2.2　焊接前准备工作

2.2.1　正确穿戴焊接劳保用品

无论是手工焊接还是机器人焊接，现场环境都比较恶劣。如图2-9所示，焊接工作开始之前，首要任务就是穿戴好劳保用品，具体要求如下。

①正确佩戴安全帽，进入工位区域前，必须先戴好安全帽。

②穿好焊接防护服，焊接防护服具有阻燃功能，焊接防护服可以保护操作人员不被烫伤、烧伤。

③穿好电工绝缘鞋，焊机的输入电压一般为 220V/380V。

④准备好手套、护目镜，装配工件时要戴手套，注意某些工件边角锋利；焊接开始前要戴上护目镜。

2.2.2　认识机器人弧焊的安全注意事项

①认识机器人弧焊工作站的安全防护装置。进入工位区域前，应戴好安全帽。开始焊接工作之前，要认识机器人弧焊工作站的安全防护装置，如门链开关、示教器急停按钮、控制柜面板急停按钮、外部急停按钮。

②焊接设备的有效/无效设置。可以通过示教器将焊接设备设置为有效或无效，为了保证安全，除了真正进行焊接前，要将焊接设备设置为有效，其余时候要设置为无效。焊接设备无效时，即使执行弧焊开始指令，焊机也不会进行焊接。

设置方法：按一下示教器的“WLED ENBL”键，弹出焊接设备试运行窗口，按F5键，可以切换为有效或无效，如图2-10所示，即为焊接设备无效。

在其余界面操作时，可以通过示教器屏幕左上角状态指示栏中“焊接”指示，看出焊接设备是有效还是无效，当“焊接”指示为黄色时焊接无效，当“焊接”指示为绿色时焊接有效。

③焊接过程中要与工件保持距离，以免飞溅烫伤。本工作站没有配备焊烟净化设备，尽可能打开窗户，保持通风，操作人员可以戴上口罩。焊接后的工件温度很高，严禁用手触碰。

④焊接使用的保护气体的气瓶，是危险源之一，气瓶不能受阳光直接暴晒、明火以及其他热源的辐射加热，否则气瓶中气体受热膨胀会引起爆炸。气瓶较高较重，如果被撞击瓶身或拉拽气管，可能会导致气瓶倾倒，砸伤人或损坏设备。本工作站的气瓶靠墙摆放，使用铁链围栏，使用前要检查铁链是否扣好。

2.2.3　焊丝的安装和送丝测试

焊丝送丝顺畅稳定，才能保证焊接质量。焊接时，送丝机将焊丝从焊丝盘中拉出，送到焊枪。焊丝的送丝路径如图2-11所示。

焊接前，先要测试送丝、退丝是否正常。机器人和焊机都开机后，按下机器人示教器上的送丝键“WIRE+”，能看到焊丝从焊枪稳定匀速伸出；按下机器人示教器上的退丝键“WIRE-”，能看到焊丝稳定匀速缩回焊枪，注意退丝操作只能用作微调，不能大量退丝，否则焊丝会堵塞，卡在焊丝盘和送丝机之间的软管中。送丝键和退丝键在示教器上的位置如图2-12所示。

如果按下送丝键，焊丝不能伸出，或者伸出有卡顿，首先要检查送丝机。如图213所示，焊丝穿过送丝机主动轮的凹槽里，由从动轮压紧。如果压紧旋钮拧得过松或过紧，焊丝受到的摩擦力会过小或过大，都会导致无法送丝或送丝卡顿。

打开送丝机的盖子，按下示教器上的送丝键，如果能看到主动轮转动，则检查压紧旋钮是否调节正确、检查主动轮凹槽大小是否合适、检查焊丝盘能不能正常转动；如果按下送丝键，主动轮不动，说明机器人和焊机通信有问题，需要检查通信设置。

焊丝弯折卡死在软管中，无法送丝时，需要手动抽出焊丝，剪掉弯折部分，重新安装焊丝。焊丝安装步骤如表2-5所示。

2.2.4　在焊机上正确设置参数

本工作站使用的焊机是麦格米特Artsen CM350。因为这款焊机是深圳麦格米特公司和上海发那科机器人公司合作推广，所以焊机上的品牌LOGO是“SHANG HAI- FANUC”（上海发那科），型号上写的是“SFP - C350iA”。在本章中，我们都按麦格米特Artsen CM350焊机来介绍。

麦格米特焊机是国产高端焊机，Artsen CM350 焊机是一款全数字工业重载CO₂/MAG直流智能焊机，它具有以下特点。

①高度可靠性：能够适应潮湿、低温、雷电等恶劣环境，在285～475V电压波动时稳定工作。抗干扰能力强，与其他设备互不影响，使用寿命长。

②高度一致性：高达 64kHz高频逆变设计与精湛的全数字控制，大幅度减少对硬件参数精度的依赖性，同时采用低温漂、高精度元器件，确保在温度差异条件下，焊接输出参数波形保持一致。

③高度稳定性：能自我修正每个熔滴过渡的状态，抑制飞溅的同时，让焊接时刻保持稳定。独特的微观弧压补偿技术与弧长恒定控制技术，保证电弧和熔池稳定的同时，拥有良好的熔深一致。

④高度智能化：具有一元化调节功能，内存焊接专家数据，开启傻瓜式焊接参数调节模式，并配备数字接口，与机器人无缝对接，实时反馈弧焊参数。

Artsen CM350焊机的操作面板如图2-14所示，通过按键选择功能，对应的指示灯亮，两个数码管显示参数具体值。操作面板的各个按键和数码管的作用如表2-6所示。

焊接前，需要在焊机上设置焊丝直径、焊材类型、焊接控制、焊接方法、焊枪冷却方式、一元/分别选择。本章使用默认的起弧和收弧参数，不需要设置。焊接前，在焊机上要设置的参数及其示意图如表2-7所示。

2.2.5　干伸长度设置

干伸长度就是焊丝从导电嘴伸出部分的长度，也是焊接时焊丝参与导电的一段，这一段将熔入到电弧当中，是被焊丝本身的电阻先预热的，这样使焊丝熔化速度加快。干伸长度如图2-15所示。

干伸长度过长，焊丝电阻热剧增，过热而熔化过快并熔断，会导致电弧不稳定且严重飞溅，电流就比设定值低，结果熔透能力下降，焊缝瞄准能力也不稳定，易产生焊缝成形不良；同时喷嘴过高，还会使得气体保护作用减弱而形成气孔。

干伸长度过短，电流就比设定值高，喷嘴太低，飞溅附着在喷嘴上，气体保护作用也减弱。

干伸长度，一般取焊丝直径的10倍，且不超过15mm。本章使用的焊丝直径是1.2mm，所以干伸长度我们设为12mm。

2.2.6　保护气体的流量调节及测试

保护气体是影响焊缝质量的重要因素之一。焊接时，保护气体喷出的示意图如图2-16所示。焊接时，保护气体从焊枪嘴中喷出，驱赶电弧区的空气，在电弧区形成连续封闭的气层，使电极和金属熔池与空气隔绝，使金属熔池不被氧化。焊接时，保护气体还有冷却的作用，减小焊接工件的热影响区。保护气体的种类、气体流量大小都会影响焊缝质量。

（1）保护气体种类

保护气体有单元气体、二元混合气体、三元混合气体。单元气体有二氧化碳、氩气；二元混合气体有氩气加二氧化碳混合、氩气加氧气混合、氩气加氦气混合、氩气加氢气混合；三元混合气体有二氧化碳、氩气和氦气混合。常见的有氩弧焊、二氧化碳保护焊，氩弧焊使用的就是80%氩气+20%二氧化碳的混合气体，用于奥氏体不锈钢、铝、镁、钛、铜及其合金的焊接；二氧化碳保护焊使用的是纯度大于99.5%的二氧化碳气体，常用于碳钢、低合金钢、高强度钢、不锈钢及耐热钢的焊接。本章的机器人弧焊，就属于二氧化碳保护焊。

（2）保护气体流量

保护气体的流量越大，驱赶空气的能力越强，保护层抵抗流动空气影响的能力越强；但流量过大时，会使空气形成紊流，使空气卷入保护层，反而降低了保护效果，所以气体流量要适中。在1～3mm的板材焊接中，气体流量一般调节到10～15L/min。本章焊接的板材厚度1.2mm，使用焊丝1.2mm，气体流量初步调节至13L/min。

本章使用的二氧化碳气体如图2-17所示，本章中加热器不需要使用，在寒冷地区使用时，需将加热器接上电源，给流出的二氧化碳气体加热，因为液态的气体汽化时吸热，温度过低时会将瓶口冻住，导致气体流不出。

（3）保护气体的流量调节及测试

机器人开机，焊机开机。打开气体阀门后，使用示教器的气体键控制送丝机中的电磁阀打开，调节气瓶上节流阀的流量调节旋钮，使流量指示浮球稳定在13L/min的刻度位置，然后在示教器上关闭气体，关闭阀门。操作步骤如表2-8所示。

任务测评：

（1）假设当前使用的焊丝直径是1.0mm，干伸长度可以设置为____mm。

（2）保护气体的流量一般可以调节到____L/min。

（3）为了防止误操作焊接，除了正式进行焊接，其余时间都要把焊接使能“WLED Enable”切换到____状态。

（4）实操任务：将焊丝从焊丝盘出口处剪断，将软管及焊枪中的焊丝取出，重新进行一次焊丝的安装和送丝测试操作。

（5）实操任务：打开保护气体瓶子的阀门，按下示教器中的保护气体测试键，使保护气体的电磁阀打开，调节保护气体流量至14L/min。

（6）实操任务：按照实际使用的机器人弧焊工作站中，焊材种类和大小、保护气体种类、机器人工作方式，在焊机上正确设置，并在下表中记录。