什么是拉弧式螺柱焊?(拉弧式螺柱焊的工作原理)
拉弧式螺柱焊又叫電弧式螺柱焊, 與儲能式螺柱焊不同,拉弧式螺柱焊沒有向電容充電的過程,而是通過變壓器/整流器降壓后直接放電,其工作原理與普通電焊焊接類似。
由于不需要預充電,電能可以源源不斷地釋放,所以焊接時間長短可以控制,根據設備功率不同,可焊螺柱直徑范圍為3-25mm。
拉弧式螺柱焊的特點
| ? |
焊接特性 |
產生影響 |
| 電源規格: |
380V,50Hz |
? |
| 焊接時間: |
5-2000毫秒,可調整 |
?可焊螺柱直徑范圍更大,熔池更深 |
| 焊接電流: |
根據設備功率 |
? |
| 熔池深度: |
較深 |
?1. 對板材厚度有要求
?2. 可在熱軋板上焊接
?3. 焊接強度高
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| 最小板厚: |
短周期:螺柱直徑的1/8
長周期:螺柱直徑的1/4
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| 背面印痕: |
較深 |
?板材較薄時可能產生印痕或小范圍變形 |
| 焊接強度: |
非常高 |
? |
焊接方式與保護方式
根據螺柱直徑不同以及使用場合不同,拉弧式螺柱焊有不同的焊接方式以及保護方式。
焊接方式分為“短周期螺柱焊”和“長周期螺柱焊”。
保護方式分為“無需保護”、“氣體保護”和“瓷環保護”
短周期螺柱焊工藝流程
短周期螺柱焊即焊接時間在5-100毫秒的拉弧式螺柱焊,由于焊接時間較短,所以熔池相對較淺(但比儲能式螺柱焊的熔池深)。

短周期螺柱外形特點
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短周期螺柱帶有一圈法蘭,這樣無論在焊接處是否產生氣孔,螺柱的焊接處抗拉強度,始終將大于螺柱自身的強度。
短周期螺柱的外形與儲能螺柱相似,所以也可以用儲能螺柱來進行短周期螺柱焊接
根據設備功率不同,短周期螺柱焊最大可焊M12的螺柱(ARC1550拉弧式螺柱焊機,ARC800拉弧式螺柱焊機短周期可焊至M8)
螺柱直徑在6毫米及以下時,可以不采用任何保護措施。
螺柱直徑在8毫米及以上時,應采用氣體保護,這樣可以避免產生氣孔。
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長周期螺柱焊工藝流程
長周期螺柱焊的焊接時間在100毫秒以上,由于焊接時間較長,所以熔池較深,可焊螺柱直徑較大,對板材表面質量要求較低,要求板的厚度較大。

長周期螺柱外形特點
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由于長周期螺柱焊本身焊接熔池較深,所以螺柱本身無需法蘭提高焊接強度。
根據螺柱材質不同,低碳鋼螺柱前端需鑲嵌小鋁球用于焊接時的引弧,而不銹鋼螺柱不需要小鋁球。
由于熔池較深,氣體保護對熔池的塑形能力較差,并且較易受到電弧偏吹影響,所以在焊接M12以上的螺柱時,宜采用瓷環保護焊接。
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對儲能式螺柱焊強度的正確理解-滿足焊接強度要求
許多客戶有這樣的疑問:儲能式螺柱焊的焊接強度要比拉弧式螺柱焊差,那是不是說儲能式螺柱焊焊不牢?
前半句話沒有問題,后半句話理解上有偏差。以下我們做詳細分析。
大前提:
在這里我們討論的問題有一個重要的前提條件:排除因設備本身質量問題而導致的焊接強度不高的因素。
焊接方式一般分為3種:
儲能式螺柱焊
短周期拉弧式螺柱焊(氣體保護 / 非氣體保護)
長周期拉弧式螺柱焊(氣體保護 / 瓷環保護)
1. 焊接強度的決定性因素
簡單來說,焊接方式的不同決定了熔池深度的不同,熔池深度直接決定了焊接強度的大小。
| 焊接方式 |
圖例 |
最小板厚要求 |
熔池深度 |
?適合板厚 |
背面印痕 |
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儲能式螺柱焊
(無保護)
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1/10螺柱直徑
最薄0.5 mm
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淺 |
?0.5 - 2 mm |
幾乎無 /?
輕微突出
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短周期螺柱焊
(無保護 /
氣體保護)
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1/8螺柱直徑
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中等 |
?0.5 - 3 mm |
輕微突出 /?
背面可能發黑
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長周期螺柱焊
(氣體保護 /
瓷環保護)
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1/4螺柱直徑
最薄2 mm
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深 |
?2 mm以上 |
可能較大 |
2. 如何理解“滿足焊接強度要求”

在考察焊接強度時,我們必須同時考察三種強度因素:
1. 螺柱本身強度(受螺柱材質硬度影響)
2. 焊接強度(受熔池深淺影響)
3. 板材本身強度(受板材材質硬度、厚度影響)
焊接強度檢測的過程就是這三個強度相互比較的過程。
當三者比較時,只要焊接強度不是最差,則我們可以認為焊接強度滿足要求。
| 三者比較最弱項 |
強度檢測結果 |
評價 |
可能原因 |
建議 |
| 螺柱本身強度 |
 |
合格 |
螺柱材質偏軟 |
? |
| 板材本身強度 |
 |
合格 |
1. 板材材質偏軟
2. 板材較薄
|
? |
當三者比較時,焊接強度表現最差時,我們就認為焊接強度不能滿足要求。
| 三者比較最弱項 |
強度檢測結果 |
評價 |
可能原因 |
建議 |
| 焊接強度 |
 |
不合格 |
1. 板材較厚
2. 螺柱直徑偏大
3. 選擇了不恰當的焊接方式
|
選擇正確的焊接方式 |
?
總結
以下是根據實際經驗總結出的一般規律,僅供參考,如有疑問可致電深圳鴻栢科技,我們將為您做進一步解答。
| ? |
儲能式螺柱焊 |
短周期拉弧式螺柱焊 |
長周期拉弧式螺柱焊 |
| 推薦板材材質 |
低碳鋼冷軋板、不銹鋼、鋁、黃銅 |
低碳鋼冷軋板、熱軋板、不銹鋼 |
低碳鋼冷軋板、熱軋板、不銹鋼 |
| 0.5-1 mm |
合格 |
板材可能焊穿 |
板材焊穿 |
| 1-2 mm |
合格 |
合格但背面可能有印痕 |
焊接處板材可能變薄,影響整體強度 |
| 2-3 mm |
可能不合格
需根據材質及焊接要求確定
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合格 |
合格 |
| 3 mm以上 |
可能不合格
需根據材質及焊接要求確定
|
可能不合格
需根據材質及焊接要求確定
|
合格 |
不銹鋼鏡面板與拉絲面板(發紋板)的焊接要求
不銹鋼鏡面板和不銹鋼拉絲面板對焊接印痕的要求非常高,用戶一般都要求焊接后背面在任何角度都看不出印痕,這一點較難做到。
由于螺柱焊接時,瞬間強大的電流要將螺柱尖端金屬熔化,雖然尖端很小,但瞬間也能產生幾千攝氏度的高溫,這一瞬間高溫會很快傳遞到金屬板材上,隨即降溫冷卻,整個過程持續時間小于1秒。
但即使是再短的時間也會產生熱脹冷縮效應,板材會產生非常細微的冷熱變形,而這樣的微變形鏡面板和拉絲面板很難掩蓋,對光下仔細檢查就能發現。
解決方案:
1. 增加板材厚度:經過實驗我們發現,在4mm厚度的鏡面板上焊接M3-M4不銹鋼螺柱可基本避免產生變形,4mm以下很難保證不產生微變形(當然每個廠家對微變形的接受程度不同,這里指的不產生變形,是無論從哪個角度都看不出任何的變形)。
2. 焊接完成后重新打磨拋光。
電氣柜制造業
電氣柜制造業是鈑金制造行業中的一個大類,一般板材厚度不會超過3mm(1 - 2mm的板材居多),推薦使用儲能式螺柱焊機。
儲能式螺柱焊機的焊接特點:
1. 熔池淺,對板厚要求低
2. 瞬間焊接,板材熱變形微小,背面不發黑
3. 適合材質多樣,可焊接低碳鋼冷軋板、不銹鋼板、鋁板、黃銅/紫銅板
4. 可焊螺柱規格:M3 - M10
5. 絕對秒殺點焊,氬弧焊的焊接質量
6. 焊接速度快,手動焊接速度可達5-20 枚/分鐘,自動焊接最高可達40 枚/分鐘
不僅是電氣柜制造業,其他滿足上述螺柱焊接特點的行業同樣推薦使用
部分鈑金行業如果板材厚度在2mm以上,對背面焊接印痕無要求(雙層板,或隱藏看不見,或后期處理無影響)且對焊接強度有特殊要求,這樣的廠家也可以使用拉弧式螺柱焊機。