Fronius福尼斯焊机弧焊节气装置

Fronius福尼斯焊机凭借成熟的电弧控制能力，在汽车零部件、工程机械、钢结构等自动化焊接产线当中得到大量应用。整套焊接系统可以完成薄板拼接、厚板熔透、CMT精密钎焊等多种加工任务，焊接过程里输出电流会跟随板材厚度、焊缝位置、焊接层数持续发生变化。车间内绝大多数工作站依旧沿用传统减压阀供气模式，流量数值一旦调试完成就保持固定不变，不会跟随电弧状态做出改动。现场操作人员为规避焊缝气孔、氧化等缺陷，一般会按照工况的最大用气需求设定流量，造成了大量的气体浪费。WGFACS弧焊节气装置可适配福尼斯焊机，重构供气逻辑，气体输出贴身实际工况需求，电流大则多电流小则少，气体节约40%-60%

焊接作业过程会出现大量电弧熄灭的阶段，机器人完成一段焊缝之后，会移动到下一个焊接点位，或是配合工装完成工件换位，等待工件上料。电弧断开之后，熔池不再处于高温熔融状态，不再需要大量保护气体持续覆盖。传统气路没有识别电弧启停的能力，只要气源通路保持接通，保护气体就会持续向外排出。这一部分气体没有参与焊缝防护，直接散逸到车间环境之中。大批量连续生产的产线，机器人空走移动占比偏高，日积月累就会形成可观的气体消耗。人工手动调节阀门很难跟上机器人高速运动节奏，调节时机出现偏差，很容易造成起弧瞬间供气不足，带来焊缝质量隐患，这种方式很难适配自动化产线的运行节奏。

福尼斯焊机的工艺特性，会让焊接电流在短时间内出现大幅度波动。同一套工件上，会交替出现小电流的薄板搭接，局部补焊，也会出现厚板位置需要加大电流完成熔透。固定流量供气模式只能维持单一输出水平，大电流焊接区间，供气可以满足熔池防护的要求，切换到小电流施焊的时候，多余的气流会冲击体积偏小的熔池，扰乱熔池成型状态，造成焊道纹路杂乱，局部出现咬边。如果调低固定流量来降低消耗，遇到大电流焊接位置，供气又会达不到防护要求，焊缝内部容易生成气孔，工艺需求和耗材消耗之间很难达成平衡。

WGFACS弧焊节气装置接入福尼斯焊机工作站，不用改动焊机内部原有工艺程序，也不会修改已经调试完毕的焊接参数。装置读取焊机输出回路的实时电流信号，捕捉电弧的启停与数值起伏，实现按需供给，电流大则多，电流小则少。信号采集只读取焊接回路的运行状态，不会干预焊机本身的电弧控制逻辑，装置串联接入原有气路管路，现场改造作业的工作量不大，可以适配多类不同的焊接加工工况。

装置捕捉到电流抬升进入施焊状态，会平稳提升气体输出，在焊枪出口形成均匀的保护气层，完整包裹电弧与熔池，隔绝空气中的杂质，减少焊缝氧化缺陷的产生。当焊接电流回落进入小电流作业区间，系统同步平缓下调供气流量，把出气量维持在对应工况适配的区间。流量调节保持平缓过渡，不会出现流量瞬间冲高或者跌落，避免气流扰动破坏焊缝成型。电弧熄灭，机器人进入移动等待阶段，装置会把气体输出降到很低的待机水平，仅维持管路内部微弱正压，阻挡外部空气倒灌进入焊枪管路，减少空走阶段的气体外泄。

福尼斯焊机自带的预送气和收弧延时逻辑，会直接影响气体消耗和焊缝成品状态。WGFACS弧焊节气装置可以独立对预送气时长、收弧延时做参数配置。起弧之前适度提前送出保护气体，保证引弧的一瞬间熔池就处在完整的保护氛围之内。收弧作业完成之后保留短暂的延时供气，保护依旧处于高温状态的焊缝金属，避免冷却阶段接触空气发生氧化。各项参数能够按照板材材质、板厚、焊丝规格做对应调整，不用依靠固定阀门开度去兼顾全部加工工况。

产线实际运行过程当中，配备福尼斯焊机的焊接工作站加装这套装置之后，保护气体消耗出现明显下降，焊缝成型状态依旧维持原有工艺水平。小电流薄板施焊阶段，多余气流带来的熔池扰动得到缓解，焊道表面成型更加规整，飞溅产生的情况也得到一定程度的抑制。机器人空走变位、等待工件的间隙，气体消耗得到有效压缩，整套生产节拍不会受到任何影响。两班倒不间断运行的生产车间，能够持续压缩保护气体的采购支出。

自动化弧焊生产，需要兼顾工件成品质量和生产耗材成本。传统固定供气模式只能在质量安全和气体消耗之间做取舍，WGFACS弧焊节气装置供气输出贴合真实焊接工况、福尼斯焊机电流起伏的工艺特点，在不影响焊缝品质的前提下，消解大量无效气体消耗。这套改造方案不用对现有焊接工作站做大规模结构改动，可以快速融入已经成型的自动化产线，给弧焊生产带来切实的改善。