摘要：随着我国经济的发展，空调设备已经广泛应用到各行各业。不同的使用场合对设备的设计要求不同。钣金结构是中央空调机组末端设备的重要组成部分，本文从实际工作经验出发，主要针对末端空调机组的钣金结构设计，论述设计过程中的注意要点。
关键词：空调钣金
引言
在空调钣金件生产过程中，点焊已经成为焊接的重要工序，点焊质量的优劣直接影响产品焊接的质量，也对产品的外观有一定的影响。因此，提高点焊的质量对产品的质量有重要的意义。本文通过对空调用钣金件在点焊过程中产生的缺陷进行分析，可以对点焊的缺陷起到预防作用。
一、空调钣金结构设计流程
末端机组的组成可以分成外购件和自制件两大类。而设备的钣金结构组成，主要都是自制件。（1）设备的整体结构设计。设计时，首先根据设计方案及合同订单要求的产品型号、规格，确定机组的外形尺寸。再根据各企业的设计规范，进行箱体结构设计。箱体设计主要包括底座、面板、框架的设计。（2）功能部件钣金件的设计。对于外购的零部件，主要根据零部件外形及安装尺寸，进行安装固定件的钣金设计。对于风机电机等运动部件，或重量较大的功能部件，除了相应的安装固定钣金件设计，还需要增加相应的加强件。而对于过滤器等非运动部件，只需增加安装板、加强固定板等钣金件。对于自制的功能零部件，如自制表冷盘管、自制热水盘管等，首先要进行功能部件的设计。确定功能部件的外形尺寸、安装尺寸等，再进行对应的安装件、固定件、加强件设计。此外，对于不同位置的密封要求，要进行相应的密封钣金件设计。（3）装配图设计。箱体、功能部件及相关零配件设计完毕后，要对机组总装配图进行设计，同时检验各零部件设计的准确性。另外，待所有功能部件设计完毕后，还要对相应的底座部件、面板部件进行微调设计，主要包括开孔定位、安装定位、加强件定位等设计调整。
二、钣金件点焊合格及缺陷分析
1.表面发黑钣金件或者电极表面清理不良时，油污和氧化膜使焊件接触电阻增大，造成通电异常，引起分流，造成局部区域过热，包覆层被破坏，表面发黑表面局部烧穿电极修整太尖锐、导致电极端面尺寸过小，在点焊时电流急剧增加，金属被熔化成液体，造成上下电极结合，钣金件被击穿熔核内部有缩孔及裂纹在焊核结晶过程的高温中，金属强度很低，或存在脆性组织，不足于克服收缩所产生的拉力，易产生裂纹；焊件表面锈蚀等杂质进入焊核与某些合金元素形成低熔共晶，也会引起内裂纹；电流过大,温度急剧变化，内外冷却不平衡，限制了焊核结晶时的收缩，也会在焊核中心形成缩孔。因此，要克服裂纹缺陷，除选择合适的电流电压之外，在焊件加热结束后，应使电极压力继续适当延长一段时间,迫使焊核结晶在压力作用下，产生一定的挤压变形，以弥补金属冷却时的收缩,有助于防止产生裂纹和缩孔。
2.设计要考虑后续维护的便利性和运行的可靠性，从源头降低运行成本和减少售后服务工作量。设计时应考虑零部件的通用性，减少零部件种类数量，可以减少设计资料的数量，减少生产装配及检验时翻阅和检验资料的时间提高生产效率。将相邻部件尽可能设计成能自我固定的形式，减少部件数量和避免费用高昂的二次紧固作业，提高装配效率，缩短生产周期。做好设计资料的及时修改及分类存档工作，便于新合同的参考借用及与不同的设计比较分析，有利于产品标准化和新产品研发相关工作的推行。做好前期信息确认和记录工作，形成良好的设计习惯和高效的工作模式，减少后续资料查询和设计校对的时间。建立团队合作，保持设计风格统一，减少不规范设计。
三、钣金件结构优化
1.钣金件结构优化概括为钣金件装配定位、钣金件装配少螺钉、钣金件防变形、装配简单结构设计。装配预定位——卡槽固定改挂耳固定改善前，电控盒通过限位卡槽固定，固定电控盒时，需用手提住电控盒打螺钉，空间小、操作不便；改善后，使用挂耳结构，固定电控盒时不需要用手提住电控盒，提高了装配效率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆总结：为了提高钣金件可装配性，设计钣金件时尽量预定位，之后使用螺栓固定。少螺钉——压板螺钉固定改卡扣固定改善前，配管压板使用10颗螺钉固定；改善后，使用卡扣结构，使用螺钉4颗。总结：少螺钉化装配是一种趋势，扣位是一种常用的方法。要注意钣金扣位常需要模具加工，且要综合考虑可拆卸性（比如使用2个扣位+焊接固定，后期拆卸困难）。防变形——加筋整改导流圈变形改善前，导流圈钣金厚度为1.2mm，运输搬动过程容易受挤压，稍微变形为椭圆形；改善后，导流圈钣金边缘增加向外翻边2.5mm，增加抗变形能力，符合品质要求。总结：圆柱形钣金件，因为板材厚度较薄，在生产和运输过程中容易挤压变形，可在边缘处增加压筋和翻边，有效减小变形程度。由于空调是机内外冷热传递，钣金之间的联接及隔热方面要做好，避免出现冷凝现象。
2.工业空调主要风量大。采用的是都是离心风机，而机组框架尺寸相对小的机组则需要考虑离心风机对整机风系统的影响，现在一般将离心风机放在表冷盘管（或热水盘管）后面，这就需要充分考虑距离问题，距离太短则影响风通过盘管的均匀性，距离太长则影响整机尺寸问题，故对整机布局需要详细考量。对各个部件的位置选择最佳方案则对机组性能产生极大的影响。由于近年来工业空调对噪音方面要求越来越高，在选择风机方面固然重要，但是如果钣金结构方面能够加以配合则效果会更加令人满意，风机产生的噪音主要来源于出风口的风噪，在结构方面能够合理设计成缓冲区的话，对整机噪音会有较大的效果，例如加长风机出风口到机组出风口之间的距离，或者中间增设消音段等措施，可以有效降低机组整机噪音，另外合理选用钣金结构对噪音影响也是非常大的，通常采用双层发泡板的结构会比普通单层钣金贴海绵的隔音效果好。
四、改造后的实践效果和经济效益
1.用气封代替水封，完全消除了水封槽的缺陷，取消了清理水槽的人工作业活动，极大地减轻了工人的劳动强度与危害，消除的是检修的不安全风险。烟罩改造后，烟罩提升机构的提升负荷大大降低，改造前烟罩自重为9.26t，通水后加上积灰总重达11t；而改造后烟罩自重5.78t，通水后不超过6t，负荷降低近一半，从而降低了烟罩提升机构的提升负荷。烟罩自2012年改造以来，设备未出现活动烟罩提升不到位、炉底磨烟罩、烟罩提升链条断或电机烧等设备事故，大大提高了活动烟罩设备保障作用，降低了设备事故率，保障了生产。活动烟罩由自然冷却改为强制冷却，使活动烟罩内的压力由原来的1.0MPa降至0.4MPa；用万向铰链补偿器代替金属软管后，消除了软管爆炸的安全隐患，减少了冷却水的浪费。
2.将钣金件压紧在两电极之间，施加电极压力后，电阻焊变压器向焊接区通过强大的焊接电流，在钣金件接触面上形成真实的物理接触点，并随着通电加热的进行而不断扩大。塑变能与热能使接触点的原子不断激活，接触面消失，继续加热形成熔化熔核，获得牢固的金属键合后，接合面消失，得到柱状晶生长较充分的焊点。
3.点焊缺陷的产生主要与点焊电流、电极压力、电极直径以及钣金件表面的清洁程度有关，根据实际生产而调整点焊电流和点焊时间、规范点焊电极的直径大小，适当调节电极压力等措施，可以减少零件因为缺陷问题而产生的质量问题。
结束语：
钣金结构作为中央空调机组末端设备的重要组成部分，在整个空调系统中起着至关重要的作用，直接影响着产品的外观、性能及成本等。合理的钣金结构设计，是空调机组设计的重中之重。如何有效优化空调机组的钣金结构设计，简化设计流程，减少设计错漏，对缩短产品生产周期、提高产品质量、降低生产成本等都有十分重要的意义，也是个值得长期深入探讨的问题。
参考文献
［1］罗益旋.最新冲压新工艺新技术及模具设计实用手册［M］.杭州：银声音像出版社，2016.
［2］杨建军.产品设计可制造性与生产系统［M］.北京：航空工业出版社，2017.
［3］张旭，王爱民，刘检华.产品设计可装配性技术［M］.北京：航空工业出版社，2016.
论文作者:李开华
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第14期
论文发表时间:2019/9/10
标签：点焊论文; 钣金论文; 电极论文; 机组论文; 钣金件论文; 部件论文; 螺钉论文; 《工程管理前沿》2019年第14期论文;