焊接是兩種或兩種以上同種或異種材料通過原子或分子之間的結合和擴散連接成一體的工藝過程，促使原子和分子之間產生結合和擴散的方法是加熱或加壓，或同時加熱又加壓。在電池中電極一般指與電解質溶液發生氧化還原反應的位置。電極有正負之分，一般正極為陰極，獲得電子，發生還原反應，負極則為陽極，失去電子發生氧化反應。電極可以是金屬或非金屬，只要能夠與電解質溶液交換電子，即成為電極

電極材料介紹:

電極是電阻焊機的易耗零件。電阻焊中電極的工作條件比較惡劣。製造電極的材料除了應有較好的導電和導熱性能外，還應能承受高溫和高壓。目前最常用的電阻焊電極材料是銅及銅合金，在特殊焊接場合，也可採用鎢、鉬及氧化鋁等耐高溫的材料作為電極。在電阻焊中，電極材料和電極形狀的不同選擇直接會影響到焊接品質、生產成本和勞動生產率。

鉻鋯銅(CuCrZr)

鉻鋯銅(CuCrZr)是最常用的電阻焊電極材料，這是由它本身優良的化學物理特性及很好的性價比所決定的。

1) 鉻鋯銅電極它達到焊接電極四項性能指標很好的平衡：

優良的導電性----------保證焊接回路的阻抗最小，獲到優良的焊接品質

高溫機械性能----------較高的軟化溫度保證焊接高溫環境下電極材料的性能及壽命

耐 磨----------電極不易磨損，延長壽命，降低成本

較高的硬度和強度----保證電極頭在一定的壓力下工作不易變形壓潰，保證焊接品質

2) 電極是一種工業生產的消耗品，用量比較大，因而其價格成本也是一個考慮的重要因素，鉻鋯銅電極相對其優良的性能來說，價格比較便宜，能滿足生產的需要。

3) 鉻鋯銅電極適用於碳鋼板、不銹鋼板、鍍層板等零件的點焊與凸焊，鉻鋯銅材料適合於製造電極帽、電極連杆、電極頭、電極握杆、凸焊特殊電極、滾焊輪、導電嘴等電極零件。

鈹銅(BeCu)

鈹銅(BeCu)電極材料與鉻鋯銅相比，具有更高的硬度（達HRB95~104）、強度(達800Mpa/N/mm2)及軟化溫度（達650℃），但其導電率要低得多，較差。 鈹銅(BeCu)電極材料適用於焊接承受壓力較大的板材零件，以及較硬的材料，如焊縫焊接用的滾焊輪；也用於一些強度要求較高的電極配件如曲柄電極連杆，機器人用的轉換器；同時它具有良好的彈性和導熱性，很適合製造螺柱焊夾頭。 鈹銅(BeCu)電極造價較高，我們通常將其列為特殊的電極材料.

 氧化鋁銅（CuAl2O3）

氧化鋁銅（CuAl2O3）也叫彌散強化銅，它與鉻鋯銅相比， 具有更高強度(達600Mpa/N/mm2)，出色的高溫機械性（軟化溫度達900℃）及良好的導電性（導電率80~85 IACS%），具有出色的耐磨性，壽命長。 氧化鋁銅（CuAl2O3）是一種性能優異的電極材料，無論其強度、軟化溫度還是導電性都非常優越，尤其突出的是用來焊接鍍鋅板，它不會象鉻鋯銅電極那樣產生電極與工件粘住的現象，不用經常打磨，有效解決焊接鍍鋅板的問題，提高了效率，降低了生產成本。 氧化鋁銅電極具有優良的焊接性能，但其目前造價十分昂貴，因而目前使用還不能普遍使用，但對鍍鋅板優異的焊接性能及鍍鋅板的普遍使用，使得其市場前景廣闊。 氧化鋁銅電極適用於鍍鋅鋼板、鋁製品、碳鋼板、不銹鋼板等零件焊接.

 鎢(W)、鉬(Mo)

鎢電極(Tungsten) 鎢電極材料有純鎢、鎢基高比重合金及鎢銅合金,鎢基高比重合金是鎢中加入少量的鎳鐵或鎳銅燒結而成,鎢銅複合材料(Tungsten-Copper)含有10-40% (重量比)的銅.

鉬電極(Molybdenum) 鎢、鉬電極具有硬度高、熔點高、高溫工作性能優越等特點，適合與焊接有色金屬銅、鋁、鎳等，如開關的銅編織帶與金屬片的焊接。


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1引言

隨著空調行業飛速發展，產品更新換代速度大幅提升，這就要求空調生產線提高自動化和柔性化程度，也對產品品質提出了更高要求。作為空調行業的重要生產工藝之一，電阻點焊工藝(以下簡稱電阻焊)在新形勢下面臨著全新的挑戰。

2 電阻焊的實際應用情況

由於防腐要求較高，空調的鈑金件一般採用板厚為0.4~2.0mm的鍍鋅鋼板。電阻焊是一種高效、廉價且可以實現機械化、自動化的連接方式，是目前空調製造中最有效的焊接方式。因此，電阻焊在空調製造過程中得到廣泛應用，如後板元件、底盤元件、電機支架元件、電器盒元件、電器盒遮罩盒組件、電器盒遮罩蓋、窗機外罩組件等鈑金件的焊接。

目前，電阻焊設備主要可以分為三大類——固定式點焊機、機器人與固定式點焊機配套的焊接工作站、多點焊接專機。

2.1 固定式點焊機

固定式點焊機是目前空調鈑金件連接生產中應用最多的電阻焊接設備。它可以將單相頻率50Hz的交流電輸入單相降壓變壓器，通過變壓器輸出低電壓、大電流的正弦波，以滿足接觸焊點的需求。它的優點是結構簡單，焊接時間、壓力和電流等焊接規範容易調節，獨立性強，便於安裝、調整及維修，價格低廉;缺點是功率因數較低，熱影響較大。

空調製造業固定式點焊機的電極壓力機構一般採用氣缸氣動加壓和彈簧加壓(通過人力腳踏或手動加壓)兩種形式。目前，最通用的設備是氣缸氣動加壓點焊機。彈簧加壓(通過人力腳踏或手動加壓)點焊機屬於非同步式控制(人工加壓和控制器通電須分別控制)，壓力由人工通過杠杆彈簧決定，壓力有時會不穩定，進而影響焊點表面品質。因此，在空調鈑金件連接生產中，彈簧加壓電焊機的應用正在逐漸減少，除了特別工藝需要，目前焊接生產通常優先選用氣動式點焊機。對立體工件或焊點較少的工件而言，焊點有時位於工件角落。採用圓弧加壓的腳踏式點焊機便於焊機電極伸入工件內部，如窗機外罩元件、電器盒遮罩盒、電器盒遮罩蓋的焊接。

2.2 機器人與固定式點焊機配套的焊接工作站

為了減少焊工、提高焊接自動化程度，可以利用搬運機器人與固定式點焊機配套完成焊接工作。以窗機外罩組件焊機為例，待焊工件在焊接工裝上定位夾緊後，機器人抓取搬運工裝(含待焊工件)至固定式點焊機電極處焊接。這種焊接方式的優點是設備投入成本較點焊機器人少，缺點是生產效率不高。

2.3 多點焊接專機

對於結構形狀複雜、焊點密集、接頭搭邊小、操作困難、焊接品質難以保證的工件，可以採用多點焊接專機，如空調底盤元件和窗機外罩元件的焊接。多點焊接專機的缺點是結構複雜、動作簡單、程式基本固定、製造成本和維修費用高、只適用於特定產品的焊接、柔性差。

3 TOX鉚接對電阻焊的挑戰

20世紀90年代，TOX鉚接技術出現。該技術可以利用簡單的圓錐凸模將被連接件壓入凹模，使凹模內的材料向外流動，從而產生一個既無棱又無毛刺的圓點連接點，即TOX圓點。隨著TOX鉚接技術日益成熟，該技術在空調製造業的應用開始增多，並逐漸取代傳統的電阻焊方法應用於底盤、後板等元件連接生產中。

TOX鉚接技術具有如下優勢：

(1)工作環境好，鉚接過程採用機械成型，無雜訊，無污染，對員工不造成負面影響;

(2)自動化程度高，可以同時連接一個點或多個點，還可對連接強度進行無損檢測，對連接品質進行無損評估，並可引入自動線;

(3)TOX鉚接單點連接的靜態連接強度為點焊的70%，雙點連接(可以在一道工序內加工形成)的靜態連接強度與點焊相等，疲勞連接強度比點焊高，連接的承載能力與受載方向無關，而且連接在受剪切和受拉力作用時的承載性能相同;

(4)產品品質好，可以採用模具，零件連接處無毛刺，外觀美觀，變形幾率非常低;

(5)能耗低，較節能，無環境污染;

(6)防腐性能優於點焊，無鍍層材料的銹蝕。

4 電阻焊的應用前景

雖然TOX鉚接技術具有工作環境好、自動化程度高、連接牢固穩定、能耗低等優點，但是TOX鉚接技術仍舊無法完全取代電阻焊工藝。而且，TOX鉚接技術在實際推廣應用中仍存在問題，如設備一次性投資較大，通用性不強等。

電阻焊在空調製造中仍有強大的生命力和廣闊的應用前景。首先，電阻焊工藝是當今世界應用最廣泛的焊接方式，是鈑金件焊接公認的傳統工藝，操作簡單，機械化程度高。同時，多數空調鈑金連接的接頭形式是按照電阻焊要求設計的。電阻焊非常適合薄鋼板焊接，接頭品質高，對被焊工件的配合精度要求不高，通用性強，生產效率較高，設備投資成本遠低於TOX鉚接。

5 電阻焊的未來發展方向

在空調製造中，電阻焊有著廣闊的應用前景，不少企業在電源以及電極驅動、材料和結構等諸多方面進行了有益的嘗試。

5.1 中頻逆變焊接技術

中頻逆變焊機具有高效節能的優點。在全球宣導節能、環保、低碳的今天，這一技術在空調製造中頗具優勢。與傳統交流焊機相比，中頻逆變焊機具有如下特點：

(1)焊接品質好，焊接參數控制精度顯著提高，焊接時間精度達到毫秒級，電流控制更精確;

(2)焊接速度快，直流輸出，加熱集中，焊接時間短，較工頻交流焊機節省約15%的時間;

(3)電極壽命增加30%~50%，電極研磨頻次降低;

(4)焊接變壓器體積和重量顯著下降，只有工頻交流焊機的1/3;

(5)可以線上監控，實現自動調整補償功能;

(6)節能效果明顯，功率因素從0.6提高到0.9，有效節能25%~32%;

(7)中頻逆變焊接是三相平衡負載，比單相交流焊接對電網的衝擊小，對供電系統的要求低，符合國家能源政策。

5.2 伺服技術

傳統的電極由氣缸施加壓力，無法保證電極力的穩定，會對工件表面造成衝擊，在工件表面形成較深壓痕，影響工件表面品質。隨著焊接機器人的大量應用，為了實現高效生產，減小氣動焊鉗點焊時對工件表面的衝擊，提高工件表面品質，實現對焊鉗施壓過程的精確控制，一種新型焊鉗——伺服焊鉗面世。這種焊鉗具有環保節能、在焊接時與工件接觸輕柔、雜訊低、可控性高等特點，可以有效提高焊接品質。

5.3 一體式點焊鉗

一體式點焊鉗將焊接變壓器與點焊鉗合為一體，大大縮短了焊接二次回路，降低了電能消耗和對供電電源容量的要求。同時，由於沒有常規分體式焊鉗的二次電纜，一體式點焊鉗操作更加方便、輕鬆，焊接機器人可以更從容地實施焊鉗姿態調整，減少強磁場對人體的傷害，節省二次電纜的日常維護成本。隨著空調鈑金新材料的使用和焊接品質要求的不斷提高，中頻焊接技術與伺服技術被集中應用於一體式點焊鉗。

5.4 自動化焊接技術

在產品多樣化發展有背景下，為了在提高產能、生產效率和產品品質的同時有效降低勞動成本，以點焊機器人為主導的自動化焊接技術近年來不斷發展。機器人焊接系統屬於複雜的多智慧體系統，可實現全自動無人生產，由PLC控制系統協調控制點焊機器人和生產線設備，實現參數設定、系統編程、工作狀態顯示及故障報警顯示等功能。

5.5 電阻點焊電極

作為點焊機必不可少的組成部分，電極主要起到傳輸焊接電流、加壓及散熱的作用。由於使用條件和環境比較惡劣，電極極易出現粘附、變形和壓潰等問題。在實際生產中，電極應具備一定的力學性能、熱學性能和形狀特徵。

(1)電極材料研究

在實際應用中，我們希望點焊電極材料能夠具備高導電率、高熱導率、高溫強度和硬度、物理性能穩定、不易粘附、高溫時可儘量避免與焊接金屬合金化等特點。但是，一般情況下，電極材料很難同時具備上述特點，在選用材料時需要綜合考慮，以某個性能為主，兼顧其他性能。

目前，空調鈑金鍍鋅鋼板點焊電極材料通常採用銅合金，常用的材料有鉻鋯銅和鉻銅。但是，鍍鋅鋼板點焊過程中飛濺較大，點焊電極燒蝕較快且工作壽命較短，焊點表面品質易惡化。對於批量生產的空調製造業，提高點焊電極工作壽命是非常重要且值得研究的課題。

從材料來看，提高鍍鋅鋼板點焊電極壽命及點焊品質可以從4個方面著手。一是推廣氧化鋁彌散強化銅電極，二是開發新的合金系統電極，三是研發塗層電極(在表面塗一層高熔點材料)，四是採用深冷處理強化電極材料性能、提高電極壽命。

(2)電極結構研究

電極結構、形狀、尺寸和冷卻條件是影響熔焊尺寸和焊點強度的重要因素，研究電極結構對點焊過程的影響非常必要。

(3)電極帶電阻焊新工藝

電極帶保護電極和母材在電極和工件間移動，一個點焊接完成後，電極帶會自動移動到下一個位置，提供恒定高品質的焊接起始條件，適宜焊接鍍層鋼板、高強鋼板等各種材料，也適宜焊接多層板。電極帶可以保證焊接工藝的穩定性，使焊接過程無飛濺，焊接後無需修磨，還可以調節焊接區域的熱平衡，使整個焊接過程穩定可靠。

5.6 新型材料的電阻焊研究

目前，空調行業正在研究以鋁合金、高強度鋼、不銹鋼取代鍍鋅鋼板。因此，研究鋁合金、高強度鋼、不銹鋼等新型材料的電阻點焊性能已經成為非常迫切的任務。

6 結論

雖然空調製造行業已經在部分生產領域以TOX鉚接技術替代傳統的電阻焊工藝，但是隨著工業現代化進程的不斷推進，具備諸多優點的電阻焊工藝在空調製造中仍有廣闊的應用前景。同時，為了適應新材料、新工藝、新產品開發應用需要，電阻焊設備和工藝還有很多方面亟待研究。

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胎體磨蝕過快會縮短鑽頭壽命和增大金剛石的消耗量，也是不能允許的根據施加軸向力方式的不同，鑽頭的給進可分為：保持金剛石上的軸向力為一定值，稱為“自由給進;保持金剛石的切削深度為一定值，稱為“強制給進”。孕鑲金剛石鑽頭的鑽進是自磨自銳性質，在保持正常鑽進的狀態下，制粉設備其鑽速應當是一定的，也即鑽頭每轉的切入量應當是一定的。

根據這一性質和要求，孕鑲金剛石鑽頭應以每轉定切入量強制進行，鑽進才能取得良好效果。在電腦檢測和回饋控制的鑽進試驗臺上，曾以每轉定切入量的規範對孕鑲金剛石鑽頭的鑽進過程進行了試驗和研究，岩石試樣為斜長花崗岩，其壓入硬度為610 kg/mmz，石英含量為30～40%，研磨性為12 mg/m，可鑽性為8～9級，烘乾設備並得到了下述試驗結果：1.孕鑲金剛石鑽頭的鈍化孕鑲鑽頭在鑽進過程中，其露出唇面的金剛石在破碎岩石的過程中總是要不斷地被磨鈍 (3)帶雙排切削刃的刮刀鑽頭 帶雙排切削刃的刮刀鑽頭用於鑽進含軟岩夾層的中硬研磨性岩石。

該類刮刀鑽頭用硬質合金切削具來加強飽和度，它是靠切削具雙排平行排列來達到的，能夠保持鑽頭高的工作性能。根據鑽頭尺寸，第一排硬質合金片和第二排柱狀硬質合金切削具相互間錯開一定距離。在鑽頭工作過程中，能保證全部覆蓋孔底，所以與其他類型鑽頭相比，硬質合金切削具的磨損是很慢的。

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鎢合金戰鬥部是空射空地制導武器採用的戰鬥部。這些戰鬥部實際上是航空炸彈的成品組件。這些戰鬥部無需修整結構就可裝入導彈彈體使用。

鎢合金戰鬥部按圓徑成束生產、儲存和運輸（2個、3個、4個或6個一束）。生產出的鎢合金戰鬥部在使用時不需要再次對其進行加工，只要直接裝入炸彈的彈體內就可以使用。這種生產原則大大降低了生產、使用和技術維護成本，並縮短了作戰使用準備時間。

鎢合金戰鬥部包括500磅、1000磅和2000磅的定裝藥殺傷/爆破戰鬥部（Мк系列）和侵徹戰鬥部（BLU系列）。

為了摧毀六種主要類型的中度防護目標，美國研製了2000磅、1000磅和500磅的新型高侵徹力混凝土侵徹戰鬥部，作為對現有戰鬥部的補充。

其中，根據AUP-3計畫，洛克希德-馬丁公司研製了2000磅的BLU-116/B侵徹型戰鬥部，用於裝備GBU-24、31航空制導炸彈和AGM- 86D空射巡航導彈。BLU-116/B戰鬥部的彈體由鎳鎘鋼製成，重量和尺寸與ВLU-109/В戰鬥部類似（890公斤，炸藥243公斤，混凝土侵徹 厚度達2.5米），但侵徹力將近後者的兩倍。此外，戰鬥部裝有比ВLU-109/В少的炸藥。

在1000磅的Мк83殺傷/爆破戰鬥部的基礎上為海軍航空兵研製了BLU-110/B侵徹型戰鬥部，用於GBU-32航空制導炸彈。與原型相 比，BLU-110/B減少了炸藥用量（戰鬥部重450公斤，炸藥重190公斤，混凝土侵徹力約2米），增加了彈殼體壁厚度。還研製了重量、尺寸和侵徹力 相當的J-1000戰鬥部（重435公斤，炸藥重109公斤），用於GBU-35航空制導炸彈和AGM-158空射導彈。兩種戰鬥部都裝有DSU-33多 普勒測高儀和FMU-152/B 編程引信（裝有暫態爆炸裝置或延時裝置（從幾分之一秒到24小時）。

在500磅的Мк82殺傷/爆破戰鬥部的基礎上為AGM-154C航空集束炸彈研製了同等圓徑的BLU-111/B侵徹型戰鬥部（重227公斤，炸藥重80公斤，混凝土侵徹厚度達1.5米）。

鎢合金是一種耐高溫的金屬材料，炸彈借助彈體內的高溫高壓環境使炸彈獲得較大的初始速度，所以戰鬥部在炸彈體內要承受得住很高的溫度和壓強。鎢一度被用作 鎢絲的使用就是因為它耐高溫的性能。鎢合金也是一種密度大、抗壓耐腐蝕的金屬材料。鎢合金化學性質穩定在常溫常壓下不和強酸強鹼發生反應。鎢合金的密度可 以達到很大，脫殼穿甲彈的平衡穩定裝置就是用鎢合金製成。鎢合金還是一種環保金屬材料。環保問題一直是全球人們強烈呼籲的問題。最早使用的子彈是用鉛製成 的，在使用完後給當地的環境造成的長久的環境污染。為了保護環境再度受創，應儘量使用環保材料。鎢合金的環保優勢也越來越被人們所熟知，像鎢合金綠色子 彈，鎢合金彈芯等鎢合金軍用產品也開始普及。

在導彈-炸彈打擊過程中應摧毀的典型地面目標中多達90%是加固目標或具有中、高度防護的地下目標。侵徹型戰鬥部和研製新型侵徹型戰鬥部是摧毀這些地下目 標的最好武器。鎢合金戰鬥部也可以消滅和摧毀位於開闊地帶或簡易掩蔽所內的人員、技術裝備、油料庫和軍械庫，清除地雷障礙等。

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