1.螺柱焊机的分类

    螺柱焊机分为电弧螺柱焊机和电容放电螺柱焊机两大类，前者以弧焊整流器作为进行焊接，后者则以电容器贮存的能量瞬间放电而进行焊接。两种焊接方式的特点及应用情况见表1。

    表1电弧螺柱焊和电容放电螺柱焊的特点焊接方式焊接时间twms可焊螺柱直径dmm焊接电流IA保护方式{zd1}板厚电弧螺柱焊瓷护＞1003～25300～3000瓷环1/4d但不能小于1mm气体保护＞1003～16300～3000气体1/8d但不能小于1mm短周期焊接≤1003～12≤1500不保护或气体保护1/8d但不能小于0.6mm拉弧式电容放电螺柱焊＜103～10≤3000(峰值)不保护1/10d但不能小于0.5mm注：{zd1}板厚是指避免烧穿的厚度。

    1.1电弧螺柱焊机

    电弧螺柱焊机是由焊接电源、控制器、焊枪、地线钳、焊接电缆等部分组成。但大多数焊接设备的焊接电源都与控制器合并为一体，称为主机。比较先进的控制方式是使用微处理器，以便xx设置和适时控制焊接过程中的焊接电流、焊接时间等参数。焊接电源一般为晶闸管控制的或逆变式的弧焊整流器。逆变式的弧焊整流器体积小、重量轻、动特性好，无疑是焊机的{sx}，但受大功率器件的限制，所以目前大容量的焊机还是以晶闸管控制的弧焊整流器为主。但不论那种结构的焊接电源，其安全要求都应符合GB15579的规定。用于螺柱焊的直流焊接电源应具有以下特点：

    a、焊接电源应具有下降的静外特性。只有这样才能维持电弧的稳定性，保证焊接质量。

    b、焊接电源应有引弧电流(40～50A)和较高的空载电压(70～100V)。以确保{bfb}的引弧成功率，对于大直径的螺柱焊接，其空载电压甚至超过100V。只有这样才能满足提升高度较大时的需求。

    c、要有较高的负载电压。按弧焊电源下降特性的定义，当焊接电流≥600A时，其负载电压应保持44V不变。在施工现场使用的焊机，其焊接电缆较长，有的长达50m，电压降很大。如果不增加负载电压加以补偿，就势必会降低其焊接能力，若不按照ISO14555规定配制焊接电缆的截面积，情况就会更加严重，甚至无法焊接。这就是为什么不同厂家制造的同一电流等级的焊机，其焊接螺柱的{zd0}直径有较大差异的主要原因之一。

    d、焊接电流要有陡升的前沿。螺柱焊接的{zd0}特点是瞬间大电流，因此要求焊接电源在接通后的32ms之内，焊接电流应达到其峰值。对于短周期螺柱焊而言，其焊接电流的上升时间应该更短，否则就有可能出现焊接时间已到，但焊接电流还没有达到其峰值的现象。设定的焊接电流与螺柱焊接所得到的能量不成比例，则很难保证其焊接质量。

    提高焊接电流上升速度的{wy}办法是减小电抗器的电感量。普通弧焊整流器之所以要加大电抗器，除了滤波之外还要限制短路电流的上升速度和短路电流的峰值，以降低引弧时的冲击电流，减小飞溅和弧坑，并避免烧穿工件。螺柱焊则不同，是按照已设定的引弧、螺柱提升、接通主电源等逻辑顺序进行的。也就是说，在螺柱与工件有一定间隙的情况下才接通焊接主电源的，因而避免了引弧时的飞溅。其实螺柱焊的{zd0}“飞溅”是发生在螺柱压入熔池时，瞬间发生的喷溅物。

    通过试验已经证明：三相全波硅整流电源(纹波系数γ＝0.042)，即使没有滤波电抗器，照样可以进行螺柱焊接。螺柱焊用的由晶闸管控制的焊接电源的电抗器只是滤波而已，因此可以大大减小，至于减少多少？要视电源的主电路结构和电流调节范围而定。

    e、电源要有较小的内阻抗。焊接电源的主电路的绝缘，采用H级耐热等级与B级相比，具有体积小重量轻的优点，倍受人们的推崇。但深入分析后发现，也并非xx无缺。GB11021规定：H、B级耐热等级的{zg}温度分别为180℃和130℃，H级比B级允许的温度约高40%。也就是说，在主电路设计时，其线圈的电流密度可以大幅度提高，以减小导线的截面积。随之而来的是导线的电阻，也即电路的阻抗增加。这对于大电流焊接的螺柱焊机而言，则是致命的缺点。假如焊接电源主电路的绝缘由B级改为H级，次级回路所有导线截面积的减小而导致总电阻的增加那怕只有0.006Ω，按2500A焊接电流计算，其增加的功耗为37.5kw，再加上主变压器初级增加的功耗，则是相当可观的。焊接电源主电路的功耗增加，势必减小输出的焊接功率，使焊接能力下降，这便是体积、重量的减小付出的代价。也就是说，焊接同一直径的螺柱，H级比B级绝缘的焊机需要更高的功率才能达到同一效果，效率明显下降。国产RSN2-3150电弧螺柱焊机，B级绝缘，能焊接d=30mm的焊钉，这是同等级的H级绝缘的电弧螺柱焊机无法达到的。