图1.电弧螺柱焊分类

1.2.2  螺柱焊接技术的应用

螺柱焊技术是80年代中期从国外引进的新技术。它应用于钢结构建筑、桥梁、冶金、炉窑、造船、电力、石化等行业，近几年来才在桥梁方面得到广泛应用[7]。螺柱焊技术包括焊机、焊钉、瓷环和焊接工艺（焊接方法、装备）等几个环节， 其中心环节是设计制造要求技术水平很高的螺柱焊机。文献综述

螺柱焊技术的另一重要环节是焊钉。焊钉用于固定（紧固）附着在母材上的“附加层”，因此有人称焊钉为“铆固件”，“附加层”可用于保温、防腐蚀、装饰或增加强度。焊钉的材质和形状根据其不同用途也有所不同，在桥梁上，焊钉被用来“铆固”桥面上的混凝土层，使混凝土层与钢结构桥面形成一个整体，在一般情况下焊钉主要承受剪应力，在桥梁上焊钉受力情况较复杂，既受拉应力又受剪应力，但以受剪应力为主。因此也有人称焊钉为“剪力件”。

天津市金钢桥横跨海河，主桥为双层组合式，主桥下层为三跨连续钢与混凝土迭合箱梁，在这些梁上采用螺柱焊技术焊接了Ф22×175圆柱头焊钉14000个，承担该桥梁螺柱焊接工程的是北京宏光机电设备厂，采用的焊机是该厂生产的RZN-2000B型螺柱焊机。本文通过螺柱焊技术在天津金刚桥工程中的应用，对螺柱焊技术的工艺焊接性及可靠性进行了论证。

在汽车行业应用的焊接方法中，除电阻点焊、CO2焊以外，比较重要的应该算是螺柱焊了。在上海大众汽车有限公司汽车一厂、汽车二厂投入使用的螺柱焊机共有40多台，加上将要使用的，有50多台，这些螺柱焊机加上送料机构和螺柱焊枪需要外汇250 多万马克。一汽大众从美国进口的生产线上共有102台螺柱焊机，如果考虑国内汽车行业和其它相关行业中应用的螺柱焊机，花去的外汇也不少。而且随汽车功能的增加，汽车用线、管的增加，螺柱焊有使用增加的趋向。国内对于螺柱焊的介绍比较少，自行研制储能螺柱焊机的水平和功能与国外相比尚有很大差距。本文旨在引起国内专业人员的注意，或许能帮助国内同行了解螺柱焊的有关情况。

1.3  螺柱焊接方法的研究现状和研究方向

1.3.1  传统螺柱焊接方法发展现状

1.3.2  复合热源螺柱焊方法

1.4  自动螺柱焊枪结构研究现状

1.4.1  电磁式电弧螺柱焊枪

1.4.2  步进式电弧螺柱焊枪

1.5  本课题研究的主要内容

课题来源于总装备部先进制造技术，装甲车车体炮塔附座焊接是先进制造技术的支撑技术之一

本课题主要针对机器人螺柱自动焊复合热源焊枪的研制，问题的关键是将原有的自动螺柱焊枪能与复合热源相结合，研究其所需外围设备，并提供可靠的焊枪各部件制造工艺参数，使焊枪能稳定工作，其中主要包括以下的一些研究内容：来~自^751论+文.网www.751com.cn/

（1）针对复合热源螺柱焊接技术的要求，通过选择锥形箍的尺寸，确定最优方案，解决焊枪提升可靠性，控制焊接质量等方面问题。

（2）针对焊枪电磁铁吸力以及产热问题进行设计优化，确定最优安匝数。

（3）研究焊枪枪头底部弹簧，通过对不同弹簧的试验，选择最佳优化方案。

（4）通过对优化后的焊枪进行工艺性能试验，判断自动焊枪优化效果。

2  自动螺柱焊焊枪整体结构设计