特种焊接技术PPT课件7-3螺柱焊的分类

主讲：安普光主讲：安普光螺柱焊工艺的制定与实施特种焊接技术系列微课之 2 螺柱焊工艺的编制与实施螺柱焊原理及特点螺柱焊的分类螺柱焊方法的选择焊前准备焊接工艺参数抗剪连接件的电弧螺柱焊工艺焊接操作要点焊接质量的检验本节目录 3 螺柱焊的分类根据其所用焊接电源不同和接头形成过程的差别，通常可将螺柱焊分为三种基本形式:电弧螺柱焊（也称作标准螺柱焊）电容放电螺柱焊（也称作电容储能螺柱焊）短周期螺柱焊（也称作短时间螺柱焊）4 1.电弧螺柱焊 焊接时，螺柱端部与工件表面之间产生稳定的电弧过程，电弧作为热源在工件上形成熔池，同时螺柱端面被加热形成熔化层，在压力(弹簧等机械压力)作用下将螺柱端部浸入熔池，井将液态金属全部或部分挤出接头之外，从而形成再结晶的塑性连接或再结晶与重结晶混合连接接头。电弧螺柱焊通常使用下降特性的直流弧焊电源，焊接过程中焊接电流基本上恒定。电弧螺柱焊 5 电弧螺柱焊的焊接过程如图7-1所示。开始时先将螺柱放入焊枪的夹头里并装上套圈，使螺柱端与工件接触（图7-1a），按下开关接通电源，枪体中的电磁线圈通电而将螺柱从工件拉起，随即起弧（图7-1b）。电弧热使柱端和母材熔化，由时间控制器自动控制燃弧时间。在断弧的同时，线圈也断电，靠压紧弹簧把螺柱压入母材熔池即完成焊接（图7-1c）。最后提起焊枪并移去套圈（图7-1d）。电弧螺柱焊的焊接过程电弧螺柱焊 6 2电容放电螺柱焊 利用储能电容器快速放电产生的电弧作为热源来连接螺柱与工件的方法，称为电容放电螺柱焊。供电电源是电容器组，焊前电能已储存在电容器内，故又称为电能储能螺柱焊。在螺柱端部与工件表面间的放电过程是不稳定的电弧过程，即电弧电压与电弧电流瞬时变化着，焊接过程是不可控的。根据引燃电弧的方式不同，有预接触式、预留间隙式和拉弧式三种焊接方法。预留间隙式电容放电螺柱焊拉弧式电容放电螺柱焊预接触式电容放电螺柱焊电容放电螺柱焊 7 （电容放电螺柱焊）德国Soyer螺柱焊机SRM螺柱焊技术电容放电螺柱焊 8 电容放电螺柱焊（电容放电螺柱焊）螺柱焊工作原理 9 电容放电螺柱焊预接触式电容放电螺柱焊焊接过程如图所示。螺柱待焊端须设计有小凸台，焊时先将螺柱对准工件，使小凸台与工件接触（图a），然后施压使螺柱推向工件。随即电容放电，大电流流经小凸台。因电流密度很大，瞬间被烧断而产生电弧（图b）。在电弧燃烧过程中，待焊面被加热熔化，这时由于压力一直存在故螺柱向工件移动（图c），待柱端与工件接触，电弧熄灭，即形成焊缝（图d）。整个焊接过程特点是先接触后通电，加压在通电之前。预接触式电容放电螺柱焊接过程示意图 （1）预接触式电容放电螺柱焊。10 电容放电螺柱焊 （1）预接触式电容放电螺柱焊。预接触式电容放电螺柱焊接过程示意图 11 电容放电螺柱焊（2）预留间隙式电容放电螺柱焊预留间隙式电容放电螺柱焊焊接过程如图7-3所示，螺柱待焊端也须设计有小凸台，焊时螺柱对准工件，但不接触两者之间留有间隙(见图7-3a)。然后通电，在间隙间加入了电容器充电电压（空载电压），同时螺柱脱扣，在弹簧、重力或气缸推力作用下移向工件。当螺柱与工件接触瞬间，电容器立即放电（图7-3b），大电流使小凸台烧化而引燃电弧，电弧使两待焊面熔化（图7-3c），最后螺柱插入工件，电弧熄灭而完成焊接（图7-3d）。这种方法的特征是留间隙，先通电后接触放电加压，完成焊接。图4-3 预留间隙式电容放电螺柱焊接过程示意图 12 电容放电螺柱焊（2）预留间隙式电容放电螺柱焊预留间隙式电容放电螺柱焊接过程示意图 13 电容放电螺柱焊（3）拉弧式电容放电螺柱焊 拉弧式电容放电螺柱焊时，螺柱待焊端不需小凸台，但需加工成锥形或略呈球面。引弧的方法与电弧螺柱焊相同，需由电子控制器按程序操作，其焊枪类似于电弧螺柱焊枪，其焊接过程如图7-4所示。焊接时，先将螺柱在工件上定位并使之接触（图7-4a），按动焊枪开关，接通焊接回路和焊枪体内的电磁线圈使螺柱拉离工件，使他们之间引燃小电流电弧（图7-4b）。当提升线圈断电时，电容器通过电弧放电，大电流将螺柱和工件待焊面熔化，螺柱在弹簧或汽缸力作用下返回向工件移动（图7-4c），当插入工件时电弧熄灭，完成焊接（图7-4d）。这种方法的特征是接触后拉起引弧，待电容放电完成实施焊接。图4-4 拉弧式电容放电螺柱焊焊接过程示意图 14 短周期螺柱焊短周期螺柱焊采用逆变器或双整流器作电源，焊接电弧燃烧过程呈阶段稳定性。短周期螺柱焊焊接过程也是由短路、提升引弧、焊接、落钉和有电顶锻几个过程组成，但是焊接时间只有陶瓷环或拉弧式螺柱焊接的十分之一到几十分之一，所以称为短周期螺柱焊。这种螺柱焊的电源一般情况下是两个并联的电源先后给电弧供电，可以是两个弧焊整流器，也可以是整流器加电容器组，只有采用逆变器作电源时可以不用双电源。短周期螺柱焊使用经过波形调制的电流，特点是不需保护、螺柱不用特殊加工、更容易实现自动化。短周期螺柱焊焊接过程示意图 15 短周期螺柱焊短周期螺柱焊焊接过程如图7-5所示，具体程序如下：（1）螺柱下落与工件定位短路，启动焊枪开关，螺柱与工件间通电；（2）螺柱提升，引燃小电弧，此时电弧电流为Ip；（3）延时数十毫秒后大电流自动接通，大电流（焊接电弧）发生，工件形成熔池；螺柱端部形成熔化层；（4）螺钉、螺柱端部浸入熔池电弧熄灭，同时焊枪的电磁铁释放弹簧压力在螺柱上；（5）接头形成，焊接结束，整个焊接过程不超过l00ms。短周期螺柱焊的操作过程 16 短周期螺柱焊短周期螺柱焊的焊接过程 17 Thank You