螺柱焊接 機是一種将螺柱通過焊槍，直接焊接在母材上的一種焊接設備。使用螺柱焊機 焊接螺柱，在柱焊接過程中，不需要填充料，焊接直徑較小的焊釘時，也不需要任何保護，是一種焊接工藝 簡單，焊接牢固度好，焊接成本低，焊接效率高的焊接方式。這種焊接方式最早流行於歐美，近些年才開始在我國推廣，而且使用還不夠廣泛。但随著我國螺柱焊 機制造水平的不斷提高，以及螺柱焊機使用效果逐漸被更多的人所認識，螺柱焊機必将在我國得到廣泛使用。爲瞭普及螺柱焊機知識，讓更多的人瞭解各種螺柱焊機的性能就很有必要。

一、拉弧式和儲能式螺柱焊機 的基本特性

1、拉弧式螺柱焊機 的基本特性：

拉弧式螺柱焊 機按照機器的工作頻率不同，可分爲工頻拉弧式螺柱焊機和IGBT高頻逆變(biàn)拉弧式
。工頻拉弧式螺柱焊機的工作原理是：輸入三相380V電流，經大功率工頻變(biàn)壓器降壓，轉換成   60-90V、50赫茲的交流電；然後經可控矽和二極管進行整流，形成50-90V的脈動直流電，成爲拉弧式螺柱焊機的焊接電源

。輸出電流的大小，可通過調整可控矽導(dǎo)通角來完成。高頻拉弧式螺柱焊機的工作原理是
：輸入三相380V交流電，經整流器整流、濾波後形成540V的直流電，然後經過IGBT逆變(biàn)器，生成方波。方波經過整流，送到高頻降壓變(biàn)壓器
，經過快速二極管整流，變(biàn)成50-90V脈動的直流電
，成爲拉弧式螺柱焊機的焊接電源，輸出電流的大小，可通過軟件程序調制脈寬來控制。

拉弧式螺柱焊機是一種在螺柱焊接時，首先由機器産(chǎn)生的一股小電流引弧，在這股小電流将焊接母材表面的各種附著(zhe)物燃燒清除後，再由機器産(chǎn)生一股大電流，将螺柱焊接在母材上的一種焊接方式。拉弧式螺柱機的短周期焊接過程示意圖如下（圖一）：

拉弧式螺柱焊機按其焊接過程所需要的時間長短，可分爲短周期拉弧和長周期拉弧兩種。短周期拉弧即焊接的時間較短，一般在200毫秒以内，适用於(yú)薄闆（5mm以下）和直徑較小（10mm以下）的焊釘之間的焊接；長周期拉弧的焊接周期較長，最長可達2000毫秒，适用於(yú)闆厚（2mm以上）和直徑較大（10mm以上）的焊釘之間的焊接。短周期螺拉弧的柱焊接主要适用於(yú)汽車、輪船和五金制造等行業；長周期拉弧的螺柱焊接主要适用於(yú)建築、橋梁和鋼結構生産(chǎn)。

短周期拉弧式螺柱焊機焊接示意圖（圖一）

2、電容儲能式螺柱焊 機的基本特性：

電容儲(chǔ)能式螺柱焊機的工作原理是：輸入單(dān)項220V的電流，先由電容進行儲(chǔ)能
，然後由控制系統控制電容放電，放電的電壓的高低，可根據焊接需要進行調節，在電容放電的瞬間，将裝在焊槍上的螺柱焊接在母材上。

電容儲能式螺柱焊機是一種在螺柱焊接時，由螺柱前端專門設計的引弧點引弧燃燒，同時将螺柱焊接在母材上的一種焊接方式。電容儲能式螺柱焊機的焊接過程示意圖如下（圖二）：

電容儲能式螺柱焊機焊接示意圖

電容儲能螺柱焊接，一般焊釘前端的引弧點大小爲直徑0.8mm，長(zhǎng)度0.8mm；電容的放電時間在4毫秒mm。由於(yú)受引弧點大小和放電時間的影響，電容儲能焊接一般适用於(yú)薄闆和小釘之間的焊接。具體說，焊接闆厚在5mm以内，焊釘直徑在10mm以内，再大的焊釘和再厚的闆材焊接起來就很困難，就是再大的電容的容量和電壓也難以湊效。

二、拉弧式螺柱焊機和電容儲能式螺柱焊接在焊接工藝上的區别

拉弧式螺柱焊機和電容儲能式螺柱焊機由於(yú)其工作原理不同，因此，在焊接工藝上有著(zhe)本質的區别。

第一， 二者使用的焊釘樣式不同。

拉弧式螺柱焊機使用的焊釘爲較爲普通的焊釘，要求焊釘的材質盡可能與母材的材質一緻或接近，焊釘的焊接的端面有3到5度的錐度；而電容儲(chǔ)能式螺柱焊機除瞭(le)材質和焊釘焊接端面的要求與拉弧式螺柱焊機相同外，還要求焊釘的焊接端面要有一個0.8*0.8mm的引弧點
。

拉弧式螺柱焊機使用的焊釘與電(diàn)容儲(chǔ)能式螺柱焊機使用的焊釘樣式如圖（圖三）：

第二，二者對焊釘的直徑要求不同。

第三，二者對焊接母材表面的要求不同。

拉弧式螺柱焊機對焊接母材的要求不嚴格，隻要焊接母材的表面能導電，即使焊接的表面有輕微的鏽蝕，有油污，有金屬鍍層(céng)，有其他雜質，也不會影響焊接；而電容儲(chǔ)能式螺柱焊機對焊接母材的要求就比較嚴格，如果焊接母材的表面有鏽蝕、油污、雜質等，導緻焊接表面電阻增大，都無法焊接或焊不牢。如果焊接母材表面的金屬鍍層(céng)較厚，比如鍍鋅層(céng)較厚就很難焊接
，甚至根本無法焊接。

第四，二者對焊接母材的厚度要求不同。

拉弧式螺柱焊機對焊接母材的厚度要求不嚴格，目前國内生産的“DSP高頻逆變(biàn)拉弧式螺柱焊機”，可以将直徑爲6mm的焊釘焊接在闆厚0.4mm的母材上，焊接點的背面也完好無損；将直徑6mm的焊釘焊接在闆厚20mm的母材上，也焊得很牢。當然，對於(yú)拉弧式螺柱焊機對焊接母材的厚度要求也不是沒有限制，對於(yú)短周期螺柱焊接，最薄的母材厚度要大於(yú)0.4mm,且在母材厚度在0.4mm的情況下，焊釘的焊接端面直徑不超過6mm，否則焊接面将會被焊穿。對於(yú)長周期拉弧式螺柱焊接，焊釘的直徑與母材的厚度之間要大於(yú)5比1；即焊釘的直徑爲15mm，焊接母材的厚度要大於(yú)3mm，否則有焊穿的危險。

電(diàn)容儲(chǔ)能式螺柱焊機對焊接母材的厚度要求比較嚴格，尤其是焊接母材不能太厚，将直徑10mm的焊釘焊接在10mm厚的闆材上，即使加大電(diàn)容儲(chǔ)量也是比較困難的。

第五，二者焊接熔深不同   

拉弧式螺柱焊機焊接的熔池較深，短周期焊接熔深根據焊釘直徑和母材厚度不同一般大於0.1mm；長周期焊接熔深根據焊釘直徑和母材厚度不同一般大於0.3mm；並(bìng)且拉弧式螺柱焊接都會在已經焊接的螺柱周圍形成比較有規則的焊縫成型，大大增加瞭(le)焊接強度。電容儲能式螺柱焊機焊接的熔深較淺，一般都小於0.2mm。即使焊接母材較厚，也不會增加多少熔深。

三、拉弧式螺柱焊機與電容儲能式螺柱焊機的焊接效果比較

在試驗過程中，我們在1.0厚且表面比較清潔的普通鋼闆上分别焊接材質相同的直徑爲6mm的鍍銅焊釘，其扭力測試的效果是相同的。将該焊接工件放入H2SO4含量爲15%的硫酸稀釋液中浸泡240小時後，進行拔釘試驗，其結果是:拉弧式焊接的焊釘拔出的孔徑比較一緻，且焊接仍然牢靠，母材與焊釘之間無脫離；而電容儲能式焊接的焊釘拔出的孔徑不夠一緻，母材與焊釘之間有脫離和鏽蝕現象。對於(yú)2mm的薄闆，用拉弧式螺柱焊機焊接直徑爲6mm螺柱，焊接點背面會有明顯的痕迹，表現爲顔色改變；0.6mm的薄闆，用拉弧式螺柱焊機焊接直徑爲6mm螺柱，焊接點背面不僅會有明顯的痕迹，表現爲顔色改變，而且還會發生變形，表現爲有稍微突出的現象。而同樣用電容儲能式螺柱焊機焊接直徑爲6mm的螺柱，對於(yú)2mm的薄闆，焊接點背面幾乎看不見任何有被焊接過的現象；對於(yú)0.6mm的薄闆，雖然背面有輕微的顔色改變，但沒有發生任何形狀的變化。當然，對於(yú)焊接母材的表面鏽蝕比較重，或油污較多，或鍍鋅層較厚的，用拉弧式螺柱焊機可以照樣焊接，電容儲能式螺柱焊機就爲之歎息瞭(le)。

四、拉弧式螺柱焊機與電容儲能式螺柱焊機的長處和短處比較

1.拉弧式螺柱焊機的長處和短處

拉弧式螺柱焊機長處：一是可以焊接從直徑2mm-30mm的焊釘；二是焊接母材厚度最薄0.4mm，再厚的母材都能焊接；三是對焊接母材表面的要求不是很嚴格，有鍍層，有油污、有鏽蝕，都不影響焊接；四是螺柱與母材熔合好，焊縫成形好，耐久性好。短處是：對於(yú)焊接母材較薄的，其焊點背面焊接地痕迹比較明顯，在焊接薄闆時，對母材焊接背面要求比較嚴格的不能採(cǎi)用。

2電容儲能式螺柱焊機的長處和短處

電容儲能式螺柱焊機的長處：一是由於(yú)焊熔深較淺，在焊接母材較薄的情況下，相對於(yú)拉弧式焊接，焊點背面出現的焊痕要好的多；二是機器的價格便宜，與拉弧式螺柱焊機相比，功率大體相同，價格僅是拉弧式螺柱焊機的幾分之一。短處：一是焊釘直徑不能大，一般10mm即可，再大就影響焊接牢度；二是焊接母材不能太厚，尤其是焊接直徑大於(yú)8mm的焊釘，母材厚度超過5mm，焊接起來就比較困難；三是要求焊接母材表面清潔度好，對於(yú)鍍鋅層(céng)較厚、油污較多、鏽蝕較多的材料，焊接起來效果都不好，甚至根本不能焊接；四是由於(yú)電容儲能式螺柱焊接地熔深較淺，加上焊接時不能很好地清除母材表面的雜質，焊接好的螺柱耐久性不如使用拉弧式焊接的好。

五、拉弧式螺柱焊機和電容儲能式螺柱焊機的運用範圍

拉弧式螺柱焊機可焊接普碳鋼、不鏽鋼、銅材、鋁材等，适用於汽車和船舶制造、五金制造、機箱機櫃、建築橋梁、鋼結構工程等；電容儲能式螺柱焊機同樣可以焊接普碳鋼、不鏽鋼、銅材、鋁材等，适用於五金制造、機箱機櫃等。