螺柱焊是指在金属或类似金属件的端面与另一金属工件表面之间产生电弧，待接合面熔化时迅速施加压力，完成焊接的一种方法。

      螺柱焊接方法起源于1918年,  由于这种焊接新技术具有快速、可靠、简化工序、降低成本等一系列优点，因而引起了世界各国的普遍重视，经过不断地改进和完善，特别是二次世界大战后得到了迅速发展，现已广泛应用到桥梁、高速公路、房屋建筑、造船、汽车、电站、电控柜等行业。

      可焊接低碳钢、不锈钢、低合金钢，铜、铝及其合金材质的螺柱、焊钉、销钉、栓钉等。使用螺柱焊接的领域也越来越广泛，因此有必要对螺柱焊接技术和焊接工艺进行深入研究，以便提高焊接质量，推广普及这种焊接技术。

      螺柱焊接作为一种历史不是很久的焊接工艺 (和其他焊接相比),  在中国广大钣金企业中得到普及使用也只有10年多的历史。通过多年的调查统计，目前国内的螺柱焊接生产还是处于粗旷式的生产，虽然螺柱焊机得到广泛使用，但普遍存在使用不当，螺柱焊接生产质量不高，内耗严重的情况。

      本文是根据我们螺柱焊接10多年的技术积累和实践经验，就螺柱焊接生产中常见的技术问题进行分析归纳和总结，并给出解决方案，以提高广大国内客户螺柱焊接生产的质量和效率。

一、螺柱焊机使用中螺钉焊不住的技术分析

      螺柱焊钉焊不住原因有很多种，以下将尽可能对螺钉焊不住的情况进行分析及找出解决方法： 焊枪调整不正确大约80%的螺钉焊不住的情况都出自于焊枪参数调整不正确，尤其在铝钉螺柱焊接时更为明显。 螺柱焊枪参数调整分为压力参数调整及提升参数调整。

1.电压调整不正确：如果电压参数与螺钉规格不匹配，也会造成焊不住的情况。解决方案：根据实际焊接效果微调电压参数，直到达到要求的焊接效果。

2.螺钉材质影响：此种情况的发生也较为普遍，由于螺钉生产厂商的螺钉质量参差不齐，不排除某些厂商为降低生产成本而采用不符合标准的材料。

3.焊枪锁紧螺母未锁紧：此种情况出现在螺柱夹头装夹时的疏忽。解决方案：检查锁紧螺母是否锁紧。

4.焊枪提升损坏：此种情况发生在使用提升式螺柱焊枪时。解决方案：如发现焊枪提升损坏，需联系维修，私自维修可能造成更大损坏。

5.焊机损坏：当排除以上所有问题可能性时，应判定为设备损坏。解决方案：联系维修，私自维修可能造成更大损坏。

二、螺柱焊接中焊接效果不美观的技术分析和解决方法

      螺柱焊接效果不美观包括熔池过大，熔池不均匀，焊接飞溅太多，母材背面变形四个方面，以下将做具体分析并提出相应解决方案。

1、熔池过大。此种情况出现最为普遍，但出现原因分为多种：

（1）能量设定过高。一般为电压值设定过高，过大的电流使螺柱尖端和法兰盘过度燃烧，造成熔池过深过大。解决方案：根据实际焊接效果微调电压参数，直到达到要求的焊接效果。

（2）提升距离或弹簧压力值不正确。此种原因最容易引起熔池过大，尤其在接触式螺柱焊枪使用过程中容易发生。解决方案：根据实际焊接效果微调参数，直到达到要求的焊接效果。

（3）焊枪提升损坏。此种情况发生在使用提升式螺柱焊枪时。解决方案：如发现焊枪提升损坏，需联系维修，私自维修可能造成更大损坏。

2、熔池扩散不均匀。熔池只能在一面扩散，即磁偏吹影响，原因可能是接地钳位置不正确或焊接时焊枪不垂直于母材。磁偏吹的影响较多出现在拉弧式螺柱焊接时， 储能式螺柱焊接时较少出现。

3、焊接飞溅过大。此种情况多发生在铝钉的焊接时。解决方案：焊接前在工件表面用无应力水润湿；焊接前在工件表面涂易挥发的轻质油。

4、母材背面变形。母材变形实际上指的就是焊接背面有印痕，背面印痕有两种表现形式：凸起和凹陷，而形成背面印痕的因素也分为很多种。

（1）焊接电流过大。 焊接参数调整不正确不仅会导致焊接熔池过大，而且还可能造成背面印痕过深。 解决方案：经过多次的焊接实验进行微调，直到达到理想的焊接效果。

（2）焊枪参数调整不正确。 焊枪参数调整不正确分为焊枪压力过大或焊枪提升过大，不正确的焊枪参数同样会造成焊接不牢固或者背面印痕过大的影响。 解决方案：经过多次的焊接实验进行微调，直到达到理想的焊接效果。

（3）磁偏吹影响。 此种情况发生的可能性比较小，如果发生主要会影响焊接强度或焊缝外观。 解决方案：详见ISO14555 焊接标准。

（4）母材过薄或表面光洁度要求高。 最容易造成背面印痕的原因在于此，一般来说，低于 1mm 厚度的母材，非常容易造成背面印痕的影响。解决方案：①在满足焊接强度的前提下使用较低的焊接电流可以在一定程度上缓解背面印痕的影响。②焊机本身质量也成为影响背面印痕的重要因素之一，如有条件可更换性能质量更好的焊机进行测试。③上述两种方法无法达到理想的效果，则需要增加板厚。

三、螺柱焊接中焊接背面有印痕的技术分析和解决方法

      焊接背面有印痕的因素有很多种，大多数是因为操作不当引起的，也有部分原因是本身固有的，以下将做逐一分析：

1.板材过薄

      使用厚度在 1mm以下的薄板，在焊接直径较大的螺柱时背面印痕将比较明显，这种印痕称之为热变形。焊接热变形影响：焊枪在进行焊接时，焊接电流通过焊钉，以极快的速度(1-3ms)释放，瞬间释放电流达到5000-10000A，强大的电流势必带来较大的热量，加上焊枪本身的压力以及焊枪的提升线圈引起的焊钉向下冲击力，导致板材变形，这种变形是微量的，但是在较薄的金属板或者要求较高的镜面板上变形将比较明显。

2.镜面板焊接

（1）焊接电压过大

      焊接电压过大是造成背面印痕过大的主要原因，并非焊接电压越大，焊接越牢固，相反的，使用过大的电压进行焊接，不仅影响焊接表面质量，更可能影响焊接强度。过强的电压会使焊钉的法兰盘过度燃烧，导致法兰盘烧毁，不仅焊缝不美观，强度也不能达到预期的效果。

（2）焊枪压力过大

      此并非主要原因，但在焊接相对较薄的板材时会有一定的影响，如果减小焊枪的压力，在焊接较薄的板材时可适当减轻背面印痕，但相对的，焊接牢固程度可能会略受影响。

      综上所述，造成背面印痕的主要原因是热变形的影响。如果要完全消除背面印痕，则面板厚度至少需要达到2mm以上，而在不增加板厚的情况下，只能做到尽量减小背面印痕。

解决方案：①减小焊接能量；②调整焊枪参数；③不要在有涂层的面板上进行焊接；④使用高品质焊钉；⑤减小螺柱直径。

四、在涂层板上进行螺柱焊接的技术分析和解决方法

      涂层板(表面氧化板)都是经过表面处理过的金属板,  不同的表面处理工艺会对螺柱焊接产生一定的影响。表面处理涂层种类很多,  但大致分为两类: 绝缘涂层和导电涂层。

1.绝缘涂层

多数表面处理工艺是在金属板表面覆盖一层绝缘涂层,  绝缘涂层是不利于焊接的,  因为螺柱焊接时,  焊枪——螺柱——金属板——接地电缆将通过瞬间的强电流,  如果导电性能不好,  很可能会引起绝缘接口处打火。我们一般不建议在表面有绝缘涂层的金属板上焊接螺柱,  但这并不意味着无法在绝缘涂层金属板上进行螺柱焊接。首先将接地钳口与金属板接触的地方打磨一下,  保持良好的导电性能。另外焊接能量也需要按实际情况适当提髙。焊接时,  利用螺柱尖端划破表面涂层,  使焊机接地灯亮起,  即可进行焊接。

2.导电涂层

导电涂层相对来说问题不大,  只是可能会引起一些焊接飞溅,  对此种情况不需要特殊的处理,  可根据实际焊接情况调整焊接能量即可。

五、冷轧板与热轧板对螺柱焊接的影响及对策

      冷轧板与热轧板多数情况下是针对低碳钢板而言的,  一般来说不锈钢板或铝板等有色金属板大多是冷轧板。

1.冷轧板

      冷轧板表面光洁度较高,  表面没有阻碍焊接的涂层,  因此非常利于焊接的进行。基于这样的特点,  冷轧板非常适合于薄板焊接。薄板焊接一般要求金属板的厚度为0.5mm到3mm之间,  因此用于螺柱焊接的冷轧板厚度一般也在3mm以下。冷轧板的焊接一般使用储能式螺柱焊机,  焊接螺柱的范围一般在M3-MI0之间。

2.热轧板

      热轧板表面有一层较厚且厚度不均的氧化层,  或称为氧化皮。由于该氧化皮的存在阻碍了焊接的进行,  在焊接时,  焊接电流必须首先突破氧化层的阻碍才能到达金属板表面进行焊接,  因此需要较长的焊接时间才能保证焊接的强度。在此种情况下应使用拉弧式短周期焊接,  短周期焊接时间在5ms到100ms之间，在保证焊接强度的情况下不至于将金属板焊穿。