焊接生產過程中會因為母材、焊接材料以及焊接冶金反應生成一系列以氣體和氣溶膠態(tài)形式存在的煙塵物質，這些煙塵物質散布于空氣中，很容易被人體吸收，因而當煙塵濃度過一定標準后，會嚴危害環(huán)境和人體健康[1]。本文通過建立MIG焊焊接煙塵光電檢測系統(tǒng)，以光學理論為基礎原理，對焊接煙塵進行實時光電檢測，以達到對不同焊接工藝的焊接煙塵進行分析總結的目的，進而有效控制對人體危害較大的焊接工藝的應用，大限度地保護焊接環(huán)境和操作員的安全。 
　　1 MIG焊焊接煙塵光電檢測系統(tǒng) 
　　MIG焊焊接煙塵光電檢測系統(tǒng)是以光學理論為基礎原理，通過檢測MIG焊不同焊接參數(shù)下激光在煙塵區(qū)的信息變化，實現(xiàn)對煙塵變化的實時檢測，進而得出不同焊接方法和工藝產生的煙塵的性質和特點，總結出焊接工藝參數(shù)對MIG焊接煙塵濃度及生成量的影響規(guī)律。該系統(tǒng)主要由MIG焊接系統(tǒng)和光學系統(tǒng)兩大部分組成： 
　　（一）MIG焊接系統(tǒng) 
　　MIG焊是一種以氬氣或富氬氣為保護介質、以可熔化的焊絲及燃燒于工件間的電弧為熱源的電弧焊，具有焊接質量高、載流能力大的特點。MIG焊接系統(tǒng)主要包括基本焊接設備、直流電焊機脈沖控制器、焊接輔助設備等三個組成部分[2]。 
　　基本焊接設備的具體應用設備及要求為：①逆變式V-300型林肯電焊機，焊接性能好，滿足實驗的工藝要求，電流輸出范圍：50A-300A；電壓輸出：13V-42V； 
　　②S-86A型半自動送絲機，慣性小，動態(tài)品質高，送絲均勻平穩(wěn)，讀數(shù)方便，送絲速度：1.7-21m/min，焊絲直徑：實芯0.8-2mm，藥芯3.2mm；③SWHT-1A-2C直線焊接工作臺采用單軸數(shù)控裝置，傳動部分采用步進電機驅動，運行平穩(wěn)，易安裝可拆卸。直流電焊機脈沖控制器采用單片機核心的數(shù)字化結構，快捷簡便，實用性強，焊接輔助設備主要包括氬氣瓶、氣流計、電壓表、分流器等。 
　　（二）光學系統(tǒng) 
　　光學系統(tǒng)主要由激光器、光纖、光譜儀三部分組成，通過激光的產生、傳遞和接收組成光電檢測光路。本實驗選用單色、穩(wěn)定性好的氦氖激光器，發(fā)散角小、光能集中，并根據(jù)激光器配置了合適的石英光纖，光譜儀則采用了AvaSpec-2048型，具有高靈敏度和高分辨率優(yōu)勢，傳輸速度快，可實現(xiàn)遠距離操縱。 
　　2 焊接煙塵光電采集實驗 
　　（一）實驗總體設計 
　　焊接煙塵光電采集實驗的總體實驗方案流程為：實驗準備→實驗參數(shù)確定→實驗系統(tǒng)設計→MIG焊接系統(tǒng)、光電檢測系統(tǒng)→焊接實驗→數(shù)據(jù)采集分析→實驗結論。 
　　（二）MIG焊焊接工藝試驗 
　　MIG焊是工業(yè)應用中較為廣泛的一種焊接工藝，具有焊接質量高、載流能力大、生產率高等特點，因而本次實驗選用這種焊接工藝進行試驗，分析MIG焊各工藝參數(shù)對焊接煙塵的濃度及生成量的影響規(guī)律，進而得出危害較大的焊接參數(shù)并對其進行有效控制，促進焊接環(huán)境的改善和焊接質量的提高。 
　　（三）焊接光電檢測實驗 
　　（1）實驗準備。實驗準備主要從四個方面進行：①準備厚度為8mm的光滑焊接鋼板，去除表面銹跡；②間焊槍固定在板材邊緣，板材下邊安裝姬光接收光纖頭，鋼板固定在行走小車上并置于光纖頭上方；③焊速調整為5mm，干伸長為15mm，光纖頭以保護套保護，固定在靠近焊槍的位置；④安裝數(shù)據(jù)采集軟件并設置相應的參數(shù)。 
　　（2）實驗過程 
　　焊接煙塵光電采集實驗是本研究的核心課題，具體的實驗步驟為實驗準備→焊接系統(tǒng)的調試、光電采集系統(tǒng)調試→無焊接光電信息采集→焊接過程的光電采集→進行下一組實驗。 
　　（3）實驗注意事項。①激光器如果連續(xù)長時間運行會升溫，導致工作狀態(tài)偏離并損壞[3]，因此應該在使用一段時間后關閉激光器，待其冷卻后繼續(xù)實驗；②信息采集過程要確保環(huán)境的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)任何外界干擾；③充分焊接前后發(fā)射與接收的是同一束激光，即激光的發(fā)射與接收同方向。 
　　4 結語 
　　MIG焊是工業(yè)應用中較為廣泛的一種焊接工藝，具有焊接質量高、載流能力大、生產率高等優(yōu)點，本文選用這種焊接工藝進行焊接煙塵光電采集實驗，實現(xiàn)對焊接煙塵的實時光電檢測，在此基礎上可以進一步分析MIG焊各工藝參數(shù)對焊接煙塵的濃度及生成量的影響規(guī)律，進而得出危害較大的焊接參數(shù)并對其進行有效控制，促進焊接環(huán)境的改善和焊接質量的提高。