DOC《螺柱焊机及其焊接技术》

螺柱焊机及其焊接技术 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.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, 螺柱焊接技术发展到今天,已成为一种基本的热加工方法,螺柱(焊钉)的焊接大约有90%以上是通过螺柱焊机完成的. 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 >100 3~25 300~3000 瓷环 保护 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 拉弧式电容放电螺柱焊 16mm (3) ??? 对于合金钢,其焊接电流大约比上式计算值少10%. ??? 短周期电弧螺柱焊的焊接电流(150~1500A)与电源有关,是固定的,因此,焊接能量仅依赖于焊接时间. ??? b、电弧电压与焊接电流的关系是由焊接电源的静外特性决定的.电弧电压主要取决于提升高度和焊接电流,其值一般为20~40V.焊接时,工件表面上的油或油脂会增加弧压,而惰性气体则会降低电弧电压. ??? c、对于平焊(工件焊接平面平行于地平面),其焊接时间可用下式进行估算: tw(s)=0.02*d(mm) d≤12mm (4) tw(s)=0.04*d(mm) d >12mm (5) ??? 对于横焊(工件焊接平面垂直于地平面),其焊接时间应该减小.短周期焊接时间小于100ms,这不仅依赖于螺柱直径,而且还与电流强度有关. ??? d、焊柱的提升高度正比于螺柱的直径,大约为1.5~7mm.提升高度主要是为了防止熔滴过渡时造成短路而影响电弧的稳定性及焊缝质量.维持电弧的稳定,为焊接提供足够的能量至关重要.因为弧柱的温度远比阳极或阴极的温度要高.穿透焊接时,要加大提升高度,利用电弧的高温迅速烧穿镀锌板,以获得满意的接头.当然增加提升高度也有害处,一方面会增加电弧的长度,使之更易受磁场的影响,发生磁偏吹;

另一方面也会增加焊缝的气孔. ??? e、螺柱的伸出长度正比于螺柱的直径,一般为1~8mm.当使用瓷环对熔池进行保护时,也与要求的焊缝四周焊脚的形状有关.当要求周边的焊脚高而宽时,螺柱的伸出长度应该增加,反之则可以减小. ??? 螺柱的伸出长度实际上是螺柱的熔化长度.此值若设计的过长,在螺柱提升后螺柱端面与工件之间的距离过短,使之无法形成稳定的电弧,造成大量的金属飞溅并出现夹渣缺陷;

反之若螺柱伸出长度过短,金属熔化量不足,其焊缝成型肯定不良. ??? f、螺柱插入熔池是采用挤压的方式,在焊缝成型前的瞬间将熔化的有害物质挤出焊缝,以便形成良好的焊接接头.但插入速度又不可太快,以防止形成大量的喷溅.螺柱的插入速度,当螺柱的直径d≤14mm时,大约为200mm/s;