一、 核心定义
储能式螺柱焊，全称电容放电式螺柱焊 ，是一种利用预先储存在电容器组中的电能，在极短时间内（毫秒级）瞬间放电，将螺柱尖端与工件表面熔化并连接在一起的焊接方法。
简单来说，它就像给一个"超级电容"充电，然后瞬间释放所有能量，完成一次"闪电式"焊接。
二、 工作原理（三步曲）
- 充电储能 ：设备将单相220V市电整流后，向大容量电容器组充电，将电能储存起来。充电电压可调（通常在25V-200V之间），电压越高，储存的能量越大。
- 瞬间放电 ：当焊枪触发时，电容器储存的电能在1-3毫秒（ms） 内通过螺柱与工件之间的间隙瞬间释放，产生一个持续时间极短但电流峰值极高（可达1000-10000安培） 的电弧。
- 快速熔合 ：电弧瞬间熔化螺柱顶端的少量金属和工件表面极浅的一层（约0.1mm），随后在焊枪内置弹簧或气缸的压力下，螺柱迅速浸入熔池，熔池急速冷却凝固，形成焊接接头。
三、 主要特点（与拉弧式螺柱焊对比）
| 特性 | 储能式螺柱焊 | 拉弧式螺柱焊 |
|---|---|---|
| 焊接时间 | 极短，1-3 ms | 较长，短周期20-100ms，长周期200-2000ms |
| 焊接电流 | 瞬时峰值电流极大（1000-10000A），不可直接调节 | 持续电流，可精确设定（如几百至上千安培） |
| 能量来源 | 电容器储存的电能 | 焊接电源（晶闸管或逆变电源）实时提供 |
| 熔池深度 | 非常浅（约0.1mm），热影响区小 | 较深，熔合量大 |
| 工件背面 | 基本无变形、无压痕，外观效果好 | 可能有痕迹，特别是短周期焊 |
| 适用板厚 | 特别适合薄板，板厚与螺柱直径比可达1:10 | 适合较厚板材 |
| 保护要求 | 无需保护气体或陶瓷环 | 长周期焊需要保护气体或陶瓷环 |
| 可焊材料 | 碳钢、不锈钢、铝、铜及其合金等 | 碳钢、不锈钢、铝等 |
| 螺柱直径 | 通常较小，≤ 10mm（常用3-8mm） | 范围广，3-12mm或更大 |
| 核心调节参数 | 充电电压（U） ，通过公式 W=12CU2W = \frac{1}{2}CU^2W=21CU2 控制能量 | 焊接电流、焊接时间、提升高度等多参数 |
四、 设备类型与组成
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根据焊枪配置分类：
- 接触式 ：焊枪内置弹簧压紧螺柱与工件接触，靠螺柱顶端小凸台保证间隙。放电时凸台气化引弧。焊接时间约3-4ms。
- 间隙式（非接触式） ：焊枪通过电动或气动方式先将螺柱从工件表面提升一小段距离，然后下落同时放电。焊接时间更短（约1-2ms），背面痕迹更小，更适合薄板和铝、铜等软金属。
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设备主要组成：
- 焊接电源：内含电容器组、充电和控制电路。
- 焊枪：手动或自动（如GAA1系列），用于夹持螺柱、施加压力。
- 接地钳和电缆：构成焊接回路。
- 可选送料器：实现半自动或自动送钉。
五、 典型应用领域
由于其热输入小、变形小、速度快 的特点，储能焊广泛应用于对背面外观和工件变形有严格要求的薄板连接领域：
- 钣金行业：机箱、机柜、配电箱。
- 汽车制造：车身薄板件（目前汽车行业以短周期拉弧焊为主）。
- 家电工业：洗衣机、空调、冰箱外壳。
- 装饰行业：玻璃幕墙、铝板幕墙结构。
- 食品工业、医疗器械、金融设备等外观要求高的行业。
六、 重要注意事项
- 参数调节 ：用户不能直接调节焊接电流和时间 。焊接效果通过调节充电电压 和选择螺柱伸出长度（通常1.0-1.5mm）来控制。必须根据螺柱直径、材质和工件厚度进行试验，找到最佳电压。
- 焊接质量判断：良好焊点应绕螺柱法兰四周有均匀小焊瘤。能量不足会导致"冷焊"（未熔合），能量过大会导致"过烧"（飞溅多、焊瘤大）。
- 安全：充电电压虽通常低于200V，但放电瞬间电流极大，必须确保所有电缆连接牢固，接地良好。
总结 ：储能式螺柱焊是一种高速、低热输入、适用于薄板的精密焊接工艺。它的核心优势在于能在几乎不改变工件背面状态的情况下，快速完成小直径螺柱的可靠连接，是电子机柜、家电外壳等行业的理想选择。