螺柱焊的过程及工艺参数

1、拉弧式螺柱焊理论基础与应用3221741832.doc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一焊接电弧一顶锻一冷却凝固；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

2、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

3、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

4、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1.54mm 变化.4.浸入尺寸和浸入速度一般要求螺柱浸入工件尺寸为3-8mm,且正比于螺柱直径。浸入尺寸取决于螺柱下降时的速度和压力。螺柱下降速度越快，压力越大，则浸入的尺寸越大，此时飞溅越大；反之，则浸入尺寸较小，飞溅较小。但如果螺柱下降速度太小，则螺柱有可能不能浸入溶池，出现焊接不牢的现象。调节浸入速度的方法是调节焊枪阻尼。（调整方法参阅后面有关章节）表2.1不通螺柱直径的提升高度和浸入尺寸螺柱直径/mm提升高度/mm浸入尺寸/mm浸入速度Iff-1/mm . s61.03.081.

5、03.5约200101.54.0131.54.0162.05.0192.55.5约100223.06.52.3螺柱焊时的磁偏吹图2T在电弧偏吹时造成螺柱收箱角度螺柱焊的电弧对焊接结果具有重要意义，原因是螺柱焊时瞬间电流很大,产生了很强的磁场。另外，过热的空气和陶瓷环产生的气流也对电弧产生影 响。这两个因素都会导致电弧沿螺柱轴线发生偏移，从而造成电弧偏吹，其 结果是栓钉单边熔化，顶锻后由于热胀冷缩不对称发生偏斜。通常情况下，由于磁场分布不均而引起的“磁偏吹”影响较大，磁偏吹发生时，严重影响焊接质量和合格率，有的几乎不能正常进行焊接。彻底消除螺柱焊时的“磁偏吹”现象几乎是不可能的，人们只能从以下几

6、种方法中选择一两种方法来降低其影响。1、在电弧偏吹背向端接入地线接地端在生产过程中总是预先接好，在焊接过程中，由于工件慢慢被磁化，将发生电弧向接入端 的另一面偏移。此时应尽早接入另一根规格相同的地线，长度相同，以防止工件被磁化而发生磁偏吹。 如下图2-2所示：图2-2在工件两端接入地线减小磁偏吹2、结构的影响当电弧两面为非对称结构时，磁偏吹会偏向质量（重量）较大的一面。这是因为质量较大的一面 将会被更大强度地磁化，从而对电弧产生引力，当发生这一现象时，应从结构上进行修正，设计者应 考虑螺柱焊施工的要求，在无法避免的情况下，焊接时应注意加入“引铁” 。如图2-3所示图2-3在磁偏吹的背向端加入“引铁”减小磁偏吹加入“引铁”的目的是“吸引”电弧，引铁常常加工成半圆形，厚度30mm£右，重量约为1Kg （可根据实际情况稍微做调整） 3、焊接工装尽量采用非磁性材料。焊接过程中经常使用一些工具，为防磁化和影响焊接效果，尽量使用塑料制品、铝、奥氏体不锈铜和铜质材料。4、焊枪电缆也会影响电弧焊枪电缆（尾线），在阴影区的面积越小，导致磁偏吹越严重，建议焊接时尽量控制尾线，避免焊接质量下降。如图 2-4所示注：同样道理，在临近焊接部位的地方，尽量不要设置任何导线。焊檎电器地端接触良