钢筋钢带又称钢筋梯子梁，是由两根并列长梁和连接两梁的若干短节 （短钢筋）焊接而成，相邻短节之间构成限位孔，结构如图1 所示。钢筋钢带由于其结构简单、 成本低廉，大量应用于煤炭开采时的锚杆支护煤巷掘进过程[1-7]。目前，钢筋钢带主要由手工电弧焊焊接而成，存在焊接接头强度不高、 焊工劳动强度大、 环境差、产量低等问题。为了改善目前现状，设计了一种自动焊焊机，该焊机结合钢筋钢带成型结构特点，采用目前较为成熟的电阻压焊工艺进行焊接。分析了电阻压焊过程中影响焊接接头质量的因素，即短节两端焊接热量不均、 焊件并联分流以及焊接三相电流不平衡等。针对这些影响因素，设计了焊接专用工装，并对焊接电源结构及其主要参数进行了设计，实现了钢筋钢带的自动焊接。
图1 钢筋钢带结构示意图
钢筋钢带常规电阻压焊过程是两根电极直接挤压两根长梁外侧，与长梁内侧夹紧的钢筋短节形成焊接电流回路，单根短节焊接过程如图2 所示。
为克服上述困难,人们将大量的碳纳米管通过一定方式组装成一维连续的纤维[5-7].采用传统纤维复合材料制备工艺,可以获得高取向、高含量碳纳米管复合材料.进入21世纪以来,人们先后开发了溶液纺丝法、碳纳米管阵列纺丝法,以及化学气相沉积直接制备法等碳纳米管纤维制备方法,同时也对碳纳米管纤维的力学、电学和热学性能进行了系统研究.初步的研究结果表明,碳纳米管纤维的比强度和比刚度均超过了已有碳纤维,其强度已高达8.9 GPa,而且具有和碳纤维相比更优异的导电和导热特性[6].
图2 单根短节焊接过程模拟示意图
焊接过程中，整个焊接回路的电阻较小（约为几百微欧），由于长梁与短节接触部位的初始接触面积相对较小，其接触电阻相对于其他部位较大，由电流的热效应可知，该接触面可产生大量电阻热，从而使接触面的金属加热至熔融状态，同时在气缸推动电极的挤压力作用下，实现长梁与短节的焊接。在此回路中，钢筋短节两端的接触面电阻等效于两个串联电阻。为保证短节两端焊接接头均有足够的强度，则需两端焊接热量近似相等。但由于钢筋短节两端截面的加工精度不同，且与长梁间接触紧密度、 平整度等存在较大差异，使两端接触面电阻相差较大，从而导致两端焊接接头质量不同，严重的可导致其中一端虚焊。
长梁从一侧通过自动输送装置到达焊接工位，短节上料装置将短节放置在长梁内侧，焊接完成后，继续输送一定距离后焊接另一钢筋短节。这时焊接当前工位短节会与已焊接完成的短节形成并联电路，使当前焊接实际功率不足。由于损失了一部分能量，导致焊接接头强度差，即所谓的焊接过程中电流分流问题。
为解决由于短节两端接触电阻不同导致的焊接热量不均、 焊接接头强度差的问题，可采用双电源同时独立供电模式进行焊接，双电源供电焊接结构如图3 所示。
图3 双电源供电焊接结构示意图
在初级回路中串联一个双向晶闸管组成单相调压电路，用来控制回路通电时间及电流大小[8]。短节中间加一个电极构成两个焊接回路，使短节两端各自有独立电源供电。通过独立供电的双电源设计，避免了单一电源供电时，由接触电阻差异导致的焊接热量不均问题。
为实现钢筋钢带工件的自动化连续焊接，必须使伺服电机控制输送的钢筋长梁与震动盘控制输送的短节到达焊接工位进行焊接。为此设计了钢筋钢带的专用焊接工装，该工装包括短节夹紧气缸、 推力气缸、 电极、 底座、 限位装置等，其结构如图4 所示。长梁和短节到达输送焊接工位后，夹紧气缸夹紧短节，推力气缸推动电极夹紧长梁，同时实现长梁与短节的焊接。
旅游休闲是人的普遍需求，然而这种需求很多时候受到了社会、环境、经济等方面的限制[1].城市公园是人们外出休闲游憩的重要场所，在我们的生活中扮演着越来越重要的角色.城市公园其本质是服务于市民的城市公共场所，具有公益性、平等性和文化性[2].其公益性应该体现在服务人群的多样性和公平性上.然而现有城市公园却较少考虑到残障人士的需求.据全国残疾人抽样调查结果显示，中国各类残疾人总数接近一亿，约占全国人口总数的7%[3].庞大的残障人士群体分布在社会各个阶层，使我们不得不注意到这一特殊群体的休闲需求，关注城市公园中的无障碍环境建设.
图4 钢筋钢带焊接工装结构示意图
基于钢筋钢带工件结构的特点，距离较小的相邻短节之间构成限位孔。由于相邻限位孔间的距离相对较长，分流作用不显著，故并联分流作用主要存在于构成限位孔的两根短节之间。这种并联焊接结构在焊接过程中会引起分流，但同时这种结构又可以实现高效焊接。故设计采取同时焊接两根钢筋短节，即6 个电极同时夹紧两根短节分别形成4 个焊接回路，且两短节的接触电阻相互构成并联电路。双根短节同时焊接结构如图5所示。采用该焊接方式，不仅可以解决并联电路分流导致的焊接功率不足问题，同时也提高了焊接效率及能量利用率。
游戏的名称叫做“4 Questions”。教师展示几种动植物图片，并请一组学生到讲台前面，面朝同学站立，再任意指示一例生物作为谜底，请这组学生最多提问4次并猜出谜底。教师要向学生讲清这四个问题要符合2个要求：必须是一个一般疑问句，不能直接提问名称；其他学生只能根据谜底回答Yes或No，不能作任何提示。
图5 双根短节同时焊接结构示意图
采用工频三相交流电源同时焊接两根钢筋短节，焊接时只利用了三相电中A、 B 两相之间的电压，而C 相未使用。由于焊机焊接所需功率较大，此种焊接方法存在三相电流不平衡问题，会产生供电波形失真、 电涌、 尖波等现象，这对电网冲击及设备损害极大，而且会影响焊接接头的质量[9]。结合钢筋钢带结构的特点，相邻两根短节构成限位孔，每一个限位孔需要一相电压。因此，为解决焊接电源三相电流不平衡问题，采取同时焊接3 段的方法，即同时焊接6 根钢筋短节，结构如图6 所示。
图6 6 根短节同时焊接结构示意图
同时焊接6 根钢筋短节，钢筋钢带限位孔的特殊结构恰好可以满足这种焊接方法，每组构成限位孔的短节利用三相电压中的一相，3 组限位孔就可利用三相电压。此种焊接设计不仅解决了焊接电源三相电流不平衡的问题，且提高了焊接效率。
钢筋钢带专用焊机采用固定式焊机，设计的焊机主要用于低碳热轧钢筋的焊接。整套设备同时焊接6 根钢筋短节，需要设计6 个相同变压器，以其中一个变压器为例，做如下设计。
3.3.1 焊机功率设计
设计的焊机主要用于焊接直径10～16 mm 圆棒状经校直后的低碳热轧钢筋，低碳钢电阻焊焊机额定容量[10]取0.3～0.5 kVA/mm2。不同截面积所需焊机功率范围见表1。
表1 不同截面积对应的焊机功率范围
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基于钢带焊接结构的特殊性，焊接部位位于圆棒状钢筋短节与长梁相贯面处，最终所需焊接截面大小约等于圆棒截面积。短节两端接头同时焊接，单台变压器需要提供两个截面焊接所需功率。对比表1 中数据，所选焊机容量应符合焊接需求且经济绿色、 节约资源，综合分析设计单台变压器容量为200 kVA。
3.3.2 焊机变压器铁心设计
焊接原始参数：网压电压U1=380 V、 频率f=50 Hz、 负载持续率εN=10%、 变压器额定实载功率200 kVA、 强制水冷等。
变压器次级绕组为两组一匝的线圈。每组线圈的次级额定空载电压U2N=6.34 V。变压器铁心净截面积计算公式[9]为
式中： SFe——变压器铁心净截面积，cm2；
U2N——次级额定空载电压，V；
f——电源频率，Hz；
N2——次级绕组匝数；
BM——最大磁通，T。
4.鉴于新的《企业会计准则》已将企业的研发活动分为研究阶段和开发阶段，但并未就二者如何划分做出清晰明确的规范，许多支出需要靠企业自行判断，这就给企业留下了巨大的发挥和选择空间，不利于对企业无形资产研发进行管理。[15]对此，建议有关部门尽快制定相关细则，对准则规定的两个阶段做出具体阐述，并明确如何划分无形资产研发支出的资本化和费用化，将这些规定法律化、制度化，以更好地对企业进行规范管理。
铁心材料选用D310－0.35 硅钢片，查表[11]选取BM=1.70 T。代入式 （1）计算得铁芯截面积SFe=168 cm2，取铁芯柱截面宽a=9 cm，则厚度b=18.7 cm。毛厚为b′，取叠片系数[11]KC=0.9，计算得到毛厚b′=20.8 cm。
3.3.3 焊机变压器结构设计
由于变压器容量为200 kVA，次级调节分为八级调节为宜，额定级定为倒数第二级，使变压器有一定的后备容量。取U2N/U2min=1.75，其中U2min为次级最低电压值，则U2min 为3.62 V。由于次级是两组一匝的绕组，以其中一匝线圈为例，若使电压按几何级数随级别提高，其比率为q，则
其中U2（1）为次级第一级电压，求得q=1.10，计算出变压器各级电压U2。由各级的变压比算出初级绕组的匝数，取整数值，再反过来修正各级电压，各参数值计算结果见表2。
表2 变压器设计参数
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变压器一次绕组按抽头形式设计8 级调节级数，即8 个档位调节，级数调节原理如图7 所示。
各档位之间匝数为表2 中对应档位初级绕组匝数的差值，其中第8 档为基础匝数54 匝。标号越大的档位其初级绕组匝数越小，焊接电压越大，可焊接圆棒直径越大。
目前多媒体教学应用非常普遍，大学教师经常使用之前已经做好的PPT进行教学，但“电力系统继电保护”这门课程本身就存在大量的抽象理论，而且包含较多的数学计算，如：系统振荡对距离保护的影响及振荡闭锁回路、零序电流等，这些内容往往涉及大量的公式推导，而如今PPT教学很多涉及公式推导的过程都是在PPT上直接展示结果，或者是直接在PPT上展示大量的公式，这样就显得教学过程枯燥乏味。PPT教学导致的另外一个结果就是教师和学生互动性不够，课堂上仅仅由教师全盘“倒灌”教学，学生坐在教室被动接受知识，而无法提升课堂的学习氛围，从而导致教学质量大打折扣。
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这些动画在水墨动画的探索中做出了不可磨灭的功绩，构成了我国水墨动画的基本形态和艺术特性，已被广大观众所接受，在世界动画领域中独树一帜。
图7 变压器级数调节器原理图
3.3.4 初、 次级绕组导线截面积设计
初级绕组线圈为带有绝缘层的扁平铜线，初级绕组截面积[11]为
式中： k——变压比；
j1——初级绕组许用电流密度，A/mm2。
1.03 ～1.07 为考虑变压器的损耗和磁化电流的 系数，取j1=5 A/mm2，代入得S1=36.7 mm2，取宽为14.1 mm，厚度为4.7 mm。有时为了节省铜料，在低于额定级才接入的绕组，其截面积可选的小一些。同理，取j2=5 A/mm2，次级绕组截面积S2=1 012 mm2，可选用相同截面积的铜箔叠片进行软连接。
在钢筋钢带自动焊生产线的送料、 调直、 储料、 控制、 剪切、 出料等设备的协同下，设计的焊机电源及其焊接工装结构实现了钢筋钢带焊接过程的自动化。设置一定焊接参数，得到焊接产品，并通过对焊接产品进行破坏性试验检测其强度。
试验采用直径为10 mm 的Q235b 热轧钢筋，在MTS 静态液压万能试验机进行拉伸试验，拉伸速率6 mm/min。采用两种不同焊接参数进行焊接，具体参数设置见表3。
尤其在当下社会，随着社会生产力的提高，人民对物质文化生活的期望也日益提高，会有更多的社会力量去关注“精神食粮”，比如图书馆文献资源建设的情况。这种具有公益性和慈善性的行为更是对社会的和谐发展，公民的人生观、价值观有着积极的指导意义。本文选取在中国历史上比较具有代表性的阶段——民国时期，对图书馆文献捐赠的历史进行梳理与探析。
表3 焊接电源及压力参数设置
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每组在相同试验条件下分别有3 个焊接试样，在万能拉伸机下对试样的焊接接头做破坏性试验，测量试样的拉伸断裂荷重，来衡量产品的可靠性，试样拉伸断裂荷重检测结果见表4。
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表4 试样拉伸断裂荷重检测结果
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试验结果表明，本研究电阻焊机采用不同焊接参数所焊接的试样，其拉伸断裂荷重远大于手工电弧焊所焊接的产品强度。钢筋直径相同时，手工电弧焊接焊缝拉伸断裂荷重约为16 kN，而采用电阻压焊自动焊接方法焊接产品的焊缝拉伸断裂荷重均大于20 kN，满足实际使用要求，且焊接效率有了较大提高。直径10 mm 钢筋焊缝拉伸断裂荷重约为30 kN，电阻压焊产品的焊点拉伸断面面积约为直径截面的65%～85%。理论计算的焊点拉伸断裂荷重与实际测量值相符。因此所设计的焊机参数及焊接工装结构是合理可行的。
完成了钢筋钢带专用焊接工装及焊机电源的结构设计以及其自动焊生产线的成套设计，提高了钢筋钢带的生产效率及焊接接头质量，降低了生产成本。焊接工艺试验结果表明，焊接产品相比手工电弧焊，其拉伸断裂荷重有较大提升，满足实际使用要求，该设计结构和参数合理可行。该设计不仅解决了当前焊接的实际问题，对特殊工件焊接接头的工装设计提供了参考和借鉴，同时对设计其他专用焊机有一定的参考价值。
ZHU Yan-fei, WANG Chang-lu, ZHU Ling-lin, JI Yong-shuo, ZHU Jun-qiu, ZHAO Hong, ZHANG Yu
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