BS EN ISO 14555-2017 焊接.金屬材料的電弧螺栓焊
BS EN ISO 14555-2017 Welding. Arc stud welding of metallic materials

1. 螺柱焊(stud welding)介紹
電弧螺柱焊是以焊接電弧為熱源，以陶瓷環(huán)保護，螺柱及其類似的緊固件本身既是焊件同時也是電極，焊接電弧在螺柱前端及工件之間燃燒，在焊件焊接區(qū)被加熱形成熔池，螺柱端部形成熔化層后，螺柱在機械壓力的作用下高速的插入熔池，將液態(tài)金屬擠出，從而形成結(jié)晶和重結(jié)晶的T型接頭的焊接方法。電弧螺柱焊的引弧原理與焊條電弧焊類似，都是短路提升引弧。螺柱短路引弧時，為了不使螺柱端部與焊件粘在一起，一般采用高電壓小電流。在螺柱提升前的電流約為40-50A。

電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘適用高層鋼骨結(jié)構(gòu)建筑、工業(yè)廠房建筑、公路、鐵路、橋梁、塔架、汽車、能源、交通設(shè)施建筑、機場、車站、電站、管道支架、起重機械及其它鋼結(jié)構(gòu)等。

2. 材料要求

螺柱焊在應(yīng)用中要注意:螺柱焊也和其他熔化焊一樣，對鋼中的含碳量有一定限制--對于結(jié)構(gòu)鋼螺柱，含碳量應(yīng)在0.18%以內(nèi)，而母材的含碳量應(yīng)在0.2%以內(nèi)。要根據(jù)螺柱焊的不同方法，按推薦的螺柱材料和母材組合可焊性施焊，否則螺柱和母材相互之間會有不熔性。超出推薦范圍以外的螺柱材料和母材組合要通過試驗確定可焊性和產(chǎn)品設(shè)計要求進(jìn)行相關(guān)檢驗評定可能性評估。

3 典型參數(shù)設(shè)定
3.1 焊接電流和焊接時間
焊接電弧能量的參數(shù)只有焊接電流及焊接時間是需要提前設(shè)定的，每一種尺寸的螺柱都有與之配合的焊接電流和焊接時間范圍，在一定的范圍內(nèi)可以通過改變焊接時間來補償焊接電流的提高或降低，同時也可以參考以下經(jīng)驗公式來設(shè)定焊接電流及焊接時間：
I=（50-100）d
t=（50-150）d 
其中d是螺柱直徑（mm），t是焊接時間（ms），I是焊接電流（A）。

3.2 提升高度
提升高度是指焊前調(diào)整焊槍設(shè)定的電弧空間，弧長在焊接過程中基本不變。提升高度與電弧電壓有關(guān)，而且對于直徑為6-25mm的螺柱，其提升高度可在2.0-2.5mm之間，電弧電壓約在20-25V，電弧電壓不在焊接參數(shù)進(jìn)行選擇，而是用提升高度來代替選定的焊接電壓。

3.3 伸出長度
伸出長度也稱作調(diào)置長度，是指焊槍調(diào)整帶有螺柱的夾頭下落時，螺柱端面能夠超過焊件表面的最大長度，伸出長度應(yīng)該大于焊接留量，否則螺柱下落不到熔池底部，從而產(chǎn)生未熔合及咬邊等缺陷。焊接留量一般在4-6mm，所以伸出長度一般要在此范圍之上。
 

4. 螺柱焊的特點：

• 非常節(jié)省時間和成本，所有螺柱焊的結(jié)構(gòu)不用鉆孔，沖孔，車螺紋，鉚接，擰螺紋和精整等步驟。
• 不斷擴展結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用潛力，在螺柱焊時起焊接過程是短時間，大電流和較小的熔深。因此，可以焊接到很薄的板材上。對于使用陶瓷環(huán)拉弧螺柱焊和短周期拉弧螺柱焊的板厚 可以到1mm。電容放電拉弧螺柱焊可以到0.6mm，而儲能式螺柱可以到0.5mm。
• 螺柱焊的工件必須是從一側(cè)焊接，能在全位置焊接，借助于擴展器可以焊接到受限制的垂直隔板上。
• 由于是短時間焊接且焊后很少變形，故不需要修整。
• 因為焊接的結(jié)構(gòu)不需要鉆孔，故不會造成泄漏。
• 螺柱焊的接頭可以達(dá)到很高的強度，即螺柱焊的接頭強度大于螺柱本身強度。
• 在鍍層或高合金板材焊接后，背面沒有印痕。

良好的經(jīng)濟性

• 螺柱焊相對于其他焊接方法的優(yōu)點，在于焊接功率上。對于批量生產(chǎn)的工件，在很短的焊接時間(3-980ms)內(nèi)可打到8-40個/min(根據(jù)不同直徑螺柱和不同焊接功率)。而自動送料螺柱焊機可以達(dá)到60個/min的超高效率。
• 標(biāo)準(zhǔn)的螺柱是低成本的，螺柱焊設(shè)備和焊槍具有多種類型，設(shè)備的購置費用相對較低。根據(jù)產(chǎn)品，可以制成多工位自動焊機，或高精度龍門式數(shù)控自動焊機。
• 螺柱焊具有較高的質(zhì)量再現(xiàn)率和較小的廢品率。

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