瓷环

随着近年来我国建筑业的蓬勃发展，诞生了许多新工艺及新材

料，这其中就包括了栓钉焊的施工，在我国北方建筑市场来说栓钉焊

的施工技术可谓是一种新兴的施工工艺。下面就结合德国KOCO

ELOTOP系列拉弧式螺栓焊机来介绍一下栓钉焊的施工工艺。

一．栓钉焊的工作特点

拉弧式螺栓焊接技术，就是把柱状的金属物体焊接到金属工件上，

这就是栓钉焊的功能。这种焊接方法的突出优点是：

1．在瞬间实现螺栓全断面熔合的可靠焊接

2．无需钻孔，攻丝,螺纹连接，锁紧，铆接等传统方法

3．焊后工件可保证密封性能

4．高效率，高可靠性，低成本，应用领域广泛

二．适用范围

原则上，所有适合熔化焊接的材料都可以进行栓钉焊。但是对于

一些比较敏感的钢材，可能会由于在栓钉焊接过程中产生的快速

热/冷变化而变硬，变脆。如果将两种不同材料的金属焊接到一起

（如碳钢和不锈钢），就会形成新的合金。这两种情况在施工时应

以注意，但“易切削钢”不适于栓钉焊接。

三．设备介绍

栓钉焊主要设备包括一台直流电源和一套运动机构---螺栓焊枪

及焊接材料（焊钉等）。下面对这三种设备材料进行具体说明：

1．电源工作说明

1）焊接电源包括一个三相变压器，可持续控制电流的可控硅

全桥整流器，串联扼流器，和微电子控制器。设备的标准输入电

压是三相400V交流电。

2）当电网供电电压降低不超过10%时，设备仍可以保持正常

的输出。但是根据不同的现场情况，有可能需要减少延长电缆的

长度，以免超出设备中持续电流控制器的工作容量。如果输入电

压下降15%，设备将停止工作。

3）当设备输入电压是400V时，初始电流大约是焊接电流的

10%。

例如：焊接电流如果是1600A，那么初始电流就是160A。

4）电网要保证提供初始电流时的电压稳定。由于焊接电流的

持续时间非常短（最长1.5秒），所以电源保险丝的规格较小，而

且还要保证足够的延时。快速保险丝（包括安全开关）将防碍设

备的正常工作。

5）如果选用的插座规格较低，例如，用63A代替125A，则电源

保险的规格要与插座一致，也选用63A。一次电缆的截面积要足够大，

以确保供电线路的压降较小，设备的输入电压在允许的范围内。

6）供电电压的升高不要超出15%，否则设备的变压器会发热损

坏。

2.焊枪的工作过程说明

1)在焊接过程中，焊枪用于在工件与栓钉之间激发电弧，并最

后将两个熔池结合在一起。

2)根据焊机性能的不同焊枪有SK12，K22，K22-D，K24，K26

几种型号，但它们都有提升高度自动调节功能，既保证预设的

栓钉提升高度，而不受栓钉凸出长度，栓钉本身长度公差的影

响。

3)在焊接过程中，栓钉的提升高度和凸出长度是重要的工艺参

数。如果提升高度过大，则焊缝中可能形成气孔；如果提升高

度太小，熔滴短路会影响焊接的稳定性。凸出长度决定角焊缝

形成。

4)提升高度=5mm-凸出长度

通常提升高度为1.5mm，凸出长度为3.5mm.

3.焊接材料

焊接材料中主要材料就是栓钉,栓钉的长度和直径有设计要

求给出，如果是陶瓷环保护模式还应有陶瓷环，陶瓷环的直径大小由

栓钉的直径确定。

四．操作指导

1．准备工作

根据前诉介绍，选择足够的供电电网。

1）设备一次电缆的地线必须连接正确。

2）严禁设备机壳与焊接工件之间导电，确保绝缘脚轮状态

良好。

3）确保焊接电源稳定地放置在坚固，干燥的地面上。

4）保证空气流通无阻，又充分的冷却。

5）禁止在有火或爆炸的危险区域操作设备

6）保护气体的气瓶禁止倒置。

2．焊枪的初始设置

1）将夹头旋在焊枪的连接栓钉上，用扳手小心地拧紧。

2）把支撑杆装入支脚组合块中，开始时不要拧紧螺丝。

3）把陶瓷环夹头插入支脚组合块中，要将他们插到底为

止。

4）把栓钉装入夹头。

5）调整支撑杆，使栓钉底部与陶瓷环底部大约在同一个平

面上。

6）调节支脚组合块使陶瓷环与栓钉同心，拧紧内六角顶

丝。

7）当使用陶瓷环保护焊接模式时：把焊接栓钉装入卡头

内，把陶瓷环装入夹头内，然后检查支脚组合块是否对中。

检查的方法是：用手将夹头向内推，然后释放。这时栓钉

会向回运动，如果对中合格，陶瓷环不应被顶出瓷环夹头。

如果陶瓷环被顶出夹头，说明未对中。这时，要松动紧固

螺丝，重心调节支脚组合块，并使其对中。

8）调节标准支撑杆以获得适合的栓钉凸出长度。

9）提升高度的设置，调节的步长为0.5mm,不要把调节旋

钮设置在两个刻度值之间。

3.启动焊接电源

1)将焊接电源插头插入插座，并锁紧。

2)用接地电缆将焊机和工件连接好。工件与接地电缆连接

的地方要光亮。接地电缆和焊机的接头要旋紧。

3)将焊机上的焊接电缆和控制电缆正确连接在焊机上。如

需要的话可以使用延长电缆。按顺时针方向拧紧电缆。

4．选择参数

焊接电流与焊接时间的设置在焊接电源的控制面板上

进行操作。当设置焊接时间时，请注意长周期／短周期转换开关的位

置。在焊接时间的刻度上，实线表示陶瓷环保护模式的参数，虚线表

示短周期模式（有法兰的焊钉）焊接的参数。

5．焊接

1)把调整好的焊枪对准工件上的焊接位置，使陶瓷环

的整个底面与工作面接触。在这一状态下，焊枪活

塞缩进的距离正好是栓钉的凸出长度，这时压力弹

簧也被压紧。

2)现在可以抠动扳机，抓稳焊枪直到焊接熔池冷却下

来。

3)然后从栓钉上垂直地（即沿着栓钉的轴线方向）拔

出焊枪，并顺时针转动。如果不垂直地拔出焊枪，

将使夹头变松，不能夹紧下一枚栓钉。如果不顺时

针方向转动，夹头可能会与枪上的连接螺丝松动。

4)进行焊接试验，如果需要再调整参数。在每次批量

焊接以前，都要进行焊接试验。

6．焊接检验

栓钉焊接的质量检验方法主要有目测和弯曲检验两种方

法

1)目测：一个合格的焊接应该一个封闭的焊缝和发亮的蓝灰

色的外表面，焊缝表面不能粗糙和有气孔。焊后栓钉的长

度与正常情况下的长度偏差为±1mm。如果不进行机械强

度的试验，目测不能单独作为最终焊接效果评价的依据。

2)弯曲检验：一个合格的栓钉能在弯曲30度后焊接区无任

何裂纹。但此规定不适用于热传导栓钉的焊接检验（耐热

钢）。弯曲检验可以用来检验焊接参数的设定是否正确，

同时检验焊接材料是否匹配。

五．安全注意事项

1．此种焊机仅用于栓钉的拉弧焊接，禁止另做他用，例如禁

止用于手工电弧焊。此外，严禁水下操作或用于加热。

2．施工操作人员安全

1）干燥的绝缘鞋，防火的密封工作服，皮革手套。

2）适当防护级别的护目镜。

3）当仰焊时，佩带有颈部保护的头盔

4）不要带金属饰品施工，如项链，手表，耳环等

5）在焊接过程中，带有心脏起博器的人必须与设备和电缆

保持安全距离，以免强磁场对他们的生命造成威胁。

6）酒后严禁施工。

3.设备操作安全须知

１）设备接入电网时，必须用合适的插头/插座，或者用

固定的连接接入电网。

２）所有电缆绝缘必须良好。

３）机箱必须紧固，绝缘轮必须状态良好。

４）设备内部要保持干净。

５）有良好的冷却条件

６）注意电气安全

3．现场工作环境安全须知

1）禁止在有火灾或爆炸危险的区域使用设备

2）在工作以前要让安全检查人员确认符合安全标准

3）在该设备焊接时，请勿用其他焊接设备对同一工件进行

焊接（共用同一接地线）。尤其是当其他的焊接设备有不同

的正负极向，频率，或很高的起弧电压时，这样可能会对

设备的控制系统造成损坏。

4）保证焊机工作时有一个有效的焊接回路。接地电缆必须

与焊接工件夹紧。如果这一点难以实现或不理想时，必须

确认没有其他设备可能吸收焊接电流，如果有他们会被损

坏。

以上就是对栓钉焊施工技术的粗浅了解，总之栓钉焊的施工技术

会进一步应用在建筑领域，我们只有在施工中实际摸索和积累经验，

让栓钉焊技术成为一门更广泛，更方便的技术。

10-6、栓钉施工方案

1、工艺流程

栓钉试验合格——现场栓钉、瓷环检查——现场清理放线——栓钉焊

机性能检查良好——焊枪检查良好——确定焊接参数——拉伸、弯曲

试验——做焊前试件——打弯试验合格——正式施焊栓钉——自检

——专检——隐蔽工程验收。

2、操作工艺

1）焊前准备工作：放线、抽检栓钉及瓷环，烘干。潮湿环境下焊

件也需要烘干。

2）焊前试验：每天正式施焊前做两个试件，弯45度检查合格后，

方可正式施焊。

3）栓钉焊接前，必须对不同材质、不同规格、不同厂家、不同批

号生产的栓钉，采用不同型号的焊机及焊枪进行严格的与现场同条件

的工艺参数试验。静力拉伸试验：采用20度斜拉法检查拉断时的位

移及抗拉强度、延伸率及屈服点。反复弯曲试验：在一个纵向平面内

反复弯曲45度以上，要求焊缝周围无任何断裂现象。弯90度试验：

要求焊缝的薄弱部位不出现裂缝。经以上工艺试验合格的工艺参数，

方可在工程中使用，其焊接能量的大小与焊接的电压、电流及时间的

乘积成正比。为保证栓钉焊电流稳定，要靠调整焊接电流和通电时间

来控制和改变焊接性能。

4）栓钉焊接工艺参数表

瓷环

形式

焊接

电流

（A）

焊接

时间

（S）

栓钉伸

出长度

（㎜）

栓钉

直径

（㎜）

栓钉回

弹高度

（㎜0

阻尼调

整位置

压型钢

板厚度

（㎜）

压型钢

板间隙

（㎜）

压型钢

板层数

非穿

透焊

1300

1350

1600

1650

0.8

0.9～

1.0

5～6

16

19

2.5

适中——

——

——

穿透

焊

1450

1250

1.0

2.0

7～8

16

3.0

适中

1.0

＜1.01～2

以上数据根据现场实际情况，不同季节、不同电缆线长，可上下浮动。

3、操作要点

1）焊枪要与工件四周呈90度角，瓷环就位，焊枪夹住栓钉放入瓷

环压紧。

2）扳动焊枪开关，电流通过引弧剂产生电弧，在控制时间内栓钉

融化，随枪下压，回弹、弧断，焊接完成。

3）稍等，用小锤敲掉瓷环。