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1.螺柱焊的焊接電流
作為螺柱焊熱源的電弧，對(duì)于使用的電流強(qiáng)度和電壓應(yīng)符合操作條件。
拉弧螺柱焊時(shí)，焊接回路由焊接電源供電，必須滿足短時(shí)間和高電流強(qiáng)度的要求。電源在工件和焊槍或焊頭之間用柔性電纜供電，電纜的截面要足夠大。在拉弧螺柱焊時(shí)，焊接螺柱直徑φ3mm-φ25mm，焊接電流500-3000A。對(duì)于焊接至12mm直徑螺柱，電纜截面是50mm2長(zhǎng)度20m；20mm直徑螺柱需電纜截面至少70 mm2。至于95mm2截面電纜推薦焊接更大直徑螺柱或較長(zhǎng)的電纜。由于在接觸部位上較高的電流密度要發(fā)熱，所以，接觸力要大，微小的接觸力會(huì)使電纜橡膠過(guò)早硬化。地線夾僅能固定在露出金屬光澤的平面，同時(shí)要夾緊好。地線夾用銅或鍍黃銅表面，這樣能夠改善散熱。
在儲(chǔ)能式螺柱焊時(shí)，由于焊接螺柱直徑較小(M3-M8)焊接電流在5000-10000A，所以焊接電纜截面一般為25-70 mm2，焊接電纜盡量短。
在儲(chǔ)能式螺柱焊時(shí)，電容放電過(guò)程要保證迅速使電流均勻增加。此時(shí)焊接回路中不僅有電阻，還有電感。重要的是操作者不能將電纜敷設(shè)成線圈。只有在較長(zhǎng)的放電操作時(shí)，焊接后焊接接頭沒(méi)有裂縫時(shí)，才能適當(dāng)放長(zhǎng)電纜并繞成螺旋形。
因此，對(duì)于電容器很高的電流強(qiáng)度和短的放電時(shí)間饋電給工件和螺柱的接觸問(wèn)題要予以特別的重視。
所有焊接電源供電電網(wǎng)的功率要足夠大并確保安全供電。對(duì)于焊接整流器短時(shí)高的吸收功率會(huì)使電網(wǎng)電壓下降。而儲(chǔ)能式螺柱焊，在焊接程序進(jìn)行時(shí)，電容器充電過(guò)程需要相對(duì)小的電網(wǎng)功率。
作為螺柱焊熱源的電弧，對(duì)于使用的電流強(qiáng)度和電壓應(yīng)符合操作條件。
拉弧螺柱焊時(shí)，焊接回路由焊接電源供電，必須滿足短時(shí)間和高電流強(qiáng)度的要求。電源在工件和焊槍或焊頭之間用柔性電纜供電，電纜的截面要足夠大。在拉弧螺柱焊時(shí)，焊接螺柱直徑φ3mm-φ25mm，焊接電流500-3000A。對(duì)于焊接至12mm直徑螺柱，電纜截面是50mm2長(zhǎng)度20m；20mm直徑螺柱需電纜截面至少70 mm2。至于95mm2截面電纜推薦焊接更大直徑螺柱或較長(zhǎng)的電纜。由于在接觸部位上較高的電流密度要發(fā)熱，所以，接觸力要大，微小的接觸力會(huì)使電纜橡膠過(guò)早硬化。地線夾僅能固定在露出金屬光澤的平面，同時(shí)要夾緊好。地線夾用銅或鍍黃銅表面，這樣能夠改善散熱。
在儲(chǔ)能式螺柱焊時(shí)，由于焊接螺柱直徑較小(M3-M8)焊接電流在5000-10000A，所以焊接電纜截面一般為25-70 mm2，焊接電纜盡量短。
在儲(chǔ)能式螺柱焊時(shí)，電容放電過(guò)程要保證迅速使電流均勻增加。此時(shí)焊接回路中不僅有電阻，還有電感。重要的是操作者不能將電纜敷設(shè)成線圈。只有在較長(zhǎng)的放電操作時(shí)，焊接后焊接接頭沒(méi)有裂縫時(shí)，才能適當(dāng)放長(zhǎng)電纜并繞成螺旋形。
因此，對(duì)于電容器很高的電流強(qiáng)度和短的放電時(shí)間饋電給工件和螺柱的接觸問(wèn)題要予以特別的重視。
所有焊接電源供電電網(wǎng)的功率要足夠大并確保安全供電。對(duì)于焊接整流器短時(shí)高的吸收功率會(huì)使電網(wǎng)電壓下降。而儲(chǔ)能式螺柱焊，在焊接程序進(jìn)行時(shí)，電容器充電過(guò)程需要相對(duì)小的電網(wǎng)功率。
2.柱焊的電弧
電弧使螺柱和工件焊接在一起必須有自由能。為此電弧要有載流子發(fā)射和電弧間隙電離化。
由于兩類螺柱焊的引燃有區(qū)別，而且比電流在相關(guān)螺柱平面上的差別很似10的冪。見下表
電弧使螺柱和工件焊接在一起必須有自由能。為此電弧要有載流子發(fā)射和電弧間隙電離化。
由于兩類螺柱焊的引燃有區(qū)別，而且比電流在相關(guān)螺柱平面上的差別很似10的冪。見下表
| 拉 弧 | 拉 弧 | 拉 弧 | 儲(chǔ)能 | |
| 螺柱直徑/mm | 10 | 16 | 22 | 6 |
| 螺柱面積/mm2 | 79 | 201 | 380 | 44 |
| 推薦電流強(qiáng)度/A | 700 | 1300 | 2000 | 8000 |
| 比電流/(A/mm2) | 8.9 | 6.5 | 5.3 | 181 |
拉弧螺柱焊的電弧長(zhǎng)度為幾毫米，而對(duì)于儲(chǔ)能式螺柱焊的斷口部分僅1mm，從而導(dǎo)致不同的能量消耗和焊接結(jié)果。這可以理解為和操作過(guò)程及其影響因素有關(guān)。但重要的是電弧指標(biāo)對(duì)這兩類螺柱焊方法從引燃過(guò)程到短路直至浸人工件的過(guò)程要仔細(xì)的調(diào)整。
2.1 拉弧螺柱焊的電弧
1.引弧
引弧是螺柱與工件接觸時(shí)產(chǎn)生的。焊接電源在儲(chǔ)備電壓足夠的情況下，接通微小電流(10-30A)。螺柱尖端的附加鋁球或在螺柱前端平面的鋁引燃層作為引燃附加物。因?yàn)殇X比鋼有較小的逸出功(Al：3.95eV；A12O3：3.17eV；Fe：4.79eV)。這樣電弧引燃較容易，同時(shí)還可用作熔池脫氧。
1.引弧
引弧是螺柱與工件接觸時(shí)產(chǎn)生的。焊接電源在儲(chǔ)備電壓足夠的情況下，接通微小電流(10-30A)。螺柱尖端的附加鋁球或在螺柱前端平面的鋁引燃層作為引燃附加物。因?yàn)殇X比鋼有較小的逸出功(Al：3.95eV；A12O3：3.17eV；Fe：4.79eV)。這樣電弧引燃較容易，同時(shí)還可用作熔池脫氧。
對(duì)于短周期拉弧螺柱焊，螺柱向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)候接通主電弧是必要的。一般的情況下，先導(dǎo)電弧沒(méi)有焊接過(guò)程。在特殊情況時(shí)，點(diǎn)爆能對(duì)工件表面層造成適當(dāng)干擾。而先導(dǎo)電弧具有較高電流時(shí)可能影響工件表面。對(duì)于自動(dòng)送料焊接小直徑螺柱時(shí).先導(dǎo)電弧有一個(gè)電壓差調(diào)整過(guò)程。例如為了匹配主電弧使用的電流強(qiáng)度或焊接時(shí)間以及送料時(shí)間等進(jìn)行協(xié)調(diào)，根據(jù)所焊接的螺柱直徑有所不同。
2.焊接電弧
拉弧螺柱焊時(shí)常用陶瓷環(huán)屏蔽。因此.不能觀察到焊接電弧。有人將陶瓷環(huán)打開90°用6000幅/s高速攝影機(jī)跟蹤觀察焊接過(guò)程。直徑22 mm平坦螺柱尖端顯示起弧在螺柱中部.并且迅速向邊緣運(yùn)動(dòng)并在該處熔化。螺柱和母材迅速鋪開的熔池。呈現(xiàn)強(qiáng)烈的帶有噪聲沸騰的金屬蒸氣。在熄弧時(shí)人們觀察到基于螺柱和工件位置的熔池?cái)U(kuò)大及小的熔珠滴落溶解在熔池。這種噪聲和沸騰改變了電弧螺柱焊的操作過(guò)程是沒(méi)有對(duì)比工藝的。形成的焊縫帶有舒展的表面張力和鎮(zhèn)靜的熔池。
當(dāng)選擇焊接參數(shù)不當(dāng)時(shí)(例如微小的提升高度、較長(zhǎng)的焊接時(shí)間)能形成短路熔滴沖擊過(guò)渡。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)焊接電源約等于提供1.5倍焊接電流值，而且爆炸性的短路過(guò)程會(huì)熔斷。結(jié)果是形成強(qiáng)烈的飛濺和不良的焊接。
利用電壓示波波形圖觀察往上、往下電弧電壓的時(shí)候，螺柱焊操作按標(biāo)準(zhǔn)提升高度值時(shí)，電弧電壓接近保持恒定值.大約30 V。
對(duì)于螺柱焊時(shí)用富氬混合氣時(shí)，大約保持在27 V。使用附加保護(hù)氣體是用于焊接較大直徑的螺柱(19-20mm)，使用的電流比推薦的標(biāo)準(zhǔn)電流值約大3%焊接沒(méi)有增強(qiáng)氣孔生成。
2.2 儲(chǔ)能式螺柱焊的電弧
1.引弧
對(duì)于儲(chǔ)能式“直接接觸”螺柱焊是螺柱尖端與工件接觸。在接通電容器組和電容器開始放電時(shí)，螺柱尖端經(jīng)過(guò)電阻加熱變?yōu)闊釠_擊熔化和傳導(dǎo)電弧進(jìn)人燃燒階段。電阻加熱預(yù)熱持續(xù)時(shí)間取決于電容器的容量、電流回路的電阻和電感以及螺柱尖端的長(zhǎng)度。一般在0.2-0.4ms時(shí)應(yīng)當(dāng)達(dá)到最大電流結(jié)束。
螺柱尖端的規(guī)格決定焊接過(guò)程，而且直接影響焊接能量。電弧燃燒時(shí)間和螺柱尖端的長(zhǎng)度成正比例。
螺柱尖端的長(zhǎng)度允差為±0.05 mm，直徑允差為±0.08 mm。根據(jù)這個(gè)允差能夠保證生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定。
對(duì)于要焊接的螺柱.在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)盡可能的愛(ài)護(hù)，它們的螺柱尖端不能變形。這一點(diǎn)對(duì)于鋁螺柱，特別有重要性。
2.焊接電弧
很短的電弧(螺柱尖端長(zhǎng)度)控制螺柱整個(gè)前端平面并熔化。在此之際.熔化的焊縫取決于電弧功率和電弧燃燒時(shí)間。而焊接功率是由電容器放電過(guò)程期間的焊接電流和電弧電壓確定。經(jīng)過(guò)超前引燃，不僅電弧燃燒時(shí)間延長(zhǎng)，而且電弧電壓和焊接功率也增加。
螺柱前端面和工件表面的狀態(tài)影響電弧電壓。隨著螺柱平面和工件熔化連接，電弧熄滅和焊接回路短路。
從螺柱尖端燃燒到法蘭熔化為止是焊接時(shí)間。對(duì)于儲(chǔ)能式“有引燃間隙”螺柱焊取決于螺柱的沖擊速度，同樣還有經(jīng)過(guò)施加壓力運(yùn)動(dòng)裝置的加速度；已經(jīng)轉(zhuǎn)換的速度影響因數(shù)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程間隙電壓的波形對(duì)焊接質(zhì)量起重要作用。
因?yàn)楹附訒r(shí)，螺柱沖擊在工件上有自由慣性，對(duì)于結(jié)實(shí)的工件通常焊槍彈簧會(huì)跳回至螺柱夾持器的原位。但是，對(duì)于薄板在工件焊接位置上可能會(huì)有一個(gè)振蕩過(guò)程，由于這個(gè)原因會(huì)對(duì)無(wú)缺陷的凝固過(guò)程受到影響。
此外，對(duì)于“直接接觸焊接”隨著焊接位置不同，焊接時(shí)間也會(huì)有變化。
