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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(1)國外硬質合金廠家紛紛將目光盯住我國市場, 利用其先進的工藝技術裝備,採用獨資、合資等形式投資開工廠, 以圖利用我國的資源優勢。可以這樣說, 我國與國外廠商的一場沒有硝煙的戰爭不僅發生在國際市場, 而且目前已在國內市場激烈地展開。據瞭解, 在國內市場的高檔產品上, 如汽車生產線上的刀具中, 大部分已經被國外產品佔領。如瑞典山特維克公司已在我國設立11個辦事處, 並於1994年9月在河北廊坊經濟開發區獨資建成一家硬質合金工具廠, 在我國的銷售額正以每年平均約30%的速度遞增。美國肯納金屬公司也不甘落後, 在上海獨資興建了一家硬質合金工具廠, 並已正式開工生產。隨著我國硬質合金進口關稅進一步下調,擁有強大實力作後盾的國外產品將大量進入中國市場。

(2) 競爭對手規模大, 實力雄厚, 具有完善的銷售網路。據瞭解, 山特維克公司已在世界60個國家建立了200家公司, 為客戶提供服務, 對常規產品訂貨, 並一周內交貨。近些年來, 該公司先後兼併了瑞典的賽可公司和德國的維地亞公司等世界知名廠家, 年銷售額達到22億美元, 美國肯納金屬公司也將美國礦業工具公司、赫爾特公司等知名公司納入其旗下。兩大公司的規模、實力越來越強大, 在世界各地都能看到這兩家公司的產品。

(3)東南亞的金融風波給我國在這些市場的出口帶來了嚴重的影響。東南亞各國的貨幣大幅度的貶值, 尤以泰國、韓國為甚, 我國產品在這些市場的競爭力也將大大削弱, 即使已經佔有一定市場的產品, 有的也可能不得不退出。另一方面, 東南亞國家的貨幣貶值, 也相應加大了某些國家出口產品在國際市場的競爭力。

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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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由於醫療技術日新月異，生活中輻射越來越多，已造成新的困擾， 這些射線有X射線，伽馬射線，α射線，β射線等。為了保護病人以及醫護人員，有必要使用鎢合金設備來遮罩這些有害輻射。

研究人員發現防輻射能力和材料密度有關，密度越大遮罩性能越好。鎢合金有著很大的密度，所以它的遮罩性能很高， 且鎢合金產品是環保產品，比鉛的產品更少有危害。鎢合金產品是用來做遮罩件的最佳材料， 且易加工無毒。

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