螺柱焊接技术_百度文库

1、螺柱焊接技术介绍螺柱焊接作为一种历史不是很久的焊接工艺 (和其他焊接相比 , 在中 国广大工矿企业中得到普及使用也只有 10年多的历史。通过多年的 调查统计, 目前国内的螺柱焊接生产还是处于粗旷式的生产, 虽然进 口螺柱焊机得到广泛使用, 但普遍存在使用不当, 螺柱焊接生产质量 不高,内耗严重的情况。本文是根据我们螺柱焊接 40多年的技术积 累和实践经验, 就螺柱焊接生产中常见的技术问题进行分析归纳和总 结, 并给出解决方案, 以提高广大国内客户螺柱焊接生产的质量和效 率。一 螺柱焊机使用中焊钉焊不住的技术分析螺柱焊钉焊不住原因有很多种, 以下将尽可能全面的进行螺钉焊 不住的情况分析及解决方法

2、:焊枪调整不正确大约 80%的螺钉焊不住的情况都出自于焊枪参数调整不正确, 尤 其在铝钉螺柱焊接时更为明显。 螺柱焊枪参数调整分为压力参数调整 及提升参数调整。解决方案:根据焊机说明书调整。电压调整不正确如果电压参数与螺钉规格不匹配,也会造成焊不住的情况。 解决方案:根据实际焊接效果微调电压参数,直到达到要求的焊接效果。 螺钉材质影响此种情况的发生也较为普遍, 由于螺钉生产厂商的螺钉质量参差 不齐,不排除某些厂商为降低生产成本而采用不符合标准的材料。 解决方案:使用符合 ISO13918标准的螺钉。磁偏吹影响磁偏吹的影响较多出现在拉弧式螺柱焊接时, 储能式螺柱焊接时 较少出现。解决方案:参见

3、ISO14555焊接标准。母材放置不稳此原因出自用户本身,与其他因素无关,但也不能被忽视。 解决方案:更换母材夹具,使母材固定不动。接地钳松动此种问题可能会引起接地钳钳口打火, 从而将接地钳钳口烧变形 造成接地钳报废。解决方案:合理调整接地钳,确保接地钳牢固夹紧母材。 与其他焊机共用接地由于螺柱焊机的工作原理与普通电焊机不同, 同一工件上不允许 同时让螺柱焊机与普通电焊机同时工作,否则可能会导致焊接不牢 固,严重时,可能会引起焊机故障。解决方案:检查同一工件上是否有其他焊机同时工作, 调整工序 安排错开各焊机使用时间。焊枪锁紧螺母未锁紧此种情况出现在螺柱夹头装夹时的疏忽。解决方案:检查锁紧螺母

4、是否锁紧。焊枪提升损坏此种情况发生在使用提升式螺柱焊枪时。检测方法:(1开机时检查焊机面板上提升线圈指示灯是否亮起, 不亮说明焊枪插头未插好或焊枪提升损坏;(2将提升调至最大刻度 (调整提升时务必先将提升调整环向上提 起,然后再进行调节,如果直接强行旋转提升调整环,会导致提升调 整环损坏 ,将焊接电压调至最低值,试焊螺钉一次,当有明显提升 感觉时说明提升未损坏,否则表示提升已损坏。解决方案:如发现焊枪提升损坏,需联系维修,私自维修可能造 成更大损坏。焊机损坏当排除以上所有问题可能性时,应判定为设备损坏。解决方案:联系维修,私自维修可能造成更大损坏。二 螺柱焊接中焊接效果不美观的技术分析与解决办

5、法螺柱焊接效果不美观包括熔池过大, 熔池不均匀, 焊接飞溅太多, 母材背面变形四个方面,以下将做具体分析并提出相应解决方案。 1. 熔池过大此种情况出现最为普遍, 但出现原因分为多种, 以下作尽可能详尽 的分析:(1能量设定过高一般为电压值设定过高,过大的电流使螺柱尖端和法兰盘过度燃 烧,造成熔池过深过大。解决方案:根据实际焊接效果微调电压参数, 直到达到要求的焊 接效果。(2提升距离或弹簧压力值不正确此种原因最容易引起熔池过大, 尤其在接触式螺柱焊枪使用过程 中容易发生。解决方案:根据实际焊接效果微调参数, 直到达到要求的焊接效 果。(3焊枪提升损坏此种情况发生在使用提升式螺柱焊枪时。检测方

6、法:1 开机时检查焊机面板上提升线圈指示灯是否亮起, 不亮说明焊枪插头未插好或焊枪提升损坏;2 将提升调至最大刻度 (调整提升时务必先将提升调整环向上提 起,然后再进行调节,如果直接强行旋转提升调整环,会导致提升调 整环损坏 ,将焊接电压调至最低值,试焊螺钉一次,当有明显提升感觉时说明提升未损坏,否则表示提升已损坏。解决方案:如发现焊枪提升损坏,需联系维修,私自维修可能造 成更大损坏。2. 熔池扩散不均匀熔池只能在一面扩散, 即磁偏吹影响, 原因可能是接地钳位置不 正确或焊接时焊枪不垂直于母材。 磁偏吹的影响较多出现在拉弧式螺 柱焊接时,储能式螺柱焊接时较少出现。解决方案:详见 ISO1455

7、5焊接标准。3. 焊接飞溅过大此种情况多发生在铝钉的焊接时。解决方案:焊接前在工件表面用无应力水润湿;焊接前在工件表面涂易挥发的轻质油。4. 母材背面变形母材变形实际上指的就是焊接背面有印痕, 背面印痕有两种表现 形式:凸起和凹陷,而形成背面印痕的因素也分为很多种。(1焊接电流过大焊接参数调整不正确不仅会导致焊接熔池过大, 而且还可能造成 背面印痕过深。解决方案:经过多次的焊接实验进行微调, 直到达到理想的焊接 效果。(2焊枪参数调整不正确焊枪参数调整不正确分为焊枪压力过大或焊枪提升过大, 不正确 的焊枪参数同样会造成焊接不牢固或者背面印痕过大的影响。 解决方案:经过多次的焊接实验进行微调,

8、直到达到理想的焊接 效果。(3磁偏吹影响此种情况发生的可能性比较小, 如果发生主要会影响焊接强度或 焊缝外观。解决方案:详见 ISO14555焊接标准。(4母材过薄或表面光洁度要求高最容易造成背面印痕的原因在于此,一般来说,低于 1mm 厚度 的母材, 非常容易造成背面印痕的影响, 由于焊接时瞬间通过的电流 强度非常大 (约几千到上万安培 ,焊接的变形主要是热变形为主,过 薄的板材 (约 1mm 以下 会在背面形成凹陷,稍厚的板材会形成一定 的凸起。一般来说,普通的板材厚度达到 1mm 以上,基本上看不见 明显的背面印痕, 但并非总是如此, 焊接螺柱的直径大小也会对背面 印痕产生一些影响,因为

9、螺柱直径越大,则焊接电流越大。而对于镜面板来说,即使是焊接 M3的焊钉,都很容易对背面产 生不小的影响, 因为镜面板对光洁度要求非常高, 稍微一点点瑕疵就 会被镜面反光表现得一清二楚。 一般来说要达到基本的背面无印痕效 果,板材厚度最少要在 1.5mm 以上,如果螺柱直径更大,则需要更 厚的板材。如果要达到完全无印痕的效果,可能需要 3mm 以上的板 材。解决方案:背面印痕的要求最终应由客户决定。1 在满足焊接强度的前提下使用较低的焊接电流可以在一定程 度上缓解背面印痕的影响。2 焊机本身质量也成为影响背面印痕的重要因素之一, 如有条件 可更换性能质量更好的焊机进行测试。3 上述两种方法无法达

10、到理想的效果,则需要增加板厚。 三 螺柱焊接中焊接背面有印痕技术分析与解决方案焊接背面有印痕的因素有很多种,大多数是因为操作不当引起 的,也有部分原因是本身固有的,以下将做逐一分析:1. 板材过薄使用厚度在 1mm 以下的薄板,在焊接直径较大的螺柱时背面印 痕将比较明显,这种印痕称之为热变形。焊接热变形影响:焊枪在进行焊接时,焊接电流通过焊钉,以极 快的速度 (1-3ms释放, 瞬间释放电流达到 5000-10000A , 强大的电流 势必带来较大的热量, 加上焊枪本身的压力以及焊枪的提升线圈引起 的焊钉向下冲击力,导致板材变形,这种变形是微量的,但是在较薄 的金属板或者要求较高的镜面板上变形

11、将比较明显 (镜面板上会体现 出极为细小的瑕疵,因此任何细微变形在镜面板上都会相对明显 2. 镜面板焊接原因如上所描述,在要求非常苛刻的情况下 (指要求在多侧面择 光观察下背面达到完全没有印痕 , 2mm 以下厚度的镜面板在焊接时, 很难做到完全意义上的背面无印痕效果,板材越薄,则印痕越明显。 以上为焊接本身固有原因导致的背面印痕影响, 以下将为您分析由于 操作不当而导致的背面印痕过大问题(1焊接电压过大焊接电压过大是造成背面印痕过大的主要原因, 并非焊接电压越 大,焊接越牢固,相反的,使用过大的电压进行焊接,不仅影响焊接 表面质量,更可能影响焊接强度。过强的电压会使焊钉的法兰盘过度燃烧, 导

12、致法兰盘烧毁, 不仅 焊缝不美观,强度也不能达到预期的效果。(2焊枪压力过大此并非主要原因,但在焊接相对较薄的板材时会有一定的影响, 如果减小焊枪的压力, 在焊接较薄的板材时可适当减轻背面印痕, 但 相对的,焊接牢固程度可能会略受影响。镜面板和拉丝面板是冷轧板中的一种, 材质一般为铝或者不锈钢, 常 用于铝幕墙行业和表面质量要求很高的不锈钢金属饰品。采用此两种工艺的面板本身表面光洁度非常高, 并且表面有一层 塑料贴膜覆盖加以保护。不锈钢镜面板、不锈钢拉丝面板、铝镜面板、铝拉丝面板,厚度 一般在 1mm -1.2mm ,要求焊接 M3-M5的螺柱,并达到背面无印 痕的效果。这样的要求对于任何一台

13、螺柱焊机来说就是近乎苛刻的, 因为储 能式螺柱焊机的焊接时间非常短,通常只有 1-3ms ,而在这么短的 瞬间释放出较大的电流, 电流强度高达几千 A , 瞬间的强电流带来的 是巨大的热量,该热量足以将螺柱的尖端熔化。不锈钢的熔点约为 1500°C , 铝的熔点约为 700°C , 虽然只是一瞬 间的高温的热胀冷缩, 但再加上螺柱焊枪的压力, 足以使较薄的板材 发生轻微的不可恢复的热变形。作为表面光洁度要求非常高镜面板而言, 即使是细微的印痕, 在 光的镜面反射和漫反射下也会将其扩大数倍, 导致人的肉眼可以分辨 出痕迹。综上所述,造成背面印痕的主要原因是热变形的影响。如果要

14、完全消除背面印痕, 则面板厚度至少需要达到 2mm 以上, 而在不增加板厚的情况下,只能做到尽量减小背面印痕:1. 减小焊接能量在不影响焊接强度的情况下, 尽量减小焊接能量, 可以有效的减 小焊接背面印痕。必须指出的是,减小焊接能量将减小焊接强度,而 各个厂家对焊接强度的要求是不同的, 经过焊接测试只要达到了要求 的焊接强度即可。2. 调整焊枪参数焊枪的提升 /压力参数也可能影响焊接的背面印痕,但调整焊枪 参数来减小焊接印痕需要通过大量的焊接试验才能得到最佳的印痕 效果,一般较难做到。3. 不要在有涂层的面板上进行焊接涂层板一般来说是不利于焊接的, 多数涂层是绝缘涂层, 在焊接 时绝缘涂层与焊

15、钉, 焊钳之间容易产生火花和飞溅, 导致更大的印痕 和焊钳的损伤,所以我们强烈建议您不要在有涂层的面板上进行焊 接,如果必须有涂层存在,您可以在焊接完螺钉后再进行表面处理, 这样做一定程度上还可以减小背面印痕。4. 使用高品质焊钉焊钉材质对焊接印痕的影响也是较大的, 杂质过多的螺钉需要更 大的能量才能得到较好的焊接强度, 并且杂质过多的螺柱容易导致更 大的焊接飞溅,影响母材表面质量。5. 减小螺柱直径较小的螺柱可以很大程度上减小螺柱的印痕效果,下列一组数 据,焊接螺钉最小需要多厚的母材才能基本解决焊接背面印痕问题:以上数据仅供参考, 具体情况可能与此表数据有一定区别, 请以实 际参数为准。四

16、在涂层板 (表面氧化板 上进行螺柱焊接的技术分析与解决办法涂层板(表面氧化板都是经过表面处理过的金属板，不同的表面 处理工艺会对螺柱焊接产生一定的影响。表面处理涂层种类很多，但 大致分为两类：绝缘涂层和导电涂层。 1.绝缘涂层 多数表面处理工艺是在金属板表面覆盖一层绝缘涂层， 绝缘涂层 是不利于焊接的，因为螺柱焊接时，焊枪螺柱金属板接地电缆 将通过瞬间的强电流(5000-10000A，如果导电性能不好，很可能会 引起绝缘接口处打火，即螺钉与金属板，金属板与接地钳之间打火。 螺钉与金属板之间打火，可能会引起飞溅过大，焊接强度减弱， 背面印痕相对更深，或者有可能烧坏螺柱夹头。 金属板与接地钳之间打

17、火，容易造成接地钳损坏，从而影响焊接 质量以及焊机寿命。 我们一般不建议在表面有绝缘涂层的金属板上焊接螺柱， 但这并 不意味着无法在绝缘涂层金属板上进行螺柱焊接。 首先将接地钳口与金属板接触的地方打磨一下， 保持良好的导电 性能。 另外焊接能量也需要按实际情况适当提高。焊接时，利用螺柱尖 端划破表面涂层，使焊机接地灯亮起，即可进行焊接。 2.导电涂层 导电涂层相对来说问题不大，只是可能会引起一些焊接飞溅，对 此种情况不需要特殊的处理，可根据实际焊接情况调整焊接能量即 可。 五 冷轧板与热轧板对螺柱焊接的影响及对策 冷轧板与热轧板多数情况下是针对低碳钢板而言的， 一般来说不 锈钢板或铝板等有色金属板大多是冷轧板。 1.冷轧板 冷轧板表面光洁度较高，表面没有阻碍焊接的涂层，因此非常利 于焊接的进行。基于这样的特点，冷轧板非常适合于薄板焊接。 薄板焊接一般要求金属板的厚度为 0.5mm 到 3mm 之间，因此用 于螺柱焊接的冷轧板厚度一般也在 3mm 以下。 冷轧板的焊接一般使用储能式螺柱焊机， 焊接螺柱的范围一般在 M3-M10 之间。 2.热轧板 热轧板表面有一层较厚且厚度不均的氧化层，或称为氧