電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘的焊接

電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘（以下簡稱螺柱焊是將焊釘的一端與基體（H型焊釘），俗稱栓釘、剪力釘，主要用于鋼鋼、工字梁、板件或管件）表面接觸，在結構工程中各類結構的抗剪（如樓層焊釘與基體之間通電引燃電弧，待焊釘端板）、埋設與錨固（如柱腳）。產品標準為GB/T10433-2002.

焊釘的焊接一般稱之為電弧螺柱焊（以下簡稱螺柱焊），是通過螺柱焊機將焊釘焊到一定結構件上的一種方法。由于螺柱焊操作簡便，不用清理焊渣。由于螺柱焊操作簡便，不用清理焊渣，不需要機械加工，只要接通電源，就可以進行室外鋼結構工程項目的現場施工。非常節省操作時間和建設成本。因此，在鋼結構行業中的應用越來越廣泛。適用于高層鋼結構建筑、工業廠房與民用建筑、公路鐵路橋梁、塔架、交通設施建筑、機場、大型倉儲庫房、起重機械及其它鋼結構等。

一、  什么是螺柱焊

螺柱焊是將焊釘的一端與基體（H型鋼、工字梁、板件或管件）表面接觸，在焊釘與基體之間通電引燃電弧，待焊釘端部金屬加熱到合適溫度，并熔化形成一定的熔池后，給焊釘施加一定壓力推入焊接熔池并冷卻，以形成焊接接頭的方法。焊接設備主要由螺柱焊機和專用的焊槍組成

二、螺柱焊的特點

1.操作簡便

只要有電源，就可以在室外工程現場進行批量焊接。

2.效率高，成本低

螺柱焊相對于其它焊接方法的優點，在于焊接效率上。根據不同的直徑和不同的焊接功率，一分鐘內可以焊接1035只焊釘。焊釘通過多工位冷鐓機大批量鐓鍛成型，加上引弧結的鉚接，生產效率也很高，對于高效率的焊接、批量生產的焊釘，加上只數萬元一臺的螺柱焊機，其購置費用也相對較低。因此，螺柱焊的成本是比較低的。

3.應用領域廣

螺柱焊可以代替鉚接，也可以代替鉆 孔后通過螺栓、螺母緊固等，因為焊接的結構不需要鉆孔，不會造成泄漏。螺柱焊的接頭強度可以大于螺柱本身強度。在鍍層或高合金板材焊接后，背面沒有印痕。能進行多方位焊接，可以焊接到位置很狹小或受限制的垂直隔板上。螺柱焊接過程是短時間、大電流和較小的熔深。因此，可以焊接到較薄的板材上等等，應用領域非常廣泛。

4.質量穩定

由于大面積使用同一規格的焊釘在相同尺寸、形狀的結構件上進行焊接，焊接時間、焊接電流、提升高度、突出高度等焊接工藝參數也始終相同，且又使用同一臺螺柱焊機和焊槍焊接，所以螺柱焊具有較高的質量再現率和較小的廢品率。由于焊接時間很短，焊后變形也相對較少，所以一般不需要焊后修整。因此，焊接質量比較穩定。

三、螺柱焊焊接過程

1.焊接過程螺柱焊電弧的引弧與手工電弧焊時焊條的引弧原理是相同的，都是短路提升引弧。不同的是螺柱被夾持在焊槍的夾頭上，操作者將焊槍的支撐架定位螺柱與工件短路。焊槍中的磁力提升機構使螺柱上升引弧。當到設定的焊接時間使提升機構的電磁鐵釋放時，彈簧加壓將螺柱推入熔池、冷卻、形成焊接接頭。螺柱的提升高度即螺柱的推進行程，是在焊接前就在焊槍中調整好的。

2.陶瓷環及其作用

陶瓷環的主要成分是鎂－鋁酸鹽和部分氧化鋁。成品陶瓷環應儲存在干燥的地方，假若陶瓷環受潮，在使用時應當對受潮陶瓷環進行加熱烘干處理。

2.1穩定電弧減少熱量損失，避免電弧偏吹。

2.2在陶瓷環內形成燃燒室，引弧后形成的金屬蒸氣可以在陶瓷環的鋸齒牙口中排出。阻止大氣在工件表面的停留，阻止大氣與熔池金屬的氧化作用，高環形焊縫的質量。

2.3熔池金屬在陶瓷環內，形成一個由陶瓷環形狀決定的具有一定尺寸的環形焊縫。

2.4降低冷卻速度，保證焊縫質量，特別在室外溫度較低情況下效果更明顯。

3.引弧結

通常在焊釘的端部中心鉚一個鋁球，它的作用是在斷電拉弧的時候，利用鋁的低電離特性使電弧容易起弧。同時，利用鋁和氧的高親和力阻止氧和碳的反應，使熔池鎮靜。

四、螺柱焊焊接注意事項

1.焊釘的端部除引弧結外要有較大的圓角，不能有毛刺與尖角，避免多處引弧影響焊接質量，甚至燒壞焊釘夾持套。

2.焊釘的材質與基體的材質應當盡可能一致，且含碳量盡可能低，這樣焊接性能好。

3.要進行焊接工藝評定并做相應的性能試驗后，才可以批量焊接。

4.焊釘夾持套夾持部位要保持清潔，

定期清理或更換，否則會由于和焊釘頭部的接觸不良而影響焊接性能。

5.要清理干凈焊接部位的涂鍍層，否則會影響焊接質量和導電性能。如在鍍鋅鋼板上焊接，焊接時形成的大量鋅煙霧和蒸氣的混合物，會在焊釘熔化區域內形成氣孔，并造成飛濺加劇。油漆、油污則會影響導電性能，以至于有時在焊接的時侯不易引燃電弧，或者焊后溶解并沉積在焊縫內，造成焊縫處出現氣孔，甚至造成影響焊接強度的焊接缺陷。

6.地線最好采用地線夾，并牢固地夾持在焊接結構件的對稱中心軸上，否則容易造成導電效果不好、環形焊縫偏離一邊、地線接觸點溫升太高容易引燃易燃物等現象。

7.在焊槍彈簧加壓將螺柱推入熔池、冷卻、形成焊接接頭的過程中，拔槍不要太著急，稍等一會（待環形焊縫冷卻到一定的溫度，對焊接強度的穩定有一定的好處）后雙手垂直提起焊槍，單手提槍會因為受力不均勻使夾頭容易損壞。螺柱焊接技術由于具有快速、可靠、操作簡單和成本低等優點，現在已經應用在各行各業的鋼結構工程中，可以替代鉚接、栓接、手工電弧焊等連接工藝。因此，也大量應用在汽車、船舶制造等領域。隨著我國經濟的快速發展和制造業水平的不斷提高，螺柱焊接技術的應用會更加廣泛。