隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對螺柱焊的認(rèn)識更加深化，螺柱焊技術(shù)得到了更廣泛的應(yīng)用和更快的發(fā)展。螺柱焊接技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)成為西方發(fā)達(dá)國家的一種基本的熱加工方法，螺柱 （焊釘） 的焊接大約 80％ 以上是通過螺柱焊機(jī)完成的 。 轎車車身與車內(nèi)各個部件 、 儀表 、裝飾件之間主要是靠焊接在車身上的各類螺柱和銷釘連接固定的 ， 每輛車上的焊接螺柱和銷釘有數(shù)百個 ，螺柱焊之所以得到如此快速的發(fā)展和利用 ，主要是由其焊接特點所決定的 。

（ 1 ） 焊接在瞬間完成 ， 提高了焊接工作效率 ；

（ 2 ） 材料的適應(yīng)性強 ， 可適用于多種金屬材質(zhì) ；

（ 3 ） 熱影響區(qū)小 ， 焊接母材變形小 ；

（ 4 ） 操作簡單 ，焊接工人經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可操作 。將金屬螺柱或類似的其他金屬緊固件 （栓、 釘?shù)?）焊到工件上去的方法叫做螺柱焊 。 螺柱焊機(jī)按照焊接原理分為電弧螺柱焊機(jī)和電容放電螺柱焊機(jī)兩大類 ，前者以弧焊整流器作為電源進(jìn)行焊接 ， 后者則以電容器貯存的能量瞬間放電而進(jìn)行焊接 。汽車中螺柱和螺釘焊接選用的是電容放電拉弧螺柱焊機(jī) 。 主要是由于

電容放電拉弧式螺柱焊機(jī)自身特點決定的。

1 焊接工藝參數(shù)及影響焊接的因素

在汽車生產(chǎn)中 ， 由于受到現(xiàn)代化生產(chǎn)線及批量生產(chǎn)的需求 ， 電容放電拉弧式螺柱焊在汽車行業(yè)中得到了很大的發(fā)展 。

焊接黑色金屬時 ， 采用 “直流正接 ”，這樣可以增加熔深 。 因為焊接時 ， 陽極的溫度高于陰極的溫度 。 若焊接銅 、 鋁及其合金時 ， 則應(yīng) “直流反接 ”，這樣可以利用正離子的轟擊霧化作用 ， 清除工件表面的氧化層 ， 提高焊接質(zhì)量 。

電容放電螺柱焊機(jī)的焊接熱輸入由充電電壓 、 放電電流與放電時間決定 。 放電電流隨充電電壓而變化 ， 成正比關(guān)系 ， 放電時間由設(shè)備本身給定 。 采用電容放電螺柱焊時 ， 要根據(jù)被焊螺柱的材質(zhì) 、 螺柱直徑和選用的焊接方法確定工藝要求 ， 螺柱直徑越大 ， 所需的放電電流越大 ， 相應(yīng)的充電電壓越高 （圖 1 ），從而確定充電電壓值 ， 調(diào)節(jié)好充電電壓值就確定了焊接熱輸入 。 為了保證良好的螺柱焊質(zhì)量 ，需要制定合理的參數(shù)以滿足要求 。 下面以 M5 mm× 14．2 mm 的螺柱焊接為例 ， 介紹工藝參數(shù)及參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響 。

1．1 試驗條件及方法

1.1.1 設(shè)備的選擇

焊機(jī) ： Emhart 電容放電拉弧螺柱焊機(jī) ；

焊槍 ： PK650 ；

其他 ： 100 mm× 400mm× 1．0 mm 的 DC01 鋼板 ；M5 mm× 14．2 mm 的螺柱 。

1．1.2 參數(shù)的選擇  

依據(jù)經(jīng)驗公式 I w ＝ 焊接面直徑 × 110 （ A ）， t w ＝I w ×0． 04 （ ms ），確定 3 組參考數(shù)據(jù) ：

①540 A ， 35 ms ；

②580 A ， 25 ms ；

③620 A ， 20 ms 。

根據(jù)焊后的 54 個螺柱質(zhì)量得出如下結(jié)論 ：

（ 1 ） 隨著焊接時間的延長 ，合格率在不斷地提高 ；

（ 2 ） 在達(dá)到某一定數(shù)值前 ， 隨著焊接電流的增大 ， 不合格數(shù)不斷地增加 ， 而后隨著焊接電流的繼續(xù)增大 ，不合格率在不斷地降低 。

通過試驗證明 ： 用 M5 mm× 14．2 mm 的螺柱焊接DC01 板材 ， 采用 630 A ， 35 ms 的焊接工藝參數(shù) ， 可以取得滿意的焊接質(zhì)量 。

電容放電拉弧式螺柱焊在充電電壓一定的情況下 ，焊接電流和焊接時間合理的搭配可以取得高質(zhì)量的焊接接頭 。

1．2 影響焊接的因素

在生產(chǎn)中 ， 除了確定合理的焊接工藝參數(shù)外 ， 焊接質(zhì)量還與焊槍內(nèi)螺柱與板件的角度 、 螺柱下降的時間 、 焊槍噴嘴內(nèi)的清潔度 、 夾持器與防濺套的同心度 、地線接法等有很大的關(guān)系 。

1． 2．1 地線接法

地線位置的正確接法對螺柱焊接質(zhì)量有非常重要的影響 。地線的位置直接影響著螺柱焊的磁偏吹 。 磁偏吹導(dǎo)致螺柱有效貼合的焊接面減小 ，影響焊接接頭的強度 。如地線接觸不良 ，除了會影響焊接質(zhì)量 ，還會影響生產(chǎn)的效率 ，因此在接地線時要充分考慮到磁偏吹的問題 。單工位多把焊槍時 ， 接地線 、 測量線可串聯(lián)也可并聯(lián) ； 多工位多電極采用并聯(lián) 。

1． 2．2 夾持器與防濺套同心度

夾持器與防濺套的同心度影響著螺柱焊接的位置 ，同時 ， 當(dāng)防濺套與板件垂直接觸時 ， 由于不同心會導(dǎo)致螺柱焊偏 ， 螺柱焊接面只有少部分接觸 ， 影響焊縫強度 ， 因此 ， 平時要做好充分的保養(yǎng)與檢修 ， 保證其同心度 。

1． 2．3 焊槍噴嘴內(nèi)清潔度等因素

焊槍內(nèi) （夾持器 、 防濺套 ） 的清潔度 ， 對螺柱的焊接有一定的影響 ，焊渣的存在影響到手動槍螺柱的裝配 、 焊后的螺紋質(zhì)量等 ， 因此要做好焊槍內(nèi)的清潔 。螺柱焊在操作時要保證防濺套與所焊板件垂直接觸 ，如圖 2 所示 。

除了以上的因素外 ， 螺柱的起 、落時間也直接影響到電弧及螺柱焊的質(zhì)量。

2 螺柱焊的質(zhì)量檢驗

螺柱焊在焊接過程一般會出現(xiàn) ： 一側(cè)熔化、氣孔、熔化不完全 （電弧長度不夠 ）、燒穿 、 裂紋 、 氣孔等缺陷 ， 部分表面質(zhì)量缺陷通過目視可以清楚地判斷 。 對于螺柱焊接頭的強度檢驗一般采用負(fù)荷進(jìn)行檢測 ， 依據(jù)不同材質(zhì)彎曲的不同角度 ， 用于檢測焊接質(zhì)量 （圖 3 ），檢測是否存在虛焊等現(xiàn)象 。

對于低碳鋼 ， 用套筒或者皮錘敲擊螺柱 ， 使彎曲角度 α＝ 15° 左右 ， 目視檢測要求無裂紋 ， 同時檢測與工件接觸面是否有飛濺 、 孔洞等缺陷 。

對于螺柱焊接頭強度 ， 通過拗力扳手或皮錘敲擊螺柱 ， 使螺柱彎曲角 α＝ 90° ， 當(dāng)螺栓從鈑金上分離開后 ，觀察其熔合狀況 ：

（ 1 ） 斷裂處在法蘭面以下 ， 斷面上連有母材金屬 ，與法蘭面焊接處鈑金撕裂 ， 即合格 ；

（ 2 ） 斷裂部位在其法蘭以上部位 ， 螺柱法蘭面留在鈑金上 ， 折斷出現(xiàn)在螺柱位置 ， 即合格 ；

（ 3 ） 斷裂部位出現(xiàn)在焊縫區(qū) ， 斷裂端面含有部分母材或無母材金屬 ， 呈虛焊或者法蘭面熔合不均勻 ，即不合格 。

3 結(jié)語

螺柱焊焊接工藝參數(shù)的選取 ， 除了要設(shè)定合適的充電電壓 ， 選取合適的焊接電流和焊接時間外 ， 地線位置 、 夾持器等對螺柱焊焊接質(zhì)量的影響也較為重要 。 試驗證明 ： M5 mm× 14．2 mm 的螺柱 ， 焊接 DC01板材采用 630 A 、 35 ms 的工藝參數(shù)可以獲得良好的焊接質(zhì)量 。 隨著螺柱焊在汽車整車廠內(nèi)應(yīng)用的不斷增多 ，螺柱焊的質(zhì)量也將得到進(jìn)一步的提高 。