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螺柱焊的原理及其分类 螺柱焊的原理所谓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，从而形成牢固连接的工艺方法[5]。通常用英文简称SW(STUD WELDING)表示。由于这种焊接新技术具有快速、可靠、简化工序、降低成本等诸多优点，螺柱焊可以代替铆接或钻孔螺丝紧固等。它广泛应用于汽车、造船、机车、航空、机械、锅炉、化工设备、变压器及大型建筑结构等行业。6622
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1.2.1.2 螺柱焊的分类
电弧螺柱焊是一种高效、高质量的螺柱焊接方法，原则上说螺柱焊与手工电
弧焊十分相似，只不过这里的螺柱既是被焊材料之一，同时又是无药皮的焊条[6]
。
螺柱焊时，螺柱被夹持在焊接的夹持器内，操作者将焊枪支撑脚(或套筒)定
位，螺柱作用在工件上，当操作者按压焊枪启动按钮时，焊枪中的磁力提升机构
使螺柱上升引弧，这样导致螺柱面和工件熔化，当磁力提升机构的电磁铁释放时
压缩弹簧加压使螺柱浸入熔池，并将液态金属部分挤出接头之外，从而形成再结
晶和重结晶混合接头。当熄弧后，仍保持几毫秒短路电流形成加压顶锻。所以，
这种焊接方法归属于电弧焊特殊焊接方法。
实现螺柱焊接的方法有电阻焊、摩擦焊、爆炸焊及电弧焊等多种，这里主要
讨论的是电弧法螺柱焊(STUD ARC WELDING)。电弧法螺柱焊在使用设备及焊
接技术方法上有其特殊性，而其他螺柱焊接方法均采用传统设备，仅仅焊接夹具
有所改变，例如：电阻法螺柱焊其实就是电阻焊中的T形焊，是凸焊的一种。
电弧法螺柱焊根据其所用焊接电源不同而分为三种基本形式[6]
：
第一种是稳定电弧螺柱焊，螺柱端部与工件表面之间产生稳定的电弧过程，
电弧作为热源在工件上形成熔池，同时螺柱端被加热形成熔化层，在压力(弹簧
等机械压力)作用下将螺柱端部浸入熔池，并将液态金属全部或部分挤出接头之
外，从而形成再结晶的塑性连接或再结晶与重结晶混合连接接头。这种螺柱焊的
电源一般是弧焊整流器(可控整流或不控整流)、焊接逆变器或直流弧发电机，即
普通弧焊电源就可以。稳定电弧螺柱焊通常称作电弧螺柱焊，也有资料称作标准
螺柱焊。电弧螺柱焊的电弧放电是持续而稳定的电弧过程，焊接电流不经过调制，
焊接过程中焊接电流基本上是恒定的。
第二种是不稳定电弧螺柱焊，与上述方法不同之处在于供电电源是电容器组，
电容器在螺柱端部与工作表面间的放电过程是不稳定的电弧过程，即电弧电压与
电弧电流在瞬时是变化的，焊接过程是不可控的。这种稳定电弧螺柱焊通常称作
电容放电螺柱焊或电容储能螺柱焊，有些资料亦称作尖端放电螺柱焊。
第三种电弧法螺柱焊的基本形成是电弧电流经过波形控制的电流螺柱焊，通
常称作短周期螺柱焊(SHORT CYCLE STUD WELDING)或短时间螺柱焊
(SHORT TIME STUD WELDING)，也有资料称作行程式螺柱焊，这种螺柱焊的
电源一般情况下是两个并联的电源先后给电弧供电，可以是两个弧焊整流器，也
可是整流器加电容器组，只有采用逆变器作电源时可以不用双电源。短周期螺柱
焊采用逆变器或双整流作电源时的电弧过程是阶段稳定的电弧过程，当双电源中
含有电容器组时，电容放电产生的电弧过程仍然是不稳定的。
三种基本方法各有不同的特点及不同的最佳应用领域。但也有共同之处，即
为了保证接头质量都要求螺柱浸入熔池，熄弧后仍然保留几毫秒带电(短路电流)