螺柱焊接是将金属螺柱的一端与板材（或管件）表面接触，通过电弧，接触面熔化后对螺柱施加一定的压力的焊接方法。实现螺柱焊接的方法还有很多，如拉弧螺柱焊、储能螺柱焊、电阻焊、凸焊等。螺柱焊接还有几种非正式的名称：植钉机、点焊机、点焊机、植钉机、螺丝焊机、螺钉焊机等。
1、螺柱焊的焊接原理
螺柱焊的焊接原理是利用焊接热源将螺柱与母材的接触面加热到熔化温度，然后冷却凝固形成焊接接头。焊接过程中，焊接电流通过焊头接触面，产生热量使螺柱与母材的接触面熔化。同时，焊接电流还产生磁场，增强了熔化区的热流和搅拌作用，提高了焊接接头的质量。传统的螺柱焊机一般分为以下两种：普通电弧螺柱焊和电容储能螺柱焊。
螺柱焊接广泛应用于各个领域，如高层钢结构建筑、工业厂房建筑、公路、铁路、桥梁、塔架、汽车、能源、交通设施建筑、机场、车站、发电站、管道支架、起重机械等钢结构。
2.螺柱焊接的优点
1、精确的焊接控制：所有焊接时间控制精确到1ms，保证焊接的准确性和稳定性。
2、简化工序：螺柱焊接结构不需要钻孔、冲孔、攻丝、铆接、车螺纹、精加工等复杂工序，大大简化了工序。
3、焊接效率高：螺柱焊的焊接效率一般可以达到5-20件/分钟，比其它焊接方法速度快得多。
4、焊接强度高：螺柱焊的强度一般高于螺柱本身及板材本身的强度，保证了焊接接头的牢固性。
5、焊接变形小：由于螺柱焊焊接时间短，焊接能量精确控制，因此板材热变形极小，特别是储能螺柱焊，焊接变形几乎可以忽略不计。
6、无泄漏：由于螺柱焊接不需要钻孔，所以螺柱焊接的位置不会发生泄漏，保证整体的气密、水密效果。
3.螺柱焊接工艺及工艺参数
螺柱焊接的基本过程是引弧→焊接电弧→顶锻→冷却凝固；在此过程中，焊接电流、焊接时间以及焊接时电弧的形状对焊接结果有很大的影响。
螺柱焊的操作步骤主要有：
1.将螺柱放置于平坦的底板工件上，夹紧固定螺柱，选择适当的预压缩量进行预压缩。
2、将金属螺柱垂直向下压至焊接位置，保持枪体及螺柱与另一被焊工件垂直。
3、启动焊枪，点燃焊接电弧，使螺柱端面及工件待焊位置熔化。
4、当达到预定的焊接时间时，焊枪内的电磁铁断电，释放磁力钢结构螺柱栓钉焊机，压缩弹簧加压，使螺柱快速射入熔池，形成焊缝。
螺柱焊接的工艺参数主要有极性选择、电流及焊接时间的选择、提升高度、浸入量大小及速度的调整等。首先，当螺柱直径增大时，焊接所需的能量也增大。
1. 极性
极性是指工件与焊接电源的连接方式，以工件为准：工件接正极为正极，工件接负极为负极。普通钢制螺丝采用正极连接。对于铝及其合金、黄铜螺丝，常采用负极连接。
2、焊接电流与焊接时间
一般来说，焊接电流和螺柱的公称直径成正比，当直径小于16mm时，焊接电流一般为公称直径的80倍，也就是10mm的螺钉，所采用的焊接电流为800A。
3、抬高高度对于不同直径、不同形状的螺柱，所需的抬高高度不同。抬高高度是否合适，取决于焊接时是否发生磁偏吹或短路。抬高高度过大，电弧燃烧不稳定，容易发生电弧漂移和电弧偏吹；抬高高度过小，电弧易发生短路和断弧。对于同一端部形状的螺柱，抬高高度与其公称直径成正比，一般在1.5～4mm之间变化。
4.浸入尺寸和浸入速度
一般要求螺柱浸入工件深度为3-8mm，与螺柱直径成正比，浸入大小取决于螺柱下降时的速度和压力。
螺柱下降速度越快，压力越大，则浸入尺寸越大，飞溅也越大；反之，浸入尺寸越小，飞溅也越小。
但螺柱下降速度过慢，螺柱可能浸入不到熔池，造成焊缝不牢，调整浸入速度的方法是调整焊枪阻尼。
4.螺柱焊接缺陷及预防措施
1. 螺柱焊接过程中的磁吹
螺柱焊的电弧对焊接结果有着十分重要的意义，因为螺柱焊时瞬间电流很大，产生很强的磁场，另外过热空气、陶瓷环产生的气流也会影响电弧，这两个因素都会使电弧沿螺柱轴线方向发生偏移，产生电弧偏吹钢结构螺柱栓钉焊机，导致螺柱因热胀冷缩不对称而单边熔化，顶锻后产生偏斜。
通常来说，磁场分布不均匀引起的“磁吹”影响较大，发生磁吹时，严重影响焊接质量和合格率，有的焊接几乎不能正常进行。
完全消除螺柱焊接时的“磁吹”现象几乎是不可能的，人们只能从下面的方法中选择一两种方法来减少其影响。
1）在与电弧偏吹相反的一端接上地线。生产过程中总是提前接好地线。焊接过程中，由于工件逐渐磁化，电弧会偏向接好端的另一侧。此时应尽快接上另一根相同规格、长度的地线，防止工件被磁化，造成磁吹。如下图所示：
2）结构影响
当电弧两侧不对称时，磁吹会偏向质量（重量）较大的一侧。这是因为质量较大的一侧会以较大的强度被磁化，从而对电弧产生吸引力。当出现这种现象时，应对结构进行校正。设计人员应考虑螺柱焊接施工的要求。如果无法避免，应注意在焊接时添加“铅铁”，如下图所示。
3）焊接工具应尽量采用非磁性材料，有些工具在焊接过程中经常使用，为防止磁化，影响焊接效果，应尽量采用塑料制品、铝、奥氏体不锈铜、铜材料。
4）焊枪电缆也会影响弧焊枪电缆（尾线），阴影区面积越小，磁吹越严重，建议焊接时尽量控制尾线，避免焊接质量下降。如下图所示。
5）焊接部位两侧分布异种金属材料
这时候就要注意材质是否有磁性差异，比如一边是低碳钢，一边是不锈钢，尽量避免这种情况，如果无法避免，可以尝试用铅铁进行校正。
2.常见的螺柱焊接缺陷及纠正方法
螺柱焊接过程中，陶瓷环的烘干温度、陶瓷环的材质、螺柱的材质、母材的含碳量、焊接位置、工件表面的除锈情况及涂镀层都会很大程度上影响焊接质量，而焊接规范设置不合理也容易造成焊接缺陷，如焊缝尺寸不足等。常见的螺柱焊接缺陷及纠正方法见下表：
螺柱焊接作为一种创新的焊接技术，具有操作简单、控制精确、焊接效率高、强度高等优点，被广泛应用于各个领域。随着技术的不断发展，螺柱焊接将会得到更广泛的应用和发展。
