螺柱焊機
可將端面焊於工件上的設備
螺柱焊機是指把金屬螺柱或類似零件，經過瞬間加壓和放電，將整個端面焊於工件上的焊機。靠焊槍中的彈簧壓力將螺柱壓入熔池，從而形成金屬再結晶連接。電弧法螺柱焊作為熔化焊方法的一種，它的接頭是在焊槍中彈簧壓力條件下形成的，所以具有壓力焊的特徵，螺柱插入熔池后，不能馬上斷電，更不允許螺柱下落未插入熔池前斷電。要求有一段帶電頂鍛時間，以保證接頭能形成完整的再結晶過程。
螺柱焊機的產生和發展僅僅經歷了幾十年的過程，螺柱焊具有全截面焊接、標準化作業、效率高和質量可靠等優點。隨著該工藝不斷的發展已經在工業領域中得到廣泛應用。
根據螺柱焊機工作原理的不同，一般將螺柱焊機分為儲能式螺柱焊機和拉弧式螺柱焊機兩大類。
儲能式螺柱焊機
儲能式螺柱焊機是由焊接電源，整流器，儲能電容，控制器，焊槍，地線鉗，焊接電纜等部分組成。焊機通過控制電容充電獲得電壓，晶閘管放電完成焊接放電時間為1-3毫秒。其特點是時間短、熱變形小、很適合薄板的螺柱焊接，在造船、汽車、電控櫃、櫥櫃，幕牆，電梯配件等行業應用很廣。
儲能式螺柱焊機的發展經歷的三個階段：
1. 迴路控制：即焊機的運行完全有模擬電路控制，電壓調節為旋鈕無級調節，無數碼管顯示工作菜單及電壓。目前國內大多數已國產化的螺柱焊機設備採用此種控制方式。其優點為產品成本及技術含量較低，產品較易被模仿，缺點是由於採用旋鈕無級調節電壓，當環境溫度或工作溫度發生變化時電壓隨之變化，不易控制焊接效果的一致性。
2. 迴路控制帶電壓檢測：即螺柱焊機在第一階段基礎上，在充電部分加入充電電壓檢測模塊。電壓調節為旋鈕無級調節，數碼管顯示當前充電電壓，無工作菜單。部分進口螺柱焊機採用此種控制方式。其優點是可以直觀了解當前電壓值，生產成本及技術含量相對較低，其缺點同樣是在環境溫度或工作溫度發生變化時，充電電壓隨之變化，需通過旋鈕調節調節達到要求電壓值。
3. 單片機智能控制：此種控制方式與前兩個階段有較大的不同，由數字電路控制電容的充電，放電，掉電自動補償等功能，採用觸摸式按鍵，數碼管顯示工作菜單，以及當前額定充電量，部分進口螺柱焊機採用此種控制方式，國內部分廠家也正在研製。該階段螺柱焊機的成本及技術含量均較高，其優點是人機交流界面友好，操作方便，充電精準，當電量自然流失後會得到自動補償，不受溫度影響。
儲能式螺柱焊不用氣體保護，操作也比較簡單，很適合自動化生產線的要求，所以這種焊接技術已廣泛應用於汽車焊接生產線。螺柱焊接的生產率依賴於電容器的充電速度，手工焊可以達到8個/min，自動焊為60個/min。
儲能式螺柱焊有提升式螺柱焊和壓力式螺柱焊兩種。
提升式螺柱焊類似於拉弧式短周期電弧螺柱焊，很適合用於鋁螺柱和黃銅螺柱的焊接，其焊接時間約1毫秒。焊接時，焊槍首先將螺釘提起一個高度(此提升高度可以按照螺釘直徑的不同而隨意調節，調節精度為0.2mm)，隨後在彈簧的壓力下瞬間向下衝擊，強大的衝擊和電流通過焊釘頭部並使之熔化，使焊釘和工作面之間被離子化，通過焊釘和工作面之間間隙中的離子化產生電弧，其結果是在最短的時間內(約1毫秒)使螺柱的法蘭盤浸入熔池，在氧化皮薄膜形成之前完成焊接過程。
壓力式螺柱焊的焊接時間約3毫秒，適合用於不鏽鋼螺柱和低碳鋼鍍銅螺柱的焊接。
拉弧式螺柱焊機
電弧螺柱焊機是由焊接電源、控制器、焊槍、地線鉗、焊接電纜等部分組成。但大多數焊接設備的焊接電源都與控制器合併為一體，稱為主機。
與儲能式螺柱焊機的焊接原理不同，拉弧式螺柱焊機無電容充電過程，通過焊接電源放電，晶閘管控制放電時間來完成整個焊接過程，放電時間為5-500毫秒。
比較先進的控制方式是使用單片機智能控制，以便更精確地設置和適時控制焊接過程中的焊接電流、焊接時間等參數。
焊接電源一般為晶閘管控制的或逆變式的弧焊整流器。逆變式的拉弧焊整流器體積小、質量輕、動特性好，無疑是焊機的首選，但受大功率器件的限制，目前大容量的焊機還是以晶閘管控制的弧焊整流器以主。但不論哪種結構的焊接電源，其安全要求都應符合GB15579.1的規定。用於電弧螺柱焊機的焊接電源應具有高空載電壓70-100V）、高輸出電壓（≥44V）、陡升的焊接電流前沿、較小的內阻抗等特點。
電弧螺柱焊機主要用於螺柱圓柱頭（無頭）焊釘和異型釘的焊接，焊接直徑一般為Φ3-30mm。短周期焊接主要應用於汽車行業。螺柱（栓釘）焊接時一般用瓷環或氣體進行保護，短周期焊接可以不用氣體保護，根據工藝要求進行選配。
根據國內外螺柱焊技術的應用，由於行業不同發展要求也會不同。但其發展趨勢主要表現在：
(1)目前一些高級控制策略已應用在逆變熔焊機的控制系統、模糊控制技術和人工智慧技術等。而計算機的發展又帶動了逆變技術的進步。利用計算機的快速運算能力和內存量大等優點。實現一些計算機才能實現的控制方法和顯示功能。這必將推動螺柱焊機的發展。因此，研製具有有自動化功能——只需輸人焊接方法、螺柱直徑、焊接材料就能提供最佳焊接工藝參數。並通過實際施焊，採集螺柱焊記錄數據，並能自動調節輸人能量及相關參數以能穩定焊接質量。所以，自適應逆變電源螺柱焊機必將出現。
(2)研製大直徑螺柱(M25以上)的協同式螺柱焊機，使焊接時不受直徑、焊接位置的影響保證焊接質量的再現性以滿足建築等行業日益增長的需要。
(3)隨著螺柱焊在工業部門的應用不斷擴大，結合產品開發不同類型螺往焊專機和加工中心必將進一步增長。
(4)短周期拉弧螺柱焊是一種有前途的焊接技術，因為在焊接時有兩種焊接模式：
第一對外表成型堆積有要求，用陶瓷環保護
第二：用氣體保護模式，氣體包括：18%的CO2，82%的Ar，兩者混合氣體，焊接效果光色不變，成型美觀。
短周期拉弧焊無需瓷環保護或氣體保護，但是，這種焊接技術對焊槍的精度要求比較高，目前國產拉弧式螺柱焊機無法引入這項技術，並且這種焊接技術焊接螺柱直徑局限在12mm以下。這樣在一些行業無法使用自動化螺柱焊高效技術。
目前在國外有關螺柱焊機廠和研究機構，正在對M20的螺柱進行短周期螺柱焊的電源和工藝裝備進行研究。
採用具有監測和自適應系統的逆變電源、電力驅動螺柱下落焊槍(焊頭)使螺柱下落時間、速度可調並用氬氣保護焊接方法。
現階段已將焊接螺柱直徑擴大到30mm，該焊接成套裝置的商品化給相關工業部門的效益將是可觀的。
