储能螺柱焊主要分为提升式和压力式两种类型。提升式螺柱焊,因其与拉弧式短周期电弧螺柱焊的相似性,特别适用于铝螺柱和黄铜螺柱的焊接,其焊接过程极其快速,仅需约1毫秒。在此过程中,焊枪会先将螺钉提升到可调节的高度,提升高度根据螺钉直径调整,精度可达0.2毫米。接着,借助弹簧的力量,螺钉瞬间向下冲击,强盛的电流通过焊钉头部引发熔化,通过焊接间隙中的离子化产生电弧,使得螺柱的法兰盘迅速浸入熔池,整个过程在氧化皮薄膜形成前即完成。
相比之下,压力式螺柱焊的焊接时间稍长,约为3毫秒,更适合于不锈钢螺柱和低碳钢镀铜螺柱的焊接。这种焊接方式利用压力作用,虽然时间较长,但能够保证焊接质量和稳固性,适用于对焊接质量有较高要求的材料。无论是提升式还是压力式,储能螺柱焊都以其高效性和适用性在工业焊接中占据重要地位。
电弧螺柱焊机由焊接电源、控制器、焊枪、地线钳和焊接电缆组成,其中焊接电源常与控制器合并,称为主机。与储能式焊机不同,拉弧式焊机采用晶闸管控制放电,放电时间可在5-500毫秒内调节,通过准确设定焊接电流和时间参数,实现智能控制。
焊接电源可选用晶闸管或逆变式弧焊整流器,后者具有体积小、重量轻和优良动特性的优点,但大功率设备仍主要依赖晶闸管控制。安全标准需符合GB15579.1。电弧螺柱焊机适用于Φ3-30mm直径的螺柱圆柱头或异型钉焊接,汽车行业常采用短周期焊接,焊接过程可选择瓷环或气体保护,短周期焊接则按工艺需求选择。
发展趋势方面,高级控制策略如不清控制和人工智能技术在逆变熔焊机中得到应用,计算机技术推动了逆变技术进步,自动化功能的螺柱焊机有望实现,只需输入参数即可输出最佳焊接工艺。此外,协同式大直径螺柱焊机的研发将满足建筑行业需求,不同类型螺柱焊专机和加工中心也将增加。短周期拉弧焊技术具有潜力,但对焊枪精度要求高,目前在国内受限于技术条件。
国外厂家和研究机构正在研究M20螺柱的短周期焊接,采用监测和自适应系统,以及氩气保护的焊接方法,已将焊接直径扩展至30mm,这将为相关工业部门带来显著效益。
螺柱焊机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焊机。
1、材料因素:一般来说同种材料的可焊性最高,异种材料焊接可靠性相应差一些,其中铝只能和铝进行焊接强度最好,与其它材料焊接强度最差。特殊材料如钛合金焊接可靠性也较低,更多材料就不一一列举了;
2、设备因素:设备选购的好坏也会影响焊接可靠性,储能量大的优于储能量小的,配置好的电容由于差一点的电容;价格高的好于价格低的(一分钱一分货,所以进口的就2万多),这要看各自需求来采购了;当然,有些价格低一点的也不见得焊接效果就差,这还要看具体应用环境;好的设备稳固性好,焊接合格率高,尤其是焊接铝及铜,表现尤为明显,现在的很多使用单片机做控制主板的螺柱焊机较好,电容电压与显示电压差距多控制在3V以内,所以焊接合格率较高。进口的产品多为此类,国内的屈指可数,寥寥无几。常州森田机电有限公司生产的螺柱焊机,全部是单片机控制的。
3、焊枪的压力调节:压力越大,焊接电压要越高才行,否则焊枪下行速度太快,把电弧压灭了,会影响焊接强度,这好比如划火柴,刚划着就迅速捏灭,都不烫手。压力越小,工作电压相应低一点,而且飞溅较大,有些时候压力太小也不行,尤其焊接铝螺钉,压力太小,一焊一个坑,光光亮亮的,没有强度。所以,焊枪压力,适中为好;
4、工作电压的因素:并非工作电压越高焊得就越牢,这个也是有要求的,工作电压太低,热量不足,工作电压太大,产生的巨大冲击力,会把仅有的焊缝溶液溅飞,不仅焊接牢度不高,不美观,而且对设备也不好。所以工作电压适中为好,一般在基准参数基础上,每5V或者3V为一个调节梯度往上加,并进行测试,知道满意为止。但要观察焊缝的情况,根据焊缝情况还要配合调节焊枪压力。
5、焊接材料表面光洁度:焊接材料表面有油污、铁锈、油漆、喷涂等杂质必须清理,镀锌材质的钢板用储能式螺柱焊机最好打磨后再进行焊接,效果最佳,用拉弧式螺柱焊机就无所谓了,因为焊接时间较长,完全可以自行把镀锌层处理掉;碳钢热板或者放置时间较长的铝板,最好在焊点位置进行打磨后在焊接,效果最佳。
6、焊接面的平整度也是影响焊接强度的重要因素,平面最佳。