母材上；随后，提升焊接螺柱，同时导通电流，在焊接螺柱和焊接母材之间激发电弧，电弧将焊接螺柱端部和焊接母材表面溶化，并形成焊接熔池；接下来，焊接螺柱和焊接母材相对运动，焊接螺柱在一定速度下受控地插入熔池；最后，焊接电流终止，电弧熄灭，同时熔池凝固，焊接过程完成，形成全断面熔合的焊缝。 螺柱焊接优点：①焊缝全断面熔合，提高了焊接部位的安全性；②焊接在瞬间完成，提高了焊接工作效率；③可适应多种金属材料；④热影响区小，焊接母材变形小；⑤焊接损伤很小，母材背面没有或只有很小的焊接损伤；⑥保持中空零件的密闭性；⑦实现单面焊接； ⑧操作简便。 螺柱焊接分类：根据焊接的特性和电源原理，我们通常将螺柱焊接分为电容储能式螺柱焊接和拉弧式螺柱焊接，前者焊接在0.003秒内完成，用于在薄板上焊接螺柱，后者焊接时间在0.1-1.5秒内完成，用于在更复杂的环境下焊接螺柱。 电容储能式螺柱焊接具体可分为：①接触式螺柱焊接；②间隙式螺柱焊接。 拉弧式螺柱焊接具体可分为：①陶瓷保护环模式螺柱焊接；②气体保护模式螺柱焊接； ③短周期模式螺柱焊接（分为有气体保护和无气体保护二种）。 无论采用哪种螺柱焊接工艺，要想取得理想的焊接效果，都需要我们对以下参数严格控制： 例如：焊接时间，焊接电流，运动的可控性，设备的易操作性，被焊金属材料的成分等。
德国KOCO螺柱焊机焊接培训 2008/10/30 螺柱焊接可以采用柔性电缆从单面焊接紧固件，在现代工业制造中得到了越来越多地应用。根据焊接原理和主机电源的类型的区别，分为拉弧式和电容储能式两种，但总的来说，它们都属于弧焊的一种，都是采用瞬间电弧将焊接螺柱底部和工件表面熔化，并与工件形成永久连接。 我们车间使用的是德国KOCO拉弧式螺柱焊机，而且是使用短周期拉弧焊接模式，短周期拉弧式螺柱焊接就是专门为汽车制造焊接螺柱而创新的。汽车行业需要将螺柱焊接在薄板上，包括普通板和镀锌板，而且要求焊接强度能适应汽车的长期运动、震动，在短周期拉弧式螺柱焊接发明之前，这是很难实现的。 我先说说短周期螺柱焊钉的特点，他的焊接头部标准是中心突出的一个锥面，锥面与中心线的垂直线的夹角标准是7度（正负1度），只有保证这个焊接头部形状，才能保证好的焊接效果。注意区别点焊螺钉，他的焊接头部是平面上均匀分布3个小突起。我们还注意到，在实际应用中，还有一种特种T形钉，它的头部是平的，仍然可以焊接得比较好，这是一个特例，能取得好的焊接效果，和它的焊接直径特别小相关。 下面我讲讲焊接参数的调节。拉弧式螺柱焊接主要就是的4项
调节参数：焊接电流、焊接时间、突出长度、提升高度。其中焊接电流和焊接时间是在焊机上调节的，螺钉的突出长度和提升高度是在焊枪上调节的。现在每台焊机的焊接参数我已经贴在每台焊机的机身上了，大家可以参照调节。我特别说明一下提升高度，作为弧焊的一种，拉弧式螺柱焊就是利用焊枪的提升，造成螺柱与工件的高度差来产生电弧的，如果没有提升高度，就不会有焊接。我们使用的SK14焊枪，它的实际提升高度=焊枪尾部的参数+1-突出长度，通常我们建议实际提升高度1.5—2.0，即我们选择焊枪尾部的标称提升高度3.5，螺钉的突出长度选择2.5—3；如果突出长度你调得特别长，达到了4.5，那你将焊枪完全压住后，焊枪就提升不了了，也就不能焊接了。还要注意一点，尾部的参数是按档位调节的，不能选择3和3.5之间；大家反映，可能有几把焊枪，尾部的参数锁不紧，那是因为调节盘侧面的锁紧螺钉松了，只需要用一把小的一字螺丝刀，就可以旋紧了。 我们进行螺柱焊接，偏弧是经常遇到的，在国际标准ISO14555中，就专门说明了偏弧产生的原因和调节方法。其中最主要的3点，第一点就是大的金属件对电弧的吸引，电弧会偏向大的金属件中心，必要时要配置均衡块；第二点焊枪电缆和接地电缆对电弧的推斥，所以我们要均衡、对称的配置地线，还要注意，如果焊瘤总是在焊枪电缆的反方向，就应该考虑焊接时旋转一下焊枪电缆的方向；第三点，提升高度过高时，就是说电弧高度过高，电弧容易被偏吹，这是我们可以适当降低提升高度。
螺柱焊 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。 螺柱焊是将金属螺柱或其他紧固件焊接在工件上的方法，主要由螺柱焊电源和焊枪组成 实现螺柱焊接的方法根据热源分类，可以有电阻法、摩擦法、及电弧法等多种焊接方法. 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。 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）。 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。 焊接范围： 种钉机的螺柱焊接范围是有限的，一般为M3-M8，较少用于焊接M10或以上的螺柱焊钉，原因有三个： 第一，种钉机每次焊接的所需的能量来自于电容，电容所能存储的能量是有限的，如果焊接太大的螺柱会造成能量不足的缺陷从而导致焊接强度不够或不稳定。
螺柱自动焊机 在螺柱的端面与另一板状工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称螺柱焊。它兼具熔焊和压焊特征，是一种加压熔焊。焊接过程中的加热和加压程序由自动控制，有半自动操作和自动操作两种方式。 螺柱焊的接头是"字形接头，螺柱或类似的紧固件的轴线垂直工件的待焊表面。待焊表面主要是平的，也可是斜面或曲面的。可在平焊、立焊或仰焊位置焊接。另一个问题关系到通常堆积在工作站之间的缓冲库存，以及操作工以均衡的方式清除这些库存的能力。然而，通过将负载量计划集中于少数几个瓶颈，不均衡的工作量会变得均衡。即使由于专用机器引起全部机器使用率降低，但是与单元相关的生产时间的增加、低的库存水平、生产率的提高以及较高的质量代表了纯收益。 螺柱焊有电弧螺柱焊和电容放电螺柱焊两种基本方法。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，后者由电容储能电源供电，燃弧时间非常短约’。此外，电弧螺柱焊常使用焊剂（焊铝时使用保护气体）和陶质套圈，而电容放电螺柱焊因燃弧时间很短，不需焊剂和外加保护。焊接时不要填充金属。螺柱焊在安装螺柱或类似的紧固件方面可取代铆接、钻孔和焊条电弧焊、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。 具有陡降的外特性；$能在短时间内输出大电流并迅速达到设定值。一般焊条电弧焊用的直流电源可以使用，但必须配备一个控制箱，以进行电流的通断、引弧和燃弧时间的控制。由于螺柱焊接电流比电弧焊大得多，对大直径螺柱焊接可以用两台以上普通弧焊电源并联使用由于螺柱焊电源的负载持续率很低，相当于焊条电弧焊的。若有可能宜选购专为电弧螺柱焊设计的电源，以达到负载持续率较低而输出较高的电流。焊接大直径螺柱用的电源宜用三相输入的电源，使网络供电平衡。根据国内外螺柱焊技术的应用，由于行业不同发展要求也会不同。 目前一些高级控制策略已应用在逆变熔焊机的控制系统、模糊控制技术和人工智能技术等。而计算机的发展又带动了逆变技术的进步。利用计算机的快速运算能力和内存量大等优点。实现一些计算机才能实现的控制方法和显示功能。这必将推动螺柱焊机的发展。因此，研制具有有自动化功能——只需输人焊接方法、螺柱直径、焊接材料就能提供最佳焊接工艺参数。并通过实际施焊，采集螺柱焊记录数据，并能自动调节输人能量及相关参数以能稳定焊接质量。所以，自适应逆变电源螺柱焊机必将出现。 当然，抵制变化是任何机构内部的一个普遍问题。抵制可以采取不同的形式，这取决于雇员对工作地位及安全的认识、对于新位置的理解以及适应能力和意
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）。 第三种电弧法螺柱焊称作短周期螺柱焊（short cycle stud welding）或短时螺柱焊（short time stud welding）。焊接电弧经过了电流波形调制，由较小的先导电弧电流及较大的焊接电弧电流两部分组成。因而是短时阶段稳定或不稳定电弧法螺柱焊。短周期螺柱焊的供电电源一般由两个并联的电源分别先后给先导电弧及焊接电弧供电。可以是两个弧焊整流器（可控或不控），也可以是整流器和电容器组，只有采用逆变电源是才可以不用双电源并联。 三种基本焊接方法各有不同的焊接特点及不同的最佳应用领域如表8-1所示。