摘要

尽管MIG焊接机器人广泛应用于汽车装配中，但“点焊”是汽车冲压装配制造业中最常见的焊接应用。每个制造过程都可能会发生变化-包括电阻焊在内；零件装配，零件厚度变化，电极未对准，涂层材料或厚度变化，密封剂，焊接力变化，分流，机床性能下降;以及炉渣和飞溅物损坏。所有焊枪头都会磨损。过程的基本部分。尽管自适应电阻焊接控制会自动补偿，以使生产和质量达到枪头磨损时所需的水平，从而使焊接保持可靠；该系统无法补偿因夹渣，飞溅物以及固定夹具，传感器和喷枪头上的零件而造成的损坏。为了清除焊接机器人的炉渣和飞溅物，干冰爆破清洗技术已被证明是有效的补救措施。目前，从重渣去除到精密的半导体和电路板清洁，干冰清洗技术技术已广泛用于各种应用中。该过程可以在线使用，而不会损坏设备。与常规的有毒化学药品，高压喷水和喷砂处理不同，干冰清洗使用高速气流中的干冰颗粒去除表面上的污染物，而不会增加成本，并且不会增加二次废物的处理和处置费用。本文介绍了MIG和点焊工艺，并分析了冲压组件自动焊接过程中的熔渣和飞溅物形成情况，干冰喷射工艺在自动冲压工厂操作中清洁焊接机器人的实用性至关重要。

简介

干冰是二氧化碳（CO2）的固体形式，它是在我们的大气中自然发现的无色，无味，无味的气体。 尽管它的存在量相对较小（约占体积的0.03％），但它是我们所知道的最重要的气体之一。 在1930年代初期，制造固相二氧化碳成为可能。 在这段时间里，“干冰”的产生只不过是一个实验室实验。 随着制造干冰的程序变得容易获得，这种创新物质的应用也在增长。 显然，第一种用途是用于制冷，而干冰仍在食品工业中广泛用于包装和保护，《技术与运营管理》（Journal of Technology and Operations Management）7（2），56-68（2012）

1945年，美国海军用干冰作为清洗介质用于各种除油清洗技术。 1963年5月，雷金纳德·林德尔（Reginald Lindall）获得了一项“使用喷射的CO2颗粒从骨头上去除肉的方法”的专利。 1972年11月，埃德温·赖斯（Edwin Rice）获得了一项专利，该专利是他的“通过喷涂高速干冰颗粒去除物品多余部分的方法”。同样，在1977年8月，Calvin Fong获得了“用能升华的材料制成的喷丸进行喷砂处理”的专利。这些早期先驱者的工作和成功促成了1980年代初期几家公司的成立，这些公司一直致力于发展干冰喷射技术。 1986年，纽厄尔·克雷恩（Newell Crane）先生在俄亥俄州成立了ColdJet®，Inc.。干冰制粒机和干冰喷射机在1980年代后期进入了工业市场。当时，喷砂机的体积很大，价格昂贵，并且操作时需要很高的气压（压力大于200 psi或13.8 bar）。随着二氧化碳/干冰喷射技术的发展，干冰喷射机的尺寸和成本不断下降，目前，最新的喷嘴技术已使喷射在80 psi或5.5 bar的车间气压下有效（Snide，1992）。

如今，干冰清洗技术已广泛用于从重渣去除到精密的半导体和电路板清洁的广泛应用中。 可以在线使用而不会损坏设备或不需要机器“拆卸”的过程。 与常规的有毒化学药品，高压喷水和喷砂处理不同，干冰清洗使用高速气流中的干冰颗粒去除表面上的污染物，而不会增加成本，并且不会增加二次废物的处理和处置费用。 实际上，任何属于生产过程且难以在线或在生产时间内通过传统方式清洁的物品，都可能是出色的干冰应用，例如从机器人，固定装置和运输工具中清除焊渣（Ackerman，2013年）。

机器人焊接是机器人技术的较新应用。它是技术的一个分支，涉及机器人以及用于控制，感官反馈和信息处理的计算机系统的设计，构造，操作和应用。即使在1960年代首次将机器人引入美国行业，但直到1980年代汽车行业开始广泛使用机器人进行点焊时，机器人在焊接中的使用才开始兴起。从那时起，工业中使用的机器人数量及其应用数量都大大增加了。对于公司而言，投资焊接自动化可以是一种相对较快的方法，以实现更高的生产率，改善焊接质量并降低成本。但是保护投资是长期保持这些收益的关键。预防性和预测性维护计划是一种简单且经济高效的帮助方法。这些程序不仅可以防止代价高昂的停机，而且还可以帮助降低人工成本，减少浪费并最大程度地减少返工（Nocks，2007年）。机器人可以焊接预编程的位置，可以通过机器视觉或通过两种方法的组合进行引导。然而，事实证明，机器人焊接的许多优点使其成为一种可以帮助许多原始设备制造商（OEM）成长的技术。准确性，可重复性和吞吐量（Cary和Helzer，2005年）。

焊接过程– MIG和点电阻焊接

焊接是一种制造或雕刻过程，通过引起聚结而将材料（通常是金属或热塑性塑料）连接在一起。 通常，这是通过熔化工件并添加填充材料以形成熔融材料池（焊池）来完成的，冷却后冷却成《技术与操作管理学报》 7（2），56-68（2012）58 有时会与热结合使用压力，也可能单独使用压力来产生焊缝。 这与钎焊和钎焊相反，钎焊和钎焊涉及在工件之间熔化较低熔点的材料以在它们之间形成结合，而不熔化工件（Weman，2003）。

MIG和点电阻焊–是在各种制造操作中用于连接金属组件的两种最广泛使用的方法。气体金属电弧焊（GMAW），有时也称为金属惰性气体（MIG）焊接或金属活性气体（MAG）焊接，是一种焊接过程，在该过程中，易损金属丝电极与工件金属之间形成电弧加热工件金属，使其熔化并结合。保护气体与焊丝一起穿过焊枪，从而保护过程不受空气中污染物的影响。该过程可以是半自动或自动的。 GMAW最常使用恒定电压直流电源，但也可以使用恒定电流系统以及交流电。 GMAW中有四种主要的金属转移方法，分别称为球状，短路，喷涂和脉冲喷涂，每种方法具有不同的特性以及相应的优点和局限性。