产品概述
GB/T 13681是中国国家标准中关于焊接六角螺母的技术规范，全称为”焊接六角螺母”（Weld hexagon nuts），与GB/T 13680《焊接方螺母》共同构成了焊接螺母的国家标准体系。焊接六角螺母是一种通过电阻凸焊或电弧焊方式预先焊接在板材或结构件上的螺母，焊接后形成可靠的内螺纹连接点，广泛应用于汽车车身、家电外壳、钣金机箱、钢结构附件等薄板连接场合。
焊接六角螺母的核心优势在于：一、省去了在薄板上攻丝的工序，降低了加工难度和成本；二、焊接连接强度远高于自攻螺钉，可承受更大的拉拔力和扭矩；三、六角外形便于焊接定位，不易在焊接过程中发生旋转偏移。与焊接方螺母（GB/T 13680）相比，六角螺母在焊接后可使用标准六角扳手拧紧，工具通用性更好。
GB/T 13681标准适用于碳钢和不锈钢材质的焊接六角螺母，螺纹规格范围为M4至M16，涵盖了薄板结构中绝大多数常用规格。该标准与ISO 21670（焊接螺母国际标准）在技术内容上具有较好的对应关系。
技术参数与规格表
GB/T 13681焊接六角螺母的主要尺寸参数如下表所示，其中焊接凸台尺寸是区别于普通六角螺母的关键特征：
| 螺纹规格 | 对边宽度s(mm) | 螺母高度m(mm) | 凸台直径dw(mm) | 凸台高度h(mm) | 适用板厚(mm) | 焊接电流参考(kA) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| M4 | 7 | 5.0 | 4.5 | 1.0 | 0.8-3.0 | 4-6 |
| M5 | 8 | 6.0 | 5.5 | 1.2 | 1.0-3.5 | 5-7 |
| M6 | 10 | 7.0 | 6.5 | 1.5 | 1.0-4.0 | 6-9 |
| M8 | 13 | 8.0 | 8.5 | 1.5 | 1.2-5.0 | 8-12 |
| M10 | 17 | 10.0 | 10.5 | 1.8 | 1.5-6.0 | 10-15 |
| M12 | 19 | 12.0 | 12.5 | 2.0 | 2.0-8.0 | 12-18 |
| M16 | 24 | 15.0 | 16.5 | 2.5 | 3.0-10.0 | 15-22 |
上表中焊接电流仅为参考值，实际焊接参数需根据板厚、材质和焊机类型进行工艺试验确定。凸台高度h是焊接质量的关键参数，凸台过高会导致焊接飞溅增大，过低则焊接强度不足。
材质与力学性能
GB/T 13681焊接六角螺母的材质选择直接影响焊接质量和使用性能，标准规定的主要材质及力学性能如下：
| 材质类型 | 牌号示例 | 抗拉强度(MPa) | 硬度(HV) | 焊接性 | 适用环境 |
|---|---|---|---|---|---|
| 低碳钢 | 08Al、SPCC、DC01 | 370+ | 120-180 | 优 | 一般室内环境 |
| 中碳钢 | 35#、45# | 500+ | 170-230 | 良 | 中等负荷结构 |
| 不锈钢(A2) | 06Cr19Ni10(304) | 520+ | 150-220 | 中 | 耐腐蚀、食品级 |
| 不锈钢(A4) | 06Cr17Ni12Mo2(316) | 520+ | 160-230 | 中 | 化工、海洋环境 |
选用低碳钢材质时，焊接工艺窗口宽、焊接质量稳定，是汽车和家电行业的首选。不锈钢焊接螺母需注意焊接热影响区的敏化问题，建议选用含碳量不超过0.08%的低碳型不锈钢，并控制焊接线能量。
焊接工艺要点
焊前准备：焊接面应清洁无油污、锈蚀和涂层，接触电阻过大会导致虚焊。螺母凸台与板材的接触面粗糙度应控制在Ra6.3um以下。焊接前应使用专用定位夹具将螺母固定在设计位置，防止焊接过程中螺母移位。
电阻凸焊参数：电阻凸焊是焊接螺母最常用的工艺方法。焊接时，电极对螺母施加预压力使凸台尖端与板材接触，通电后凸台尖端因电流集中效应迅速升温至熔化温度，形成焊核。焊接三要素–焊接电流、通电时间和电极压力–需根据螺母规格和板厚进行优化匹配。
焊后检验：焊接完成后应进行外观检查和力学试验。外观要求焊核均匀、无飞溅和裂纹。力学试验包括推脱力试验（垂直于板面方向的拉脱力）和扭矩试验（螺纹孔的抗扭能力）。下表列出了各规格焊接螺母的最低推脱力要求：
| 螺纹规格 | 最低推脱力(kN) | 最低扭矩(N*m) | 试验板材 |
|---|---|---|---|
| M4 | 3.0 | 2.0 | 2.0mm Q235 |
| M5 | 5.0 | 4.0 | 2.0mm Q235 |
| M6 | 8.0 | 6.0 | 2.5mm Q235 |
| M8 | 12.0 | 12.0 | 3.0mm Q235 |
| M10 | 18.0 | 20.0 | 3.0mm Q235 |
| M12 | 25.0 | 30.0 | 4.0mm Q235 |
选用指南
规格选择：焊接螺母的规格应根据连接件的工作载荷确定。一般而言，M6螺母可承受约5kN的拉拔力，M8约10kN，M10约15kN。对于安全关键部位（如汽车座椅安装点），应按标准要求的最低推脱力的1.5倍以上进行安全裕度设计。
板厚匹配：焊接螺母对板材厚度有最低要求。板厚过薄时，焊接热量不足导致虚焊或板材烧穿；板厚过大时，凸台熔化量不足以形成足够大的焊核。一般建议板厚不小于螺母凸台高度的1.5倍。
与焊接方螺母的对比：六角螺母（GB/T 13681）适用于需要使用扳手拧紧的场合，工具通用性好；方螺母（GB/T 13680）适用于防转要求较高的场合，方形外形具有天然的抗扭能力。在自动化装配线上，焊接方螺母因不易旋转而更受青睐。
表面处理：焊接螺母在焊接前通常不做表面处理（避免镀层影响焊接质量），焊接后可根据使用环境选择电镀锌、达克罗或钝化处理。需要注意的是，焊接高温会使热镀锌层破坏，因此焊接螺母一般不推荐热镀锌处理。
常见问题与解决方案
问题一：焊接虚焊（推脱力不达标）
原因分析：焊接电流不足、电极压力过大压溃凸台、板材表面有油污或氧化层。解决方案：适当增大焊接电流5%-10%；检查并调整电极压力；焊前清洁焊接面；检查电极磨损情况并及时修磨。
问题二：焊接飞溅过大
原因分析：焊接电流过大、凸台尺寸超差、板材含碳量偏高。解决方案：适当降低焊接电流或缩短通电时间；检查螺母凸台尺寸是否符合标准要求；对于含碳量大于0.25%的板材，需预热焊接或选用低碳型螺母。
问题三：螺纹孔变形或损伤
原因分析：焊接热量传导至螺纹部分导致螺纹热变形；焊接飞溅物进入螺纹孔。解决方案：焊接时使用螺纹保护销插入螺纹孔；优化焊接参数减少热输入量；焊后用丝锥复检螺纹通止规。
相关标准
GB/T 13681焊接六角螺母在工程应用中常与以下标准配套使用：GB/T 13680（焊接方螺母）、GB/T 97.1（平垫圈）、GB/T 3098.2（螺母机械性能）。在汽车行业还需参考QC/T 608（汽车用焊接螺母技术条件）等行业标准。焊接工艺方面可参照JB/T 10579（电阻凸焊螺母焊接规范）执行。对于钢结构焊接连接，应区分于高强度螺栓连接（GB/T 1228至1231），两者的受力机理和施工工艺完全不同。
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