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螺柱焊结构及原理螺柱焊是一种常见的焊接方法，它在工程领域中广泛应用于连接金属构件。
本文将详细介绍螺柱焊的结构和原理，以及其在实际应用中的一些注意事项。
一、螺柱焊的结构螺柱焊由两个主要部分组成：螺柱和焊接结构。
螺柱是连接两个或多个金属构件的关键部分，它通常由高强度合金钢制成。
螺柱的外形通常为圆柱形，两端带有螺纹。
焊接结构则是螺柱的支撑部分，它由金属板材或钢管等材料制成。
在螺柱焊结构中，螺柱通过焊接结构与金属构件连接。
焊接结构通常由焊接板、焊接支撑和螺母等部分组成。
焊接板是将螺柱与金属构件连接的关键部分，它通常由高强度钢材制成，焊接板上有与螺柱螺纹相匹配的孔。
焊接支撑用于支撑焊接板，以确保焊接结构的稳定性。
螺母则用于固定螺柱和金属构件。
二、螺柱焊的原理螺柱焊的原理是通过焊接将螺柱与金属构件连接在一起，实现结构的稳定性和强度。
焊接过程中，首先将焊接板与金属构件对准，并使用夹具将其固定。
然后，通过电弧焊接或气焊等方法将焊接板与金属构件焊接在一起。
焊接完成后，使用螺母将螺柱与金属构件固定在一起。
螺柱焊的原理主要有以下几个方面：1. 焊接板与金属构件的连接：焊接板上的孔与螺柱的螺纹相匹配，通过螺纹连接将焊接板与金属构件固定在一起。
2. 焊接板与金属构件的焊接：通过焊接将焊接板与金属构件连接在一起，形成牢固的焊接接头。
3. 螺柱与金属构件的固定：使用螺母将螺柱与金属构件固定在一起，确保连接的稳定性和强度。
三、螺柱焊的注意事项在进行螺柱焊时，需要注意以下几个方面：1. 材料选择：螺柱和焊接结构的材料应具有足够的强度和耐腐蚀性能，以满足实际工程的要求。
2. 焊接工艺：选择合适的焊接工艺和焊接电流，以确保焊接接头的质量和强度。
3. 焊接质量检查：进行焊接后的质量检查，包括焊缝的外观检查、焊接接头的力学性能测试等，以确保焊接质量符合标准要求。
4. 螺柱固定力：螺柱与金属构件的固定力应适中，过紧或过松都会影响连接的稳定性和强度。
螺柱焊结构及原理螺柱焊是一种常用的连接技术，它通过焊接螺柱与基材，实现零部件的连接。
在工程领域中，螺柱焊被广泛应用于各种结构的组装，包括机械设备、建筑结构和汽车等。
一、螺柱焊的结构螺柱焊由两个主要部分组成：螺柱和基材。
1. 螺柱：螺柱是连接件的一部分，通常由金属材料制成。
它具有螺纹结构，可以与基材的孔进行配合。
螺柱的形状和尺寸根据具体的应用需求来确定，可以是螺纹螺栓、螺柱或螺母等。
2. 基材：基材是需要连接的工件或构件，它可以是金属、塑料或复合材料等。
基材的选择取决于具体的应用场景和要求。
在螺柱焊中，基材通常具有孔洞结构，以便与螺柱的螺纹结构相匹配。
二、螺柱焊的原理螺柱焊的原理是通过热源和压力来实现螺柱与基材的连接。
1. 热源：螺柱焊通常使用电弧焊、激光焊或电阻焊等热源来提供热能。
这些热源能够产生高温，使螺柱和基材的接触区域达到熔化温度，形成焊接接头。
2. 压力：焊接时，通过施加一定的压力，使螺柱与基材之间的接触更加紧密。
压力有助于提高焊接接头的强度和密封性。
螺柱焊的原理可以简单概括为：先将螺柱插入基材的孔洞中，然后通过热源提供的热能使螺柱和基材接触区域熔化，最后施加压力使熔化区域冷却凝固，形成坚固的连接。
三、螺柱焊的应用螺柱焊广泛应用于各个工程领域，以下是一些常见的应用场景：1. 机械设备：螺柱焊可用于连接机械设备中的零部件，如连接传动轴、联轴器和齿轮等。
它可以提供可靠的连接，并具有较高的承载能力。
2. 建筑结构：螺柱焊可用于连接建筑结构中的构件，如钢结构框架和混凝土结构。
它能够提供稳定的连接，使结构更加牢固和耐用。
3. 汽车制造：螺柱焊可用于连接汽车中的各个部件，如车身结构、底盘和发动机等。
它能够提供高强度连接，以满足汽车在运行过程中的各种力学要求。
4. 航空航天：螺柱焊在航空航天领域也得到广泛应用。
它可以用于连接飞机的机翼、发动机和舱壁等部件，确保飞机的结构安全可靠。
总结：螺柱焊是一种常用的连接技术，通过焊接螺柱与基材，实现零部件的连接。
螺柱焊机的原理及结构螺柱焊机是一种金属连接设备，主要用于将金属螺柱固定在金属工件上。
它能够在较短的时间内完成高强度的连接工作，并且连接牢固，具有很大的应用领域，如汽车、机械设备、建筑等。
螺柱焊机的工作原理是通过高频振动和磁控穿透效应实现的。
当螺柱焊机启动后，高频振动装置会产生高频电流，然后通过导电轨道传输到焊接头部，从而形成一个高频电流回路。
金属螺柱和金属工件之间的间隙会形成一个低阻抗环境，使高频电流主要通过这个环境传输，从而产生热量。
金属螺柱经过加热后，会与金属工件融合在一起，形成牢固的连接。
螺柱焊机主要由电源系统、操控系统、高频振动装置和焊接头部等组成。
电源系统是螺柱焊机的核心部件，主要提供高频电流和电压。
它由变压器、整流器、电容器和电感组成。
变压器负责将输入电源的电压调整到需要的电压，并将电流传递给整流器。
整流器将交流电转化为直流电，并通过电容器和电感进行滤波和稳定。
这样，就能够提供稳定的高频电流和电压，保证焊接的质量和效果。
操控系统是螺柱焊机的操作界面，主要由面板、开关、指示灯和控制电路等组成。
面板上设置有启动、停止和调节焊接时间等控制按钮，可以方便地进行操作和控制。
开关和指示灯用于显示设备的工作状态，确保操作的安全和可靠性。
控制电路负责检测和控制电源系统的工作状态，保证焊接的稳定性和一致性。
高频振动装置是螺柱焊机的关键部件，它能够产生高频振动，将能量传递给焊接头部。
高频振动装置由高频发生器、振荡器和传感器组成。
高频发生器产生高频电流信号，通过振荡器将电能转化为机械振动能量，然后通过传感器将振动能量传递给焊接头部。
高频振动装置的性能和稳定性对焊接质量和效果具有重要影响。
焊接头部是螺柱焊机的工作执行部件，它主要由电极、导电轨道和冷却系统等组成。
电极是传递电流和振动能量的部件，通常由导电材料制成。
导电轨道是焊接电流的传输通道，它能够保证电流的稳定传输和均匀分布。
冷却系统主要用于散热，防止设备过热，影响焊接效果。
螺柱焊的基本原理螺柱电弧焊（SW）是利用金属螺柱（可类似零件）与板状工件之间的电弧实现焊接的一种电弧焊方法。
这种方法不使用填充金属，可使用或不使用保护气体或焊剂，一般使用环绕螺柱端部的瓷环进行局部保护，通常在结合表面充分熔化的瓷环进行局部保护，通常在结合表面充分熔化施加一定的压力。
这种方法是20世纪30年代发明的。
图5.24示出了螺柱焊焊接实例。
螺柱焊有多种形式。
（1）螺柱焊的基本原理有很多人对螺柱焊是否是真正的电弧焊表示怀疑。
这种方法的应用领域非常窄，而且具有与上述种电弧焊方法不同的金属连接过程。
这种方法仅用于将一个预制螺柱（或类似零件）的一端焊接到工件上，它事实上是电弧焊和锻的组合方式。
焊接过程分为两步；首先螺柱端部与工件接触，通电后使电弧引燃，加热并熔化螺柱端部和工件的连接表面；螺柱端部和工件的连接表面充分熔化后，断电并立即施加一定的压力，将螺柱压向工件。
熔化的螺柱端部与工件表面上的熔池熔合，凝固后实现连接。
通常利用一个环绕在螺柱端部的瓷环进行局部保护，或利用涂覆在螺柱端部的一定成分的焊剂进行保护。
图5.25为螺柱焊焊接过程示意图。
首先用螺柱焊焊枪夹住螺柱，降低焊枪，使螺柱与工件接触（图（a)和图（b）}。
按下焊枪上的触发开关，接通焊接回路的电流。
焊接电流触发焊枪上的继电器，驱动螺柱离开工件表面，引燃电弧{图（c）、图(d)}。
控制回路中的计时器开始对电弧燃烧进行计时。
燃弧时间达到预定的时间后，切断焊接电流，焊枪上的电磁线圈释放，在弹簧力的作用下将螺柱太向工件表面上的熔池{图（c)}。
熔池凝固后形成焊缝。
然后，焊枪释放螺柱，瓷环破裂，露出焊缝{图（f)}.。
螺柱焊（stud welding ）将螺柱一端与板件(或管件)表面接触并通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定压力完成焊接的方法。
螺柱焊钉螺柱焊（stud welding）是将螺柱一端与板件（或管件）表面接触，通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定压力完成焊接的方法。
电弧螺柱焊用圆柱头焊钉适用高层钢骨结构建筑、工业厂房建筑、公路、铁路、桥梁、塔架、汽车、能源、交通设施建筑、机场、车站、电站、管道支架、起重机械及其它钢结构等。
简介主要由螺柱焊电源和焊枪组成. 电弧螺柱焊的基本原理是在待焊螺柱与工件间引燃电弧，当螺柱与工件被加热到合适温度时，在外力作用下，螺柱送入工件上的焊接熔池形成焊接接头。
根据焊接过程中所用焊接电源的不同，传统电弧螺柱焊可以分为普通电弧螺柱焊和电容储能电弧螺柱焊两种基本方法螺柱焊原理分析螺柱焊是将金属螺柱或其他紧固件焊接在工件上的方法。
实现螺柱焊接的方法有多种，如：拉弧式螺柱焊、储能式螺柱焊、电阻焊、凸焊等。
与之相对应的焊机也有所不同，分别为拉弧式螺柱焊机、储能式螺柱焊机、电阻焊机、凸焊机等。
[1]螺柱焊机在国内有多种非正规称法，如种焊机，植焊机，种钉机，植钉机，植焊机，螺钉焊机，螺丝焊机等等，均是指螺柱焊机。
储能式螺柱焊机储能式螺柱焊机采用大容量电容作为焊接能量的来源，通过可控硅精确控制放电时间，以瞬间低电压-强电流的方式将螺柱尖端迅速熔化，使螺柱和工作面间隙快速合并，将螺柱牢固的焊接在工作面上，整个过程持续约1-3ms。
储能式螺柱焊机的工作原理简图如下：螺柱焊原理图储能式螺柱焊机采用220V交流电，通过变压器1降压，再通过整流桥2将交流电变为直流电，经过双向整流管3和充电电阻向电容6充电。
由智能芯片精确控制可控硅5，使储能电容6瞬间释放全部电量完成整个焊接过程。
储能式螺柱焊机广泛运用于钣金工程、电子业开关柜、试验和医疗设备、食品工业、家电工业、通讯工程、工业全套炊具、办公室和银行设备、投币式督货机、玻璃幕墙结构和绝缘技术等。
螺柱焊（stud welding）将螺柱一端与板件 (或管件 )表面接触并通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定压力完成焊接的方法。
螺柱焊钉螺柱焊（ stud welding）是将螺柱一端与板件（或管件）表面接触，通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定压力完成焊接的方法。
电弧螺柱焊用圆柱头焊钉适用高层钢骨结构建筑、工业厂房建筑、公路、铁路、桥梁、塔架、汽车、能源、交通设施建筑、机场、车站、电站、管道支架、起重机械及其它钢结构等。
简介主要由螺柱焊电源和焊枪组成. 电弧螺柱焊的基本原理是在待焊螺柱与工件间引燃电弧，当螺柱与工件被加热到合适温度时，在外力作用下，螺柱送入工件上的焊接熔池形成焊接接头。
根据焊接过程中所用焊接电源的不同，传统电弧螺柱焊可以分为普通电弧螺柱焊和电容储能电弧螺柱焊两种基本方法螺柱焊原理分析螺柱焊是将金属螺柱或其他紧固件焊接在工件上的方法。
实现螺柱焊接的方法有多种，如：拉弧式螺柱焊、储能式螺柱焊、电阻焊、螺柱焊机、储能式凸焊等。
与之相对应的焊机也有所不同，分别为拉弧式螺柱焊机、电阻焊机、凸焊机等。
[1] 螺柱焊机在国内有多种非正规称法，如种焊机，植焊机，种钉机，植钉机，植焊机，螺钉焊机，螺丝焊机等等，均是指螺柱焊机。
储能式螺柱焊机储能式螺柱焊机采用大容量电容作为焊接能量的来源，通过可控硅精确控制放电时间，以瞬间低电压-强电流的方式将螺柱尖端迅速熔化，使螺柱和工作面间隙快速合并，将螺柱牢固的焊接在工作面上，整个过程持续约 1-3ms。
储能式螺柱焊机的工作原理简图如下：螺柱焊原理图储能式螺柱焊机采用 220V交流电，通过变压器 1降压，再通过整流桥 2将交流电变为直流电，经过双向整流管3和充电电阻向电容 6充电。
由智能芯片精确控制可控硅 5，使储能电容 6瞬间释放全部电量完成整个焊接过程。
储能式螺柱焊机广泛运用于钣金工程、电子业开关柜、试验和医疗设备、食品工业、家电工业、通讯工程、工业全套炊具、办公室和银行设备、投币式督货机、玻璃幕墙结构和绝缘技术等。
螺柱焊的特点1.非常节省时间和成本所有螺柱焊的结构不用钻孔，冲孔，车螺纹，铆接，拧螺纹和精整等步骤。
2.不断扩展结构设计的应用潜力在螺柱焊时起焊接过程是短时间，大电流和较小的熔深。
因此，可以焊接到很薄的板材上。
对于使用陶瓷环拉弧螺柱焊和短周期拉弧螺柱焊的板厚可以到1mm。
电容放电拉弧螺柱焊可以到0.6mm，而储能式螺柱可以到0.5mm。
螺柱焊的工件必须是从一侧焊接。
能在全位置焊接，借助于扩展器可以焊接到受限制的垂直隔板上。
由于是短时间焊接且焊后很少变形，故不需要修整。
因为焊接的结构不需要钻孔，故不会造成泄漏。
螺柱焊的接头可以达到很高的强度，即螺柱焊的接头强度大于螺柱本身强度。
在镀层或高合金板材焊接后，背面没有印痕。
3.良好的经济性螺柱焊相对于其他焊接方法的优点，在于焊接功率上。
对于批量生产的工件，在很短的焊接时间（ 3-980ms）内可打到 8-40个/min（根据不同直径螺柱和不同焊接功率）。
而自动送料螺柱焊机可以达到60个/min 的超高效率。
标准的螺柱是低成本的。
螺柱焊设备和焊枪具有多种类型，设备的购置费用相对较低。
根据产品，可以制成多工位自动焊机，或高精度龙门式数控自动焊机。
螺柱焊具有较高的质量再现率和较小的废品率。
注意事项螺柱焊在应用中要注意：螺柱焊也和其他熔化焊一样，对钢中的含碳量有一定限制——对于结构钢螺柱，含碳量应在0.18%以内，而母材的含碳量应在 0.2%以内。
要根据螺柱焊的不同方法，按推荐的螺柱材料和母材组合可焊性施焊，否则螺柱和母材相互之间会有不熔性。
超出推荐范围以外的螺柱材料和母材组合要通过试验确定可焊性储能式螺柱焊结构设计螺柱焊机在国内有多种非正规称法，如种焊机，植焊机，种钉机，植钉机，螺钉焊机，螺丝焊机，电容储能螺柱焊机等等，均是指螺柱焊机。
螺柱焊是将金属螺柱或其他紧固件焊接在工件上的方法。
实现螺柱焊接的方法有多种，如：拉弧式螺柱焊、储能式螺柱焊、电阻焊、凸焊等。
与之相对应的焊机也有所不同，分别为拉弧式螺柱焊机、储能式螺柱焊机、电阻焊机、凸焊机等。
储能式螺柱焊储能式螺柱焊机采用大容量电容作为焊接能量的来源，通过可控硅精确控制放电时间，以瞬间低电压 -强电流的方式将螺柱尖端迅速熔化，使螺柱和工作面间隙快速合并，将螺柱牢固的焊接在工作面上，整个过程持续约 1-3ms。
储能式螺柱焊机的工作原理简图如下：储能式螺柱焊机采用 220V交流电，通过变压器 1降压，再通过整流桥 2将交流电变为直流电，经过双向整流管 3和充电电阻向电容 6充电。
由智能芯片精确控制可控硅 5，使储能电容 6瞬间释放全部电量完成整个焊接过程。
储能式螺柱焊机广泛运用于钣金工程、电子业开关柜、试验和医疗设备、食品工业、家电工业、通讯工程、工业全套炊具、办公室和银行设备、投币式督货机、玻璃幕墙结构和绝缘技术等。
螺柱焊接的方法和分类螺柱焊接是把金属螺柱或类似零件，经过瞬间加压和放电，将整个端面焊于工件上的一种焊接方法。
螺柱焊接一般被分为两个大类：储能式螺柱焊、拉弧式螺柱焊。
螺柱焊技术始创于上世纪70年代的欧洲，经过几十年的发展，现已成为一项独立的焊接技术，在世界各国被广泛应用。
在我国，螺柱焊尚属于新兴技术，相关技术资料十分匮乏，国内对螺柱焊的技术研发和应用水平也处于较低阶段。
储能式螺柱焊标准的中文名称为“电容放电尖端引燃螺柱焊”，其特点是通过大容量电容（俗称超级电容）存储电荷，再通过晶闸管瞬间放电，将螺柱尖端熔化并牢固粘接在工件上。
其焊接特点是：焊接时间短（1-3 ms），焊接熔池较浅（适合薄板焊接），焊接变形小，焊接强度高（大于板材与螺柱本身强度）。
代表型焊机有： CD 1501、CD 2301、CD 3101储能式螺柱焊又分为两种焊接方式（焊枪不同）：1.直接接触式螺柱焊：即通常所说的压力式螺柱焊，焊枪仅有压力调节功能代表型焊枪为： C 08适合焊接低碳钢、不锈钢、黄铜焊钉不适合焊接铝焊钉2.有引燃间隙式螺柱焊：即通常所说的提升式螺柱焊，焊枪具有提升调节和压力调节功能代表型焊枪为： CA 08适合焊接低碳钢、不锈钢、铝焊钉不适合焊接黄铜焊钉拉弧式螺柱焊拉弧式螺柱焊的特点是变压器的放电时间精准（精确到 1 ms）。
其焊接特点是：焊接熔池深（适合焊接热轧板，厚板），焊接强度更高（适合焊接大直径螺柱）代表型焊机有： SC 2401、ARC 500、ARC 800、ARC 1550拉弧式螺柱焊分为多种焊接方式：1.短周期拉弧焊：焊接时间在 100 ms以下的拉弧式螺柱焊称为短周期拉弧焊储能式短周期拉弧焊：这种焊接方式较为特殊，使用220V交流电，并使用大容量电容充放电进行焊接，焊接时间固定为10 ms，专为造船工业的船体保温系统而设计。
代表型焊机为： SC 2401螺柱直径一般为Φ 3 -Φ 5低于长周期拉弧焊，短周期拉短周期拉弧焊：焊接强度和熔池深度大于储能式螺柱焊，弧焊常搭配气体保护进行焊接，可得到更好的焊接效果代表型焊机有： ARC 500、ARC 800、ARC 1550螺柱直径一般为Φ 3 -Φ 122.长周期拉弧焊：焊接时间在 100 ms - 2000 ms 的拉弧式螺柱焊成为长周期拉弧焊，多用于焊接直径 10 mm以上的螺柱。
瓷环保护长周期拉弧螺柱焊：较大直径的螺柱一般都采用此种焊接方式。
焊接特点：熔池深，熔池成型好，焊接强度最大一般用户螺柱直径不气保护长周期拉弧螺柱焊：长周期拉弧焊有时也采用气保护方式，太大的场合，气保护拉弧焊会降低熔池深度。
代表型焊机有： ARC 500、ARC 800、ARC 1550辅助材料的种类和作用在拉弧螺柱焊时有时需要用辅助材料以能达到优质焊接。
这些辅助材料是陶瓷环和供给保护气体。
它们用作辅助引燃和在螺柱引燃尖端脱氧，螺柱焊不使用辅助材料叫做电弧无保护自然燃烧。
由于大气的渗透增加了焊接时飞溅物的生成，很强的氧化和出现焊接气孔。
焊缝加强高会不均匀和不美观，焊接强度也会下降。
在螺柱焊大量生产时，对于 6 mm直径的螺柱人们以降低焊接时间 (10-30 ms)和增加焊接电流强度的方法来达到较强的焊接强度和较好的焊缝外形以及减少对气孔生成的反应时间。
使用螺柱尖端带有浸入法兰，增加焊接平面能达到增加强度。
但是对大直径螺柱要附有条件地使用下列辅助材料。
1.陶瓷环对于直径超过 10 mm螺柱最普遍的是采用陶瓷环作保护。
它的本质作用有：(1)它能聚焦电弧在工件表面上，稳定电弧减少热量损失和降低冷却率以及避免电弧偏吹。
(2)因为它容许高温，在陶瓷环燃烧室形成的金属蒸气可以从切口排气逸出。
这样就阻止了大气在工件表面停留和减少大气与熔池金属的作用。
(3)螺柱浸入工件陶瓷环横向位移压力能使熔池金属形成的焊缝加强高定型成为一个环状形。
在横向位置上施焊直径8 mm螺柱时，仅能使用陶瓷环焊接。
陶瓷环是由便宜的物质组成，主要成分是镁—铝酸盐和部分氧化铝。
重要的是要具有对温度变化的稳定性。
但是，陶瓷环只能用于一次焊接，而且一旦熔化金属固化后，通常是破裂除去。
陶瓷环应储存在干燥的地方，假若陶瓷环变潮应当对受潮陶瓷环加热干燥处理。
陶瓷环与螺柱装配必须同心。
倾斜和不均匀接触陶瓷环的环口不能使用，在焊枪内向下运动，影响焊接质量。
否则影响螺柱根据 ISO 13918标准，不同类型的螺柱配用相应的陶瓷环。
2.保护气体保护气体能代替陶瓷环对焊接熔池起保护作用，因为在电弧区的大气被置换，这样大大地减小焊接后气孔的生成。
大约螺柱直径至生产是可靠的。
12 mm和在自动送料螺柱焊时，使用保护气体螺柱焊使用保护气体在焊接后要注意焊缝加强高不均匀，对于保护气体的经验是成功的。
但是，要注意保护气体电弧磁场偏移16 mm直径的螺柱使用(电弧偏吹 ) 的问题，同时也要注意保护气体对螺柱和工件熔化起的作用，透深度。
熔化金属表面张力影响焊接加强高的形成和熔在平面位置螺柱焊时，优先选用保护气体是基本原则。
和限定电弧接近工件表面。
附加陶瓷环可以改善焊缝加强高螺柱焊在使用保护气体时，电弧电压下降约3V；而焊接时要得到相同的电弧功率，电流必须提高 10%。
对于使用具有下降曲线的电流，低的电弧电压强制达到稳定的焊接电流。
根据焊接螺柱的直径，一般保护气体的流量为4-8L/min.通常焊接不锈钢螺柱用混合气体82%Ar和 18% CO；而对于铝及铝合金需用75%Ar2和 25%He。
3.螺柱间引燃附加物通常对于使用陶瓷环拉弧螺柱焊的螺柱，焊接时间超过150ms不是带涂 (喷)铝就是用附加铝球。
因为铝具有低电离特性，容易引燃。
此外，化合氮增加了焊由于附加物和氧的高亲和力阻止了氧和碳的反应并使熔池镇静。
缝的细度和减少气孔的生成。
在气体保护拉弧螺柱焊时，使用带铝附加物螺柱会使焊缝加强高不均匀和覆盖氧化皮。
