2.2　焊接前準備工作

2.2.1　正確穿戴焊接勞保用品

無論是手工焊接還是機器人焊接，現場環境都比較惡劣。如圖2-9所示，焊接工作開始之前，首要任務就是穿戴好勞保用品，具體要求如下。

①正確佩戴安全帽，進入工位區域前，必須先戴好安全帽。

②穿好焊接防護服，焊接防護服具有阻燃功能，焊接防護服可以保護操作人員不被燙傷、燒傷。

③穿好電工絕緣鞋，焊機的輸入電壓一般為 220V/380V。

④準備好手套、護目鏡，裝配工件時要戴手套，注意某些工件邊角鋒利；焊接開始前要戴上護目鏡。

2.2.2　認識機器人弧焊的安全注意事項

①認識機器人弧焊工作站的安全防護裝置。進入工位區域前，應戴好安全帽。開始焊接工作之前，要認識機器人弧焊工作站的安全防護裝置，如門鏈開關、示教器急停按鈕、控制柜面板急停按鈕、外部急停按鈕。

②焊接設備的有效/無效設置。可以通過示教器將焊接設備設置為有效或無效，為了保證安全，除了真正進行焊接前，要將焊接設備設置為有效，其余時候要設置為無效。焊接設備無效時，即使執行弧焊開始指令，焊機也不會進行焊接。

設置方法：按一下示教器的“WLED ENBL”鍵，彈出焊接設備試運行窗口，按F5鍵，可以切換為有效或無效，如圖2-10所示，即為焊接設備無效。

在其余界面操作時，可以通過示教器屏幕左上角狀態指示欄中“焊接”指示，看出焊接設備是有效還是無效，當“焊接”指示為黃色時焊接無效，當“焊接”指示為綠色時焊接有效。

③焊接過程中要與工件保持距離，以免飛濺燙傷。本工作站沒有配備焊煙凈化設備，盡可能打開窗戶，保持通風，操作人員可以戴上口罩。焊接后的工件溫度很高，嚴禁用手觸碰。

④焊接使用的保護氣體的氣瓶，是危險源之一，氣瓶不能受陽光直接暴曬、明火以及其他熱源的輻射加熱，否則氣瓶中氣體受熱膨脹會引起爆炸。氣瓶較高較重，如果被撞擊瓶身或拉拽氣管，可能會導致氣瓶傾倒，砸傷人或損壞設備。本工作站的氣瓶靠墻擺放，使用鐵鏈圍欄，使用前要檢查鐵鏈是否扣好。

2.2.3　焊絲的安裝和送絲測試

焊絲送絲順暢穩定，才能保證焊接質量。焊接時，送絲機將焊絲從焊絲盤中拉出，送到焊槍。焊絲的送絲路徑如圖2-11所示。

焊接前，先要測試送絲、退絲是否正常。機器人和焊機都開機后，按下機器人示教器上的送絲鍵“WIRE+”，能看到焊絲從焊槍穩定勻速伸出；按下機器人示教器上的退絲鍵“WIRE-”，能看到焊絲穩定勻速縮回焊槍，注意退絲操作只能用作微調，不能大量退絲，否則焊絲會堵塞，卡在焊絲盤和送絲機之間的軟管中。送絲鍵和退絲鍵在示教器上的位置如圖2-12所示。

如果按下送絲鍵，焊絲不能伸出，或者伸出有卡頓，首先要檢查送絲機。如圖213所示，焊絲穿過送絲機主動輪的凹槽里，由從動輪壓緊。如果壓緊旋鈕擰得過松或過緊，焊絲受到的摩擦力會過小或過大，都會導致無法送絲或送絲卡頓。

打開送絲機的蓋子，按下示教器上的送絲鍵，如果能看到主動輪轉動，則檢查壓緊旋鈕是否調節正確、檢查主動輪凹槽大小是否合適、檢查焊絲盤能不能正常轉動；如果按下送絲鍵，主動輪不動，說明機器人和焊機通信有問題，需要檢查通信設置。

焊絲彎折卡死在軟管中，無法送絲時，需要手動抽出焊絲，剪掉彎折部分，重新安裝焊絲。焊絲安裝步驟如表2-5所示。

2.2.4　在焊機上正確設置參數

本工作站使用的焊機是麥格米特Artsen CM350。因為這款焊機是深圳麥格米特公司和上海發那科機器人公司合作推廣，所以焊機上的品牌LOGO是“SHANG HAI- FANUC”（上海發那科），型號上寫的是“SFP - C350iA”。在本章中，我們都按麥格米特Artsen CM350焊機來介紹。

麥格米特焊機是國產高端焊機，Artsen CM350 焊機是一款全數字工業重載CO₂/MAG直流智能焊機，它具有以下特點。

①高度可靠性：能夠適應潮濕、低溫、雷電等惡劣環境，在285～475V電壓波動時穩定工作。抗干擾能力強，與其他設備互不影響，使用壽命長。

②高度一致性：高達 64kHz高頻逆變設計與精湛的全數字控制，大幅度減少對硬件參數精度的依賴性，同時采用低溫漂、高精度元器件，確保在溫度差異條件下，焊接輸出參數波形保持一致。

③高度穩定性：能自我修正每個熔滴過渡的狀態，抑制飛濺的同時，讓焊接時刻保持穩定。獨特的微觀弧壓補償技術與弧長恒定控制技術，保證電弧和熔池穩定的同時，擁有良好的熔深一致。

④高度智能化：具有一元化調節功能，內存焊接專家數據，開啟傻瓜式焊接參數調節模式，并配備數字接口，與機器人無縫對接，實時反饋弧焊參數。

Artsen CM350焊機的操作面板如圖2-14所示，通過按鍵選擇功能，對應的指示燈亮，兩個數碼管顯示參數具體值。操作面板的各個按鍵和數碼管的作用如表2-6所示。

焊接前，需要在焊機上設置焊絲直徑、焊材類型、焊接控制、焊接方法、焊槍冷卻方式、一元/分別選擇。本章使用默認的起弧和收弧參數，不需要設置。焊接前，在焊機上要設置的參數及其示意圖如表2-7所示。

2.2.5　干伸長度設置

干伸長度就是焊絲從導電嘴伸出部分的長度，也是焊接時焊絲參與導電的一段，這一段將熔入到電弧當中，是被焊絲本身的電阻先預熱的，這樣使焊絲熔化速度加快。干伸長度如圖2-15所示。

干伸長度過長，焊絲電阻熱劇增，過熱而熔化過快并熔斷，會導致電弧不穩定且嚴重飛濺，電流就比設定值低，結果熔透能力下降，焊縫瞄準能力也不穩定，易產生焊縫成形不良；同時噴嘴過高，還會使得氣體保護作用減弱而形成氣孔。

干伸長度過短，電流就比設定值高，噴嘴太低，飛濺附著在噴嘴上，氣體保護作用也減弱。

干伸長度，一般取焊絲直徑的10倍，且不超過15mm。本章使用的焊絲直徑是1.2mm，所以干伸長度我們設為12mm。

2.2.6　保護氣體的流量調節及測試

保護氣體是影響焊縫質量的重要因素之一。焊接時，保護氣體噴出的示意圖如圖2-16所示。焊接時，保護氣體從焊槍嘴中噴出，驅趕電弧區的空氣，在電弧區形成連續封閉的氣層，使電極和金屬熔池與空氣隔絕，使金屬熔池不被氧化。焊接時，保護氣體還有冷卻的作用，減小焊接工件的熱影響區。保護氣體的種類、氣體流量大小都會影響焊縫質量。

（1）保護氣體種類

保護氣體有單元氣體、二元混合氣體、三元混合氣體。單元氣體有二氧化碳、氬氣；二元混合氣體有氬氣加二氧化碳混合、氬氣加氧氣混合、氬氣加氦氣混合、氬氣加氫氣混合；三元混合氣體有二氧化碳、氬氣和氦氣混合。常見的有氬弧焊、二氧化碳保護焊，氬弧焊使用的就是80%氬氣+20%二氧化碳的混合氣體，用于奧氏體不銹鋼、鋁、鎂、鈦、銅及其合金的焊接；二氧化碳保護焊使用的是純度大于99.5%的二氧化碳氣體，常用于碳鋼、低合金鋼、高強度鋼、不銹鋼及耐熱鋼的焊接。本章的機器人弧焊，就屬于二氧化碳保護焊。

（2）保護氣體流量

保護氣體的流量越大，驅趕空氣的能力越強，保護層抵抗流動空氣影響的能力越強；但流量過大時，會使空氣形成紊流，使空氣卷入保護層，反而降低了保護效果，所以氣體流量要適中。在1～3mm的板材焊接中，氣體流量一般調節到10～15L/min。本章焊接的板材厚度1.2mm，使用焊絲1.2mm，氣體流量初步調節至13L/min。

本章使用的二氧化碳氣體如圖2-17所示，本章中加熱器不需要使用，在寒冷地區使用時，需將加熱器接上電源，給流出的二氧化碳氣體加熱，因為液態的氣體汽化時吸熱，溫度過低時會將瓶口凍住，導致氣體流不出。

（3）保護氣體的流量調節及測試

機器人開機，焊機開機。打開氣體閥門后，使用示教器的氣體鍵控制送絲機中的電磁閥打開，調節氣瓶上節流閥的流量調節旋鈕，使流量指示浮球穩定在13L/min的刻度位置，然后在示教器上關閉氣體，關閉閥門。操作步驟如表2-8所示。

任務測評：

（1）假設當前使用的焊絲直徑是1.0mm，干伸長度可以設置為____mm。

（2）保護氣體的流量一般可以調節到____L/min。

（3）為了防止誤操作焊接，除了正式進行焊接，其余時間都要把焊接使能“WLED Enable”切換到____狀態。

（4）實操任務：將焊絲從焊絲盤出口處剪斷，將軟管及焊槍中的焊絲取出，重新進行一次焊絲的安裝和送絲測試操作。

（5）實操任務：打開保護氣體瓶子的閥門，按下示教器中的保護氣體測試鍵，使保護氣體的電磁閥打開，調節保護氣體流量至14L/min。

（6）實操任務：按照實際使用的機器人弧焊工作站中，焊材種類和大小、保護氣體種類、機器人工作方式，在焊機上正確設置，并在下表中記錄。