2.2　焊接前準(zhǔn)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(jī)器人焊接，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境都比較惡劣。如圖2-9所示，焊接工作開始之前，首要任務(wù)就是穿戴好勞保用品，具體要求如下。

①正確佩戴安全帽，進(jìn)入工位區(qū)域前，必須先戴好安全帽。

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

③穿好電工絕緣鞋，焊機(jī)的輸入電壓一般為 220V/380V。

④準(zhǔn)備好手套、護(hù)目鏡，裝配工件時(shí)要戴手套，注意某些工件邊角鋒利；焊接開始前要戴上護(hù)目鏡。

2.2.2　認(rèn)識(shí)機(jī)器人弧焊的安全注意事項(xiàng)

①認(rèn)識(shí)機(jī)器人弧焊工作站的安全防護(hù)裝置。進(jìn)入工位區(qū)域前，應(yīng)戴好安全帽。開始焊接工作之前，要認(rèn)識(shí)機(jī)器人弧焊工作站的安全防護(hù)裝置，如門鏈開關(guān)、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(shè)備的有效/無效設(shè)置。可以通過示教器將焊接設(shè)備設(shè)置為有效或無效，為了保證安全，除了真正進(jìn)行焊接前，要將焊接設(shè)備設(shè)置為有效，其余時(shí)候要設(shè)置為無效。焊接設(shè)備無效時(shí)，即使執(zhí)行弧焊開始指令，焊機(jī)也不會(huì)進(jìn)行焊接。

設(shè)置方法：按一下示教器的“WLED ENBL”鍵，彈出焊接設(shè)備試運(yùn)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(shè)備無效。

在其余界面操作時(shí)，可以通過示教器屏幕左上角狀態(tài)指示欄中“焊接”指示，看出焊接設(shè)備是有效還是無效，當(dāng)“焊接”指示為黃色時(shí)焊接無效，當(dāng)“焊接”指示為綠色時(shí)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(shè)備，盡可能打開窗戶，保持通風(fēng)，操作人員可以戴上口罩。焊接后的工件溫度很高，嚴(yán)禁用手觸碰。

④焊接使用的保護(hù)氣體的氣瓶，是危險(xiǎn)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(huì)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(huì)導(dǎo)致氣瓶?jī)A倒，砸傷人或損壞設(shè)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?zhǔn)欠窨酆谩?/p>

2.2.3　焊絲的安裝和送絲測(cè)試

焊絲送絲順暢穩(wěn)定，才能保證焊接質(zhì)量。焊接時(shí)，送絲機(jī)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(cè)試送絲、退絲是否正常。機(jī)器人和焊機(jī)都開機(jī)后，按下機(jī)器人示教器上的送絲鍵“WIRE+”，能看到焊絲從焊槍穩(wěn)定勻速伸出；按下機(jī)器人示教器上的退絲鍵“WIRE-”，能看到焊絲穩(wěn)定勻速縮回焊槍，注意退絲操作只能用作微調(diào)，不能大量退絲，否則焊絲會(huì)堵塞，卡在焊絲盤和送絲機(jī)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(jī)。如圖213所示，焊絲穿過送絲機(jī)主動(dòng)輪的凹槽里，由從動(dòng)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(huì)過小或過大，都會(huì)導(dǎo)致無法送絲或送絲卡頓。

打開送絲機(jī)的蓋子，按下示教器上的送絲鍵，如果能看到主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，則檢查壓緊旋鈕是否調(diào)節(jié)正確、檢查主動(dòng)輪凹槽大小是否合適、檢查焊絲盤能不能正常轉(zhuǎn)動(dòng)；如果按下送絲鍵，主動(dòng)輪不動(dòng)，說明機(jī)器人和焊機(jī)通信有問題，需要檢查通信設(shè)置。

焊絲彎折卡死在軟管中，無法送絲時(shí)，需要手動(dòng)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(jī)上正確設(shè)置參數(shù)

本工作站使用的焊機(jī)是麥格米特Artsen CM350。因?yàn)檫@款焊機(jī)是深圳麥格米特公司和上海發(fā)那科機(jī)器人公司合作推廣，所以焊機(jī)上的品牌LOGO是“SHANG HAI- FANUC”（上海發(fā)那科），型號(hào)上寫的是“SFP - C350iA”。在本章中，我們都按麥格米特Artsen CM350焊機(jī)來介紹。

麥格米特焊機(jī)是國(guó)產(chǎn)高端焊機(jī)，Artsen CM350 焊機(jī)是一款全數(shù)字工業(yè)重載CO₂/MAG直流智能焊機(jī)，它具有以下特點(diǎn)。

①高度可靠性：能夠適應(yīng)潮濕、低溫、雷電等惡劣環(huán)境，在285～475V電壓波動(dòng)時(shí)穩(wěn)定工作。抗干擾能力強(qiáng)，與其他設(shè)備互不影響，使用壽命長(zhǎng)。

②高度一致性：高達(dá) 64kHz高頻逆變?cè)O(shè)計(jì)與精湛的全數(shù)字控制，大幅度減少對(duì)硬件參數(shù)精度的依賴性，同時(shí)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(shù)波形保持一致。

③高度穩(wěn)定性：能自我修正每個(gè)熔滴過渡的狀態(tài)，抑制飛濺的同時(shí)，讓焊接時(shí)刻保持穩(wěn)定。獨(dú)特的微觀弧壓補(bǔ)償技術(shù)與弧長(zhǎng)恒定控制技術(shù)，保證電弧和熔池穩(wěn)定的同時(shí)，擁有良好的熔深一致。

④高度智能化：具有一元化調(diào)節(jié)功能，內(nèi)存焊接專家數(shù)據(jù)，開啟傻瓜式焊接參數(shù)調(diào)節(jié)模式，并配備數(shù)字接口，與機(jī)器人無縫對(duì)接，實(shí)時(shí)反饋弧焊參數(shù)。

Artsen CM350焊機(jī)的操作面板如圖2-14所示，通過按鍵選擇功能，對(duì)應(yīng)的指示燈亮，兩個(gè)數(shù)碼管顯示參數(shù)具體值。操作面板的各個(gè)按鍵和數(shù)碼管的作用如表2-6所示。

焊接前，需要在焊機(jī)上設(shè)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(rèn)的起弧和收弧參數(shù)，不需要設(shè)置。焊接前，在焊機(jī)上要設(shè)置的參數(shù)及其示意圖如表2-7所示。

2.2.5　干伸長(zhǎng)度設(shè)置

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

干伸長(zhǎng)度過長(zhǎng)，焊絲電阻熱劇增，過熱而熔化過快并熔斷，會(huì)導(dǎo)致電弧不穩(wěn)定且嚴(yán)重飛濺，電流就比設(shè)定值低，結(jié)果熔透能力下降，焊縫瞄準(zhǔn)能力也不穩(wěn)定，易產(chǎn)生焊縫成形不良；同時(shí)噴嘴過高，還會(huì)使得氣體保護(hù)作用減弱而形成氣孔。

干伸長(zhǎng)度過短，電流就比設(shè)定值高，噴嘴太低，飛濺附著在噴嘴上，氣體保護(hù)作用也減弱。

干伸長(zhǎng)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(zhǎng)度我們?cè)O(shè)為12mm。

2.2.6　保護(hù)氣體的流量調(diào)節(jié)及測(cè)試

保護(hù)氣體是影響焊縫質(zhì)量的重要因素之一。焊接時(shí)，保護(hù)氣體噴出的示意圖如圖2-16所示。焊接時(shí)，保護(hù)氣體從焊槍嘴中噴出，驅(qū)趕電弧區(qū)的空氣，在電弧區(qū)形成連續(xù)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(shí)，保護(hù)氣體還有冷卻的作用，減小焊接工件的熱影響區(qū)。保護(hù)氣體的種類、氣體流量大小都會(huì)影響焊縫質(zhì)量。

（1）保護(hù)氣體種類

保護(hù)氣體有單元?dú)怏w、二元混合氣體、三元混合氣體。單元?dú)怏w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(hù)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(hù)焊使用的是純度大于99.5%的二氧化碳?xì)怏w，常用于碳鋼、低合金鋼、高強(qiáng)度鋼、不銹鋼及耐熱鋼的焊接。本章的機(jī)器人弧焊，就屬于二氧化碳保護(hù)焊。

（2）保護(hù)氣體流量

保護(hù)氣體的流量越大，驅(qū)趕空氣的能力越強(qiáng)，保護(hù)層抵抗流動(dòng)空氣影響的能力越強(qiáng)；但流量過大時(shí)，會(huì)使空氣形成紊流，使空氣卷入保護(hù)層，反而降低了保護(hù)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)至13L/min。

本章使用的二氧化碳?xì)怏w如圖2-17所示，本章中加熱器不需要使用，在寒冷地區(qū)使用時(shí)，需將加熱器接上電源，給流出的二氧化碳?xì)怏w加熱，因?yàn)橐簯B(tài)的氣體汽化時(shí)吸熱，溫度過低時(shí)會(huì)將瓶口凍住，導(dǎo)致氣體流不出。

（3）保護(hù)氣體的流量調(diào)節(jié)及測(cè)試

機(jī)器人開機(jī)，焊機(jī)開機(jī)。打開氣體閥門后，使用示教器的氣體鍵控制送絲機(jī)中的電磁閥打開，調(diào)節(jié)氣瓶上節(jié)流閥的流量調(diào)節(jié)旋鈕，使流量指示浮球穩(wěn)定在13L/min的刻度位置，然后在示教器上關(guān)閉氣體，關(guān)閉閥門。操作步驟如表2-8所示。

任務(wù)測(cè)評(píng)：

（1）假設(shè)當(dāng)前使用的焊絲直徑是1.0mm，干伸長(zhǎng)度可以設(shè)置為____mm。

（2）保護(hù)氣體的流量一般可以調(diào)節(jié)到____L/min。

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

（4）實(shí)操任務(wù)：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(jìn)行一次焊絲的安裝和送絲測(cè)試操作。

（5）實(shí)操任務(wù)：打開保護(hù)氣體瓶子的閥門，按下示教器中的保護(hù)氣體測(cè)試鍵，使保護(hù)氣體的電磁閥打開，調(diào)節(jié)保護(hù)氣體流量至14L/min。

（6）實(shí)操任務(wù)：按照實(shí)際使用的機(jī)器人弧焊工作站中，焊材種類和大小、保護(hù)氣體種類、機(jī)器人工作方式，在焊機(jī)上正確設(shè)置，并在下表中記錄。