电弧螺柱焊的原理及典型参数

1工作原理
    电弧螺柱焊是以焊接电弧为热源，以陶瓷环保护，螺柱及其类似的紧固件本身既是焊件同时也是电极，焊接电弧在螺柱前端及工件之间燃烧，在焊件焊接区被加热形成熔池，螺柱端部形成熔化层后，螺柱在机械压力的作用下高速的插入熔池，将液态金属挤出，从而形成结晶和重结晶的T型接头的焊接方法。电弧螺柱焊的引弧原理与焊条电弧焊类似，都是短路提升引弧。螺柱短路引弧时，为了不使螺柱端部与焊件粘在一起，一般采用高电压小电流。在螺柱提升前的电流约为40-50A。

2 保护
    电弧螺柱焊在焊接过程中，电弧在瓷环中燃烧并形成熔池，瓷环内的高温气体只能从瓷环的锯齿空排除以平衡内外压力，大气很难从排气孔侵入。螺柱下落时以100~200mm/s的速度插入熔池，在液态金属被迅速挤出、进入并填满瓷环的成型槽形成焊缝的过程中，空气难以从正在往外排气的锯齿孔进入焊接区。

3 典型参数
3.1 焊接电流和焊接时间
    焊接电弧能量的参数只有焊接电流及焊接时间是需要提前设定的，每一种尺寸的螺柱都有与之配合的焊接电流和焊接时间范围，在一定的范围内可以通过改变焊接时间来补偿焊接电流的提高或降低，同时也可以参考以下经验公式来设定焊接电流及焊接时间：
I=（50-100）d
t=（50-150）d
其中d是螺柱直径（mm）；t是焊接时间（ms）；I是焊接电流（A）。
3.2 提升高度
    提升高度是指焊前调整焊枪设定的电弧空间，弧长在焊接过程中基本不变。提升高度与电弧电压有关，而且对于直径为6-25mm的螺柱，其提升高度可在2.0-2.5mm之间，电弧电压约在20-25V，电弧电压不在焊接参数进行选择，而是用提升高度来代替选定的焊接电压。
3.3 伸出长度
    伸出长度也称作调置长度，是指焊枪调整带有螺柱的夹头下落时，螺柱端面能够超过焊件表面的最大长度，伸出长度应该大于焊接留量，否则螺柱下落不到熔池底部，从而产生未熔合及咬边等缺陷。焊接留量一般在4-6mm，所以伸出长度一般要在此范围之上。

参考文献：张义，螺柱焊焊接技术及应用，北京，机械工业出版社，2009；