螺柱焊结构设计和生产提示

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1、拉弧式螺柱焊理论基础与应用3082339a20a4e2f9415d8175ceb4ed63e7.doc第6章螺柱焊结构设计和生产提示6.1一般知识螺柱焊可以按预先确定制成不同的结构。这是根据螺柱焊的高经济性、好的再现性、高强度、仅有一面焊接、多种多样的螺柱形式和轻微的焊透决定的。对于一个结构主要的任务是在足够的安全时，应用于必需的承载能力和达到较少花费的目的。要满足这个基本概念必须注意结构的材料和制造诸因素的影响。螺柱焊结构的焊接安全性，下列诸因素起作用：（1）结构的外形，例如：在结构内的力线；焊缝的排列：工件的厚度；缺口作用和刚性的差别。（2）施加负荷的状态，

2、例如：在结构内的应力种类和大小；应力的空间等级；施加负荷的速度；温度和腐蚀。以上这些提示，对于螺柱焊结构在设计、生产和应用时应予以跟踪注意。6.1.1对设计和生产螺柱焊结构的建议①螺柱和母材的组合必须是可焊的；②螺柱直径和母材厚度之间比值要适宜；③为降低成本应使用ISO标准规定的螺柱或按行业标准；④必须正确选择焊机；⑤螺柱焊不同操作方法选择焊接规范的依据和选择焊枪的相关条件应铭记在心；⑥使用定位型材保证焊接结构尺寸在规定公差范围内；⑦螺柱、工件和辅助材料必须干净；⑧工件表面形状也是一个合理结构设计和施工的重要因素。6.1.2螺柱直径和钣厚的关系30拉弧式螺柱焊理

3、论基础与应用3082339a20a4e2f9415d8175ceb4ed63e7.doc通常情况下，拉弧螺柱焊时焊接螺柱直径至25mm。而对于电容放电尖端引燃螺柱焊，焊接螺柱直径至8mm，特殊情况下可以至10mm。螺柱焊接使用陶瓷环时最小钣厚必须是螺柱直径的1/4。对于螺柱焊使用气体保护和短周期拉弧螺柱焊，在平焊位置施焊和在钣材上快速焊接钣厚可以按螺柱直径的1/8。对于电容放电尖端引燃螺柱焊，降低到极短的焊接时间达到钣厚值为螺柱直径的1/10；但是不能小于0.5mm。在极端情况下，人们借助于在热传导的垫钣上（优选方式是铜钣），避免在焊接位置上焊穿或凹陷。6.2螺

4、柱焊生产基础知识6.2.1螺柱形式由于电弧是圆截面，所以优先发展的螺柱是圆形的。特殊情况也有长方形的柱螺栓焊接，然而在这种情况下，实际组成的结构存在着危险。由于电弧熔化螺栓端面端小，因此对于一些长方形的柱螺栓与陶瓷环规定需配的尺寸。在螺柱焊过程中不仅是螺柱长度，而且螺柱的端部也要符合标准。在焊接区外面陶瓷环的高度和在螺柱夹持器内接受的长度都要给予考虑。焊枪的螺柱夹持器和支撑也必须与焊枪操作协调一致。对于螺柱焊接到管子上，管子的外径与螺柱直径相比至少有4倍。6.2.2焊缝加强高30拉弧式螺柱焊理论基础与应用3082339a20a4e2f9415d8175ceb4e

5、d63e7.doc螺柱焊结构焊缝加强高尺寸要予以考虑。从陶瓷环内腔，焊接时的能量和浸入母材的深度可以求出。人们也可以从螺柱焊标准或供货厂的供货目录查到。要注意的是螺柱焊的焊缝加强高永远小于陶瓷环内径的数值。因为要除去陶瓷环在电弧作用下生成的珐琅。通常焊缝加强高能达到额定，例如不超过螺纹外径；但是螺柱直径必须是焊接尖端是缩径的。冷冲压尖端缩径螺柱（R型螺柱）生产证明，有利于达到焊缝加强高。虽然额定截面稍小，但是螺柱的额定强度便可以达到4.8级（抗拉强度400N/mm2，屈服极限320N/mm2）。6.2.3焊接时的定位1、根据冲中心孔打标记定位最简单的和最通用的焊

6、接程序，螺柱定位是实施冲出中心孔或用冲中心孔样板。这样螺柱定位在冲孔点上，容许精度达到±1mm。根据ISO13918标准拉弧焊螺柱（PD、UD和RD）尖端的角度135°±5°。操作者找到冲孔点，焊枪内装有的螺柱可以根据标记焊接。2、精确定位型板当一定数量相同的螺柱要焊接时，可以采用定位型板。定位精度可以达到±0.8mm。型板通常是用3~6mm厚的酚醛层压玻璃布板或铝板，其钻孔孔径按陶瓷环外径。陶瓷环有制造公差，型板钻孔可以有0.5mm的超差。但是，采用精确定位型板要注意在工件和型板之间应有一个衬套。用于排除焊接时陶瓷环产生的气体。螺柱焊精确定位型板示在图6.1。

7、图6.1螺柱焊精确定位型板6.2.4螺柱的长度螺柱从焊枪伸出在工件上的长度是螺柱熔化和浸入工件后的长度。螺柱通常是根据“螺柱焊接长度”订货，与制造厂签署附加验收条件。由于焊接时熔化的不均匀性，螺柱长度与名义尺寸会有误差，例如电弧偏吹以及焊接电流和焊接时间选择的差别。对于螺柱直径至14mm其分散范围的允差在±0.5mm以内，而对于螺柱直径至25mm在±1mm以内。30拉弧式螺柱焊理论基础与应用3082339a20a4e2f9415d8175ceb4ed63e7.doc6.2.5内应力下列情况易产生内应力：具有高电流强度的电弧和短的焊接时间熔化螺柱和工件；在熔化区迅

8、速冷却而在此时螺柱和工件