电弧焊接和气体焊接工艺的生命周期评价

焊接在大多数制造过程中是非常重要的工艺之一，每种焊接工艺会由于材质和能源消耗的不同而对环境产生不同的影响。据估计，在电弧焊接中，会有0.5%～1%的耗材转化为颗粒物、气体和排放物。在全球范围内，通过焊接工艺产生的成吨污染物的排放量和能源消耗量是相同的。

本研究将焊接的研究类型划定到电弧焊接和气体焊接范围内，采用生命周期分析法，从电弧焊接和气体焊接的制造阶段、使用阶段和生命周期末期评估焊接中产生的污染物对环境的影响。评估使用Umberto NXT universal软件并结合对材料实际质量和重量的测量，并通过收集在车间内学生焊接训练中的相关数据，利用Ecoinvent version 3.0数据库建立了与材料和能源流动有关的模型，通过使用中点（CML 2001）和终点（Impact 2002+）结合的评估方法进行了影响评估。其中，由于Eco-invent version 3.0数据库中的数据在一些实际情况中并不能完全与现有焊接划定的焊接类型匹配，因此在模型建立之前提出了4点假设：①焊接设备由钢铁和铸铁制造；②手工工具假定由硬木或钢制造；③在焊接设备中的发动机部分明确只考虑铜绕组对环境的影响；④在焊接过程中考虑焊接耐火砖处理对环境的影响。

最终从研究中发现，在生产机器/设备制造阶段，铜和低碳钢是主要污染源，在使用阶段，低碳钢是主要污染源，在生命周期的末期，铜是主要污染源。提倡在对不同焊接工艺先进技术的学习中，使用模拟训练的方式可减少污染物的排放。

刊名：Procedia CIRP(英)

刊期：2016年第48期

作者：K.S.Sangwan et al.

编译：刘瑞琦