螺柱焊机及其焊接工艺（四）

HEATS

　　5、我国螺柱焊接技术的现状分析

　　据不完全统计，我国目前螺柱焊机生产厂家只有几家，但能生产系列产品的仅有一家。电容放电螺柱焊机有RSR1-630、1250、1600、2500、3150，可焊φ3～12mm螺柱；电弧螺柱焊机有RSN1-630、1000、1600、RSN2-2500、3150，可焊φ3～30mm螺柱(焊钉)。这些焊接设备基本上能满足手工螺柱焊的市场需求。我国生产的电容放电螺柱焊机的技术性能和可靠性已与进口产品不相上下，有些指标甚至优于进口产品，例如电容充电时间已达到2s，而进口产品大多为4s。所以有些用户已由购置进口产品转而使用国产焊机。但从总体上看，我国螺柱焊接技术与国外相比，仍有不少差距。

　　5.1国产电弧螺柱焊机的额定最大焊接电流达3150A，可焊φ30mm栓钉，居世界前列。这类焊机与进口产品相比，其焊接电源都是用晶闸管控制，并可连续调节焊接电流。从调节和稳流性能以及可靠性方面考核，差别不大。国内还有两家是用电阻降压的方法分档调节焊接电流，属于落后产品。在控制方面，进口产品都是用微机控制的，而国内则处于研发阶段，还未正式上市。至于焊枪，进口产品寿命较长，设有阻尼装置。另外，进口产品都采用H级绝缘，因而相对体积小、重量轻，但效率较低。总之，进口焊机在控制、焊枪、体积重量、外观质量等方面优于国产焊机，但价格也不菲，近似是国产焊机的3倍。

　　5.2自动螺柱焊接设备主要应用在汽车行业。汽车上的螺柱焊接有以下要求：

　　a、螺柱是具有特殊结构的标准螺柱(M3～M8)；b、要可靠焊接在厚0.7～1mm的镀锌(15～25μm)钢板上；c、要高节奏的自动焊接，并具有焊接质量的重现性；d、主机应有多路输出接口，以便配备送料机和焊枪，以实现在不同工位焊接不同直径的螺柱。短周期电弧螺柱焊和拉弧式电容放电螺柱焊能满足上述要求，因而在汽车行业得到了广泛应用。前者螺柱焊接的强度要高于后者。在国内，目前自动螺柱焊接设备多处于开发阶段，已成功应用到汽车焊接生产线上的并不多，所以自动螺柱焊接设备的国内市场，基本上由进口产品垄断。

! G& k6 |: O' _% z r* a7 a

　　5.3我国螺柱焊接技术与国外的差距还表现在焊接工艺的研究方面，当前最急需开展“栓钉穿透焊、栓钉横焊和仰焊”的工艺研究。这几项焊接工艺，不仅关系到栓钉的焊接合格率，而且还涉及到螺柱焊接能否在更大范围内推广应用。成都斯达特焊接研究所对栓钉穿透焊做了些研究工作，并正进行栓钉的横焊研究。一般认为，能够横焊和仰焊的栓钉直径应≤16mm，但桥梁和高架桥的桥墩、高层建筑和大型体育场馆的立柱、大型码头地脚锚固件等需要大量φ≥19mm的栓钉横焊。因此大直径栓钉的横焊工艺研究具有重要的现实意义。

# s5 v6 ]5 s) o" ?+ t

　　5.4要在国内推广普及螺柱焊接技术，除了焊接设备和焊接工艺外，还应制订相应的标准和生产配套的螺柱、焊钉和瓷环。当前最急需将ISO13918、ISO14555转化为我国标准，并尽快制订“螺柱焊接工艺”标准，以便统一螺柱焊接工艺、质量检验和工程验收。

　　6螺柱焊接技术的发展趋势

( p8 s* c9 g" Z! Q& z) V! `6 L ' K5 R* ^6 {3 f2 ~& o" X S( s* j

　　螺柱焊接技术的今后发展趋势主要是扩大应用范围、提高螺柱焊接自动化水平和焊接设备的更新换代。其中硬件的发展是关键，即将晶闸管控制的焊接电源升级为逆变式焊接电源。目前逆变使用的开关元件有快速晶闸管和IGBT两种。前者的逆变频率较低，几kHZ，但输出功率较大；后者频率较高，十几kHZ，但输出功率较低。从电源的动特性、体积重量等方面考虑，IGBT应该是发展方向。目前已投入使用的逆变式螺柱焊接电源的输出电流约1000A，可焊φ12mm的螺柱，主要应用在汽车行业。

3 x1 c" X8 E3 N6 ^, ?+ w / v8 x+ \2 a9 p* J2 R

　　至于焊枪的发展方向，则是电子控制。目前国内外焊枪大多是通过弹簧的伸缩来控制螺柱的升降，其可控性是相当有限的。如果采用步进电机或伺服电机控制，就可按工艺要求精确地控制螺柱的运动，焊接质量更能得到保证。特别是桥梁维修所需的大直径超长的异型棒状焊钉的平焊、横焊和仰焊，则非使用这种先进的焊枪不可。事实上，有些国家已研制成功这种焊枪，并已应用到焊接工程上。

7 ~) d% C: T8 U B9 u) Q p+ h

　　用微机控制的逆变式螺柱焊接设备，不仅能精确设置和记录、贮存焊接参数，而且还能在焊接过程中适时检测、显示，并自动调整焊接参数，以保证焊接质量，重现性极好。相信再过若干年，2500A的这种焊接设备的重量将由现在的几百公斤大幅度下降，焊机的搬动将更加方便。 1 J0 t# G( ?# j6 ^

; z. J5 I5 }* s3 ~' V* L1 e6 W 9 v! D2 E6 J! x6 T. b! v