螺柱焊焊接技术及其应用「螺柱焊的基本原理」

目前在车身连接中，大家对于直接实现两者或者多者连接的工艺比较关注(比如冷连接中的SPR、FDS等，热连接中的点焊、激光焊接等），但是在车身设计中，通过螺柱实现间接连接的作用也是非常重要的，在白车身中随处可见，通过他实现间接连接，为其他部件提供安装方式。

车身螺柱焊图

工艺介绍

螺柱焊是指将螺柱一端与待焊工件（板件或管件）表面接触，在这两者之间产生电弧，待接合面熔化时迅速给螺柱施加一定压力，快速挤压在一起形成焊缝，形成牢固连接的工艺方法。

螺柱焊接工艺具有快速可靠、简化、操作简便、降低成本等众多优点，目前螺柱在车厢内的作用是固定线束、内饰件和地毯；在车厢外的作用是固定线束、油管、制动油管以及隔热板、导流板等底盘附件。

螺柱焊分为拉弧式螺柱焊和储能式螺柱焊

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。

拉弧式螺柱焊分步图

拉弧式螺柱焊操作内部图

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。

储能式螺柱焊分布图

储能式螺柱焊操作内部图

特 点

由于螺柱焊时电弧燃烧的能量集中在螺柱和母材之间，没有多余的能量散失，其焊接过程简单、可靠，特别是陶瓷环保护的拉弧螺柱焊，其特点归纳起有以下几点：

Ø 在工件表面焊接时不需要钻孔，不会造成泄漏。

Ø 螺柱焊接头强度高，达到或超过母材强度。

Ø 在镀层或高合金钣材焊接完成后，背面没有印痕。

Ø 焊接效率高，一般情况每分钟至少可焊6个螺钉。

Ø 材料、设备投资较少。

但是，螺柱焊在应用中要注意对钢中含碳量的限制。对于结构钢螺柱，其含碳量w（c）应在0.18%以内,而对于母材应在0.20%以内。

不少用户无法达到焊后强度要求，除了工艺因素外，螺钉、母材的材质也是一个主要原因。

拉弧式和储能式螺柱焊的区别

1、拉弧式螺柱焊使用的焊钉为普通的焊钉，要求焊钉材质与母材材质一致或接近，铆钉的焊接端面有3到5度的锥度，而电容储能式螺柱焊除了材质和焊钉焊接端面要求与拉弧螺柱焊相同外，还要求焊钉端面有一个0.8*0.8的引弧点。

储能式螺柱 拉弧式螺柱

2、两者对焊钉的直径要求不同，储能式螺柱焊一般用于焊接直径为3-10毫米的螺柱，拉弧式螺柱焊，可焊螺柱直径范围为3-25mm。

3、对焊接母材表面的要求不同，拉弧式螺柱焊对焊接母材要求不严格，只要焊接母材表面能导电，即使焊接的表面有轻微锈蚀、油污、金属镀层、其他杂质也不影响焊接、储能式螺柱焊对母材要求严格，母材表面不良将导致电阻增大，无法焊接活焊不牢，如果镀层较厚将很难焊接。

储能式实物图 拉弧式实物图

储能式螺柱焊接处周围板材表面无明显破坏痕迹；板材背面，无明显印痕, 拉弧式螺柱焊正面焊接处周围发黑，无法擦除；背面有一定变形。

4、二者溶深不同，拉弧式螺柱焊焊接熔池较深，短周期焊接溶深一般不大于0.1，长周期焊接溶深一般大于0.3，并且拉弧式螺柱焊都会在已经焊接的螺柱周围形成规则焊缝，增强强度，储能式螺柱焊溶深较浅，一般都小于0.2。

通过以上的介绍，我们了解到螺柱焊的工艺及储能式螺柱焊与拉弧式螺柱焊的差异，希望大家在以后的工作中多多观察，共同提高。