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常见问题

什么是拉弧式螺柱焊?(拉弧式螺柱焊的工作原理)

拉弧式螺柱焊又叫电弧式螺柱焊, 与储能式螺柱焊不同,拉弧式螺柱焊没有向电容充电的过程,而是通过变压器/整流器降压后直接放电,其工作原理与普通电焊焊接类似。

由于不需要预充电,电能可以源源不断地释放,所以焊接时间长短可以控制,根据设备功率不同,可焊螺柱直径范围为3-25mm。

拉弧式螺柱焊的特点

  焊接特性 产生影响
电源规格: 380V,50Hz  
焊接时间: 5-2000毫秒,可调整  可焊螺柱直径范围更大,熔池更深
焊接电流: 根据设备功率  
熔池深度: 较深

 1. 对板材厚度有要求

 2. 可在热轧板上焊接

 3. 焊接强度高

最小板厚:

短周期:螺柱直径的1/8

长周期:螺柱直径的1/4

背面印痕: 较深  板材较薄时可能产生印痕或小范围变形
焊接强度: 非常高  

焊接方式与保护方式

根据螺柱直径不同以及使用场合不同,拉弧式螺柱焊有不同的焊接方式以及保护方式。

焊接方式分为“短周期螺柱焊”和“长周期螺柱焊”。

保护方式分为“无需保护”、“气体保护”和“瓷环保护”

短周期螺柱焊工艺流程

短周期螺柱焊即焊接时间在5-100毫秒的拉弧式螺柱焊,由于焊接时间较短,所以熔池相对较浅(但比储能式螺柱焊的熔池深)。

短周期螺柱焊

短周期螺柱外形特点

短周期螺柱外形特点

短周期螺柱带有一圈法兰,这样无论在焊接处是否产生气孔,螺柱的焊接处抗拉强度,始终将大于螺柱自身的强度。

短周期螺柱的外形与储能螺柱相似,所以也可以用储能螺柱来进行短周期螺柱焊接

根据设备功率不同,短周期螺柱焊最大可焊M12的螺柱(ARC1550拉弧式螺柱焊机,ARC800拉弧式螺柱焊机短周期可焊至M8)

螺柱直径在6毫米及以下时,可以不采用任何保护措施。

螺柱直径在8毫米及以上时,应采用气体保护,这样可以避免产生气孔。

长周期螺柱焊工艺流程

长周期螺柱焊的焊接时间在100毫秒以上,由于焊接时间较长,所以熔池较深,可焊螺柱直径较大,对板材表面质量要求较低,要求板的厚度较大。

长周期螺柱焊工艺流程

长周期螺柱外形特点

长周期螺柱

由于长周期螺柱焊本身焊接熔池较深,所以螺柱本身无需法兰提高焊接强度。

根据螺柱材质不同,低碳钢螺柱前端需镶嵌小铝球用于焊接时的引弧,而不锈钢螺柱不需要小铝球。

由于熔池较深,气体保护对熔池的塑形能力较差,并且较易受到电弧偏吹影响,所以在焊接M12以上的螺柱时,宜采用瓷环保护焊接。

对储能式螺柱焊强度的正确理解-满足焊接强度要求

许多客户有这样的疑问:储能式螺柱焊的焊接强度要比拉弧式螺柱焊差,那是不是说储能式螺柱焊焊不牢?

前半句话没有问题,后半句话理解上有偏差。以下我们做详细分析。

大前提:

在这里我们讨论的问题有一个重要的前提条件:排除因设备本身质量问题而导致的焊接强度不高的因素。


焊接方式一般分为3种:

储能式螺柱焊

短周期拉弧式螺柱焊(气体保护 / 非气体保护)

长周期拉弧式螺柱焊(气体保护 / 瓷环保护)

1. 焊接强度的决定性因素

简单来说,焊接方式的不同决定了熔池深度的不同,熔池深度直接决定了焊接强度的大小。

焊接方式 图例 最小板厚要求 熔池深度  适合板厚 背面印痕

储能式螺柱焊

(无保护)

1/10螺柱直径

最薄0.5 mm

 0.5 - 2 mm

几乎无 / 

轻微突出

短周期螺柱焊

(无保护 /

气体保护)

1/8螺柱直径

中等  0.5 - 3 mm

轻微突出 / 

背面可能发黑

长周期螺柱焊

(气体保护 /

瓷环保护)

1/4螺柱直径

最薄2 mm

 2 mm以上 可能较大

2. 如何理解“满足焊接强度要求”

焊接强度考量

在考察焊接强度时,我们必须同时考察三种强度因素:

1. 螺柱本身强度(受螺柱材质硬度影响)

2. 焊接强度(受熔池深浅影响)

3. 板材本身强度(受板材材质硬度、厚度影响)

焊接强度检测的过程就是这三个强度相互比较的过程。

当三者比较时,只要焊接强度不是最差,则我们可以认为焊接强度满足要求。

三者比较最弱项 强度检测结果 评价 可能原因 建议
螺柱本身强度 螺柱断裂,焊接强度合格 合格 螺柱材质偏软  
板材本身强度 母材撕裂,焊接强度合格 合格

1. 板材材质偏软

2. 板材较薄

 

当三者比较时,焊接强度表现最差时,我们就认为焊接强度不能满足要求。

三者比较最弱项 强度检测结果 评价 可能原因 建议
焊接强度 焊接强度不足 不合格

1. 板材较厚

2. 螺柱直径偏大

3. 选择了不恰当的焊接方式

选择正确的焊接方式

 

总结

以下是根据实际经验总结出的一般规律,仅供参考,如有疑问可致电深圳鸿栢科技,我们将为您做进一步解答。

  储能式螺柱焊 短周期拉弧式螺柱焊 长周期拉弧式螺柱焊
推荐板材材质 低碳钢冷轧板、不锈钢、铝、黄铜 低碳钢冷轧板、热轧板、不锈钢 低碳钢冷轧板、热轧板、不锈钢
0.5-1 mm 合格 板材可能焊穿 板材焊穿
1-2 mm 合格 合格但背面可能有印痕 焊接处板材可能变薄,影响整体强度
2-3 mm

可能不合格

需根据材质及焊接要求确定

合格 合格
3 mm以上

可能不合格

需根据材质及焊接要求确定

可能不合格

需根据材质及焊接要求确定

合格

不锈钢镜面板与拉丝面板(发纹板)的焊接要求

不锈钢镜面板和不锈钢拉丝面板对焊接印痕的要求非常高,用户一般都要求焊接后背面在任何角度都看不出印痕,这一点较难做到。

由于螺柱焊接时,瞬间强大的电流要将螺柱尖端金属熔化,虽然尖端很小,但瞬间也能产生几千摄氏度的高温,这一瞬间高温会很快传递到金属板材上,随即降温冷却,整个过程持续时间小于1秒。

但即使是再短的时间也会产生热胀冷缩效应,板材会产生非常细微的冷热变形,而这样的微变形镜面板和拉丝面板很难掩盖,对光下仔细检查就能发现。

解决方案:

1. 增加板材厚度:经过实验我们发现,在4mm厚度的镜面板上焊接M3-M4不锈钢螺柱可基本避免产生变形,4mm以下很难保证不产生微变形(当然每个厂家对微变形的接受程度不同,这里指的不产生变形,是无论从哪个角度都看不出任何的变形)。

2. 焊接完成后重新打磨抛光。

螺柱焊接强度的考量

焊接强度考量

螺柱焊接强度测试通常是考察螺柱的弯矩强度,测试结果受到三个因素的影响:

1. 螺柱本身强度:包括螺柱材质和直径大小的影响。

2. 焊接强度:主要考察对象。

3. 板材本身强度:包括板材材质和厚度的影响。

当焊接强度大于其他两个因素中的任意一个时,即可认为焊接强度满足要求。


  现象 说明

螺柱本身强度>焊接强度>板材本身强度

焊接强度>螺柱本身强度>板材本身强度

母材撕裂,焊接强度合格

板材变形或撕裂,焊接强度合格

即:板材本身强度垫底时,板材变形或撕裂

板材本身强度>焊接强度>螺柱本身强度

焊接强度>板材本身强度>螺柱本身强度

螺柱断裂,焊接强度合格

螺柱变形或断裂,焊接强度合格

即:螺柱本身强度垫底时,螺柱变形或断裂

螺柱本身强度>板材本身强度>焊接强度

板材本身强度>螺柱本身强度>焊接强度

焊接强度不足

焊接处脱开,焊接强度不足

即:焊接强度垫底时,焊接处脱开

电气柜制造业

电气柜制造业是钣金制造行业中的一个大类,一般板材厚度不会超过3mm(1 - 2mm的板材居多),推荐使用储能式螺柱焊机。

储能式螺柱焊机的焊接特点:

1. 熔池浅,对板厚要求低

2. 瞬间焊接,板材热变形微小,背面不发黑

3. 适合材质多样,可焊接低碳钢冷轧板、不锈钢板、铝板、黄铜/紫铜板

4. 可焊螺柱规格:M3 - M10

5. 绝对秒杀点焊,氩弧焊的焊接质量

6. 焊接速度快,手动焊接速度可达5-20 枚/分钟,自动焊接最高可达40 枚/分钟

不仅是电气柜制造业,其他满足上述螺柱焊接特点的行业同样推荐使用

部分钣金行业如果板材厚度在2mm以上,对背面焊接印痕无要求(双层板,或隐藏看不见,或后期处理无影响)且对焊接强度有特殊要求,这样的厂家也可以使用拉弧式螺柱焊机。

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