電弧焊接和氣體焊接工藝的生命周期評(píng)價(jià)

焊接在大多數(shù)制造過程中是非常重要的工藝之一，每種焊接工藝會(huì)由于材質(zhì)和能源消耗的不同而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不同的影響。據(jù)估計(jì)，在電弧焊接中，會(huì)有0.5%～1%的耗材轉(zhuǎn)化為顆粒物、氣體和排放物。在全球范圍內(nèi)，通過焊接工藝產(chǎn)生的成噸污染物的排放量和能源消耗量是相同的。

本研究將焊接的研究類型劃定到電弧焊接和氣體焊接范圍內(nèi)，采用生命周期分析法，從電弧焊接和氣體焊接的制造階段、使用階段和生命周期末期評(píng)估焊接中產(chǎn)生的污染物對(duì)環(huán)境的影響。評(píng)估使用Umberto NXT universal軟件并結(jié)合對(duì)材料實(shí)際質(zhì)量和重量的測(cè)量，并通過收集在車間內(nèi)學(xué)生焊接訓(xùn)練中的相關(guān)數(shù)據(jù)，利用Ecoinvent version 3.0數(shù)據(jù)庫(kù)建立了與材料和能源流動(dòng)有關(guān)的模型，通過使用中點(diǎn)（CML 2001）和終點(diǎn)（Impact 2002+）結(jié)合的評(píng)估方法進(jìn)行了影響評(píng)估。其中，由于Eco-invent version 3.0數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)在一些實(shí)際情況中并不能完全與現(xiàn)有焊接劃定的焊接類型匹配，因此在模型建立之前提出了4點(diǎn)假設(shè)：①焊接設(shè)備由鋼鐵和鑄鐵制造；②手工工具假定由硬木或鋼制造；③在焊接設(shè)備中的發(fā)動(dòng)機(jī)部分明確只考慮銅繞組對(duì)環(huán)境的影響；④在焊接過程中考慮焊接耐火磚處理對(duì)環(huán)境的影響。

最終從研究中發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)機(jī)器/設(shè)備制造階段，銅和低碳鋼是主要污染源，在使用階段，低碳鋼是主要污染源，在生命周期的末期，銅是主要污染源。提倡在對(duì)不同焊接工藝先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)中，使用模擬訓(xùn)練的方式可減少污染物的排放。

刊名：Procedia CIRP(英)

刊期：2016年第48期

作者：K.S.Sangwan et al.

編譯：劉瑞琦