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一篇讲透-栓钉(焊钉,剪力钉,圆柱头焊钉)

发布时间:2025-02-15

一、圆柱头焊钉的标准

圆柱头焊钉(Stud Welding)-栓钉,剪力钉-广泛应用于钢结构中,其标准化设计可确保连接的可靠性和安全性,作为一种专门用于建筑之间连接的紧固件,以其独特的结构设计和卓越的连接性能,在钢结构工程中扮演着举足轻重的角色。它主要适用于钢梁表面,特别是钢梁与钢承板之间的穿透焊接,确保了结构间的紧密连接与稳定性。

主要国际及国内标准如下:

1. 国际标准ISO 13918 SD型

适用范围:碳钢、不锈钢焊钉,直径范围3~25mm。

技术要求:明确焊钉尺寸公差(如头部直径、杆部长度)、材质(如4.8级、8.8级)、机械性能(抗拉强度、弯曲性能)。

检验方法:包括尺寸测量、拉伸试验、弯曲试验(弯曲15°无裂纹为合格)。

ASTM A108(美国标准)AWS D1.1

材料:规定碳钢焊钉的化学成分及力学性能,如抗拉强度≥415MPa。

应用场景:适用于桥梁、建筑等重载结构。

2. 中国标准(GB/T 10433)SD型

焊钉分类:按材质分为普通碳钢(Q195ML15、ML15Al)及不锈钢(如304、316、316L)。

尺寸要求:直径范围6~25mm,长度30~500mm,头部直径需为杆径的1.5~1.8倍。

机械性能:抗拉强度≥400MPa,弯曲试验(15°无断裂)。

检验规则:每批次需抽样进行外观、尺寸及力学性能检测。

3.规格选用

栓钉的规格多样,常见的有¢10、¢13、¢16、¢19、¢22、¢25等,这些数字代表了栓钉的直径,长度一般最短从35mm到最长500mm。不同的规格适用于不同的工程需求。此外,根据特殊项目的需要,还可以定制特殊规格的栓钉,以满足个性化设计要求。

4.焊接护圈的选用

剪力钉的使用过程中,焊接护圈瓷环作为重要的配套产品,起到了关键作用。瓷环不仅能够有效保护焊接区域,防止焊接飞溅对周围材料的损伤,还能提升焊接质量,确保栓钉与母材之间的牢固连接。瓷环的规格与栓钉相匹配,确保了施工的顺畅与高效。

详解如下:

1、电弧螺柱是将栓钉端头置于陶瓷保护罩内与母材接触并通以直流电,以使栓钉与母材之间激发电弧,电弧产生的热量使栓钉和母材熔化,维持一定的电弧燃烧时间后将栓钉压入母材局部熔化区内。陶瓷保护罩的作用是集中电弧热量

2、用手工电弧焊接的话,强度基本可以达到要求,但是一般要求焊接螺柱的话都不是一个两个,这样就存在手工电弧焊无法达到批量焊接,成本较高。

3、用气保焊焊接的话,速度可能稍微快点,但是基本上无法达到弯曲试验要求按照形式分类瓷环可分为普通螺柱焊接护圈与穿透焊接,穿透栓钉焊则显得更为复杂而强大。它主要用于需要更高连接强度和复杂结构组合的场景,如组合楼板和组合梁。在焊接过程中,强大的能量不仅将螺柱与工件表面熔合,更能穿透压型钢板,使螺柱、压型板以及钢构件三者紧密焊接在一起,形成一个坚不可摧的整体。瓷环具体产品如下图:


二、螺柱焊接注意事项

1. 焊接前准备

表面处理:母材表面需打磨至金属光泽,彻底清除锈迹、油污、水分及涂层(如油漆)。焊钉端部及焊接区域不得有氧化皮或杂质。

设备调试:根据焊钉直径(如φ16mm、φ19mm)及材质,设置匹配的电流(通常200~2000A)、时间(0.1~1.5秒)和提升高度(1.5~3mm)。

检查焊枪的垂直度,确保瓷环(保护电弧的定位环)完好且与焊钉匹配

2. 焊接过程控制

操作规范:焊枪需垂直于母材表面,施加稳定压力(避免晃动),确保焊钉与母材紧密接触。引弧后保持焊钉稳定,直至熔池凝固(约0.5~2秒)。

环境因素:环境温度低于-5℃时需预热母材(100~150℃),湿度高于80%时应采取除湿措施。避免在大风环境中焊接,以防电弧不稳定。

3. 焊接后检验

目视检查:焊缝应均匀饱满,无裂纹、气孔、咬边等缺陷。焊钉高度偏差不超过±1mm,倾斜角度≤5°。

破坏性试验

弯曲试验:用锤击或专用工具将焊钉向任意方向弯曲15°,若根部断裂则判定为不合格。

拉伸试验:焊钉断裂位置应在杆部而非焊缝处,抗拉强度需满足设计要求(如≥400MPa)。

4. 常见问题与对策

未熔合:电流或时间不足,需调整参数。

气孔:母材表面不洁或瓷环破损,需清洁并更换瓷环。

焊钉倾斜:焊枪未垂直或压力不均,需调整操作手法。

5. 安全要求

操作人员需穿戴防护装备(焊接面罩、防火手套)。

焊接区域设置防火隔离,避免飞溅引燃可燃物。

定期检查电缆及接地装置,防止漏电。

三、补充说明

标准差异ISOAWSGB/T的焊钉尺寸公差略有不同,出口项目需注意目标市场的标准要求。

特殊材质:不锈钢焊钉(如316L)需采用氩气保护焊接,防止氧化。高碳钢Q355B材质推荐手工电焊,焊条选用配合基材首选J422或J506为佳。

自动化焊接:大批量施工时推荐使用自动螺柱焊机,可提升效率并减少人为误差多选用RSN-2500型号,焊接直接M10-M25足够使用

以上内容结合了国际标准与工程实践经验,实际应用中建议以具体项目规范为准,必要时咨询专业焊接工程师或第三方检测机构。



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