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(hù)，螺柱及其類似的緊固件本身既是焊件同時(shí)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(jī)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(shí)，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(jī)場(chǎng)、車站、電站、管道支架、起重機(jī)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(duì)鋼中的含碳量有一定限制--對(duì)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(huì)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(yàn)確定可焊性和產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相關(guān)檢驗(yàn)評(píng)定可能性評(píng)估。

3 典型參數(shù)設(shè)定
3.1 焊接電流和焊接時(shí)間
焊接電弧能量的參數(shù)只有焊接電流及焊接時(shí)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(shí)間范圍，在一定的范圍內(nèi)可以通過改變焊接時(shí)間來補(bǔ)償焊接電流的提高或降低，同時(shí)也可以參考以下經(jīng)驗(yàn)公式來設(shè)定焊接電流及焊接時(shí)間：
I=（50-100）d
t=（50-150）d 
其中d是螺柱直徑（mm），t是焊接時(shí)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(zhǎng)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(duì)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(zhǎng)度
伸出長(zhǎng)度也稱作調(diào)置長(zhǎng)度，是指焊槍調(diào)整帶有螺柱的夾頭下落時(shí)，螺柱端面能夠超過焊件表面的最大長(zhǎng)度，伸出長(zhǎng)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(zhǎng)度一般要在此范圍之上。
 

4. 螺柱焊的特點(diǎn)：

• 非常節(jié)省時(shí)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(kuò)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用潛力，在螺柱焊時(shí)起焊接過程是短時(shí)間，大電流和較小的熔深。因此，可以焊接到很薄的板材上。對(duì)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(chǔ)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(kuò)展器可以焊接到受限制的垂直隔板上。
• 由于是短時(shí)間焊接且焊后很少變形，故不需要修整。
• 因?yàn)楹附拥慕Y(jié)構(gòu)不需要鉆孔，故不會(huì)造成泄漏。
• 螺柱焊的接頭可以達(dá)到很高的強(qiáng)度，即螺柱焊的接頭強(qiáng)度大于螺柱本身強(qiáng)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(jì)性

• 螺柱焊相對(duì)于其他焊接方法的優(yōu)點(diǎn)，在于焊接功率上。對(duì)于批量生產(chǎn)的工件，在很短的焊接時(shí)間(3-980ms)內(nèi)可打到8-40個(gè)/min(根據(jù)不同直徑螺柱和不同焊接功率)。而自動(dòng)送料螺柱焊機(jī)可以達(dá)到60個(gè)/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(fèi)用相對(duì)較低。根據(jù)產(chǎn)品，可以制成多工位自動(dòng)焊機(jī)，或高精度龍門式數(shù)控自動(dòng)焊機(jī)。
• 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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