电弧焊过程的环境负荷评价

将LCA环境评估方法引入电弧焊加工过程,提出对焊接过程环境负荷评价的工艺参数为单位体积或质量的焊缝金属(焊接产品)所涉及的能源、资源和废弃物的物资量,为定量化研究焊接环境负荷提供了一种新的方法.通过对CO2气体保护焊环境负荷的评定,表明废弃物因子项是焊接对环境影响的关键项,该因子应为主要控制和改进因素.获得的CO2气体保护焊的能源因子项与电炉炼钢工艺过程相关项有较好的相对可比性,这也表明该评估模型是合理的,并使得材料实现全寿命周期的定量评估成为可能.     

纯镍焊芯材料性能研究

纯镍焊芯材料具有强度高,特别是高温强度较高,而且耐腐蚀和高温抗氧化性能优良,适宜制造特殊用途的焊条。在试验基础上研制了纯镍焊芯材料,其性能达到国外同类产品的水平,满足了国内对焊芯材料的需要。     

中国材料生命周期分析数据库开发及应用

生命周期分析作为广泛使用的环境管理工具,用于定量化评价产品系统整个生命周期内的潜在环境影响,其具体应用需要大量的不同层次、不同地区和不同技术水平的相关环境负荷数据和评价方法体系数据的支撑。在系列国家科技计划的支撑下,调研了典型材料生产的环境负荷数据,开展了中国材料环境数据库(SinoCenter)的研究,建立了中国材料生命周期分析数据库平台。数据库包含公用系统,典型材料(钢铁、建筑材料、有色金属、高分子材料、联接材料)等70多个数据集,近十万条环境负荷数据,并简要介绍了数据库的主要功能及数据库的技术和商业应用。     

热处理中常用钢的环境负荷研究

研究了常用钢热处理过程中的环境损伤,其中包括资源消耗、能源消耗、废弃物污染。定义了材料的泛环境函数及其环境负荷。由此定量研究了２０、２０Ｃｒ、４０,４０Ｃｒ、６０Ｓｉ２Ｍｎ、Ｔ１０、Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２钢在渗碳、淬火、低温回火、中温回火、高温回火热处理工艺中的环境负荷。探讨了热处理方法对环境负荷的影响。通过引入性能环境负荷比（性能／ＥＬＶ）参数,讨论了热处理工艺、材料性能与环境负荷间的关系。     

生态材料

生态材料(Ecomaterials)大致包括低环境负荷型材料、不含有害物质的材料、高循环性材料和高资源生产性材料四大类。“生态材料”这一术语的定义在于维护地球的生态环境。早在提出“生态材料”这一概念之前，人们就已开发了能减轻环境负荷的种种材料。     

废旧机械产品再制造的资源环境评价*

再制造不仅延续了产品的寿命周期,而且具有巨大的资源环境效益.通过简式寿命周期评价矩阵中有关元素的分析、钢铁原材料生产过程的环境负荷分析、机械产品（零部件）原始制造与再制造中的环境负荷分析,表明再制造产品的资源环境优势集中体现在其原料获取和产品生产阶段.零件再制造主要使用各种表面技术对局部失效表面进行修复与强化,免去了其原始制造中金属材料生产、毛坯生产的全部及后续切削加工、材料处理中的大部分资源、能源消耗和废弃物排放,其相应总量比原始制造一般低1～2个数量级,整个产品再制造的资源环境效益随新品零件替换率的提高而降低.     

热处理中常用钢的环境负荷研究

研究了常用钢热处理过程中的环境损伤,其中包括资源消耗,能源消耗,废弃物污染。定义了材料的泛环境函数及其环境负荷。由此定量研究了２０,２０Ｃｒ,４０,４０Ｃｒ,６０Ｓｉ２Ｍｎ,Ｔ１０,Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２钢在渗碳,淬火,低温回火,中温回火,高温回火热处理工艺中的环境负荷。     

双电极焊条单弧焊的熔化特性Ⅱ.电弧对两焊芯熔化的自调节作用

两焊芯熔化速度能否保持一致是双电极焊条单弧焊过程能否稳定进行的关键.研究表明,双电极焊条两焊芯熔化的一致性受焊条类型、焊接电流等因素的影响.双电极焊条两焊芯熔化一致的充分条件为U阳效等于U阴效,两者差值越大则焊芯熔化不一致程度越大.双电极焊条单弧焊电弧对两焊芯的熔化存在自调节作用,即电弧燃烧过程中两焊芯端部在电弧中的长度不等,两焊芯仍能保持等速熔化,使电弧燃烧过程能够稳定进行.电弧自调节作用原理是由于两焊芯端部在弧柱区的长度不同,伸入弧柱区中较长的焊芯从弧柱区获得更多的热量,而加快其熔化,从而起到电弧的自调节作用.一般随焊芯间距的减小及焊接电流的增大,电弧自调节作用增强.     

流程工业产品生产全过程的环境负荷模型

建立了流程工业产品生产全过程包括资源消耗指标、能源消耗指标和环境排放指标在内的完整的一套环境负荷指标体系,并说明了各指标的计算方法.根据流程工业的特征,建立了定量计算流程工业产品生命周期全过程环境负荷的数学模型,用该模型不仅能计算出最终产品的环境负荷,而且也可计算出各中间工序产品的环境负荷,这为改善流程工业产品的环境负荷提供了依据.作为应用实例,根据郑州氧化铝厂烧结法部分生产流程1999年的统计数据,用该模型计算了在氧化铝整个生产过程中各中间工序产品及最终产品氧化铝的环境负荷.     

金属材料绿色设计评价模型软件开发

建立金属材料环境负荷评价模型，并利用VB开发的软件对机床主要材料(铸铁)在不同加工阶段进行分级环境影响评价。     

CaO-CaF2渣系焊条气渣反应中固体微粒沉淀规律

用抽取法测定了电弧气氛固体微粒 ,分析了CaO—CaF2 渣系电弧气氛中固体微粒含量与药皮成分之间的关系 ,结果表明 ,无论是气相中的熔渣冶金产物NaF的蒸发量 ,还是无明显冶金反应的药皮组成物SiO2 、MnO自身的蒸发量 ,都与药皮组成物有密切的关系 ,并经非线性及线性回归建立了数学模型。NaF与 (萤石 )的n次方成正比 ,其中比例系数与大理石含量呈直线关系降低 ,SiO2 、MnO的蒸发量与其在药皮中的含量呈直线关系增加     

焊条电弧力的测定研究

本文研究了焊条电弧力的测定方法及装置,解决了焊条电弧力测定中存在的主要问题。测定了典型焊条在不同规范下的电孤力,分析了其影响因素,进而针对组成焊条药皮的关键成分大理石、长石和萤石对各单一成分含量变化对电弧力的影响规律进行了研究,并初步探讨了手工焊条电弧力的主要来源。     

Calculating the static cracking resistance of the fusion zone of 15Kh2NMFA steel and austenitic deposits

Abstract

In this paper the method and apparatus used to measure the arc force produced during welding with covered electrodes were studied and developed. The factor which caused the main error of measurement was revealed, and the experimental results were corrected. The arc force of typical electrodes under different welding conditions was measured and the factors affecting the force were also investigated. Furthermore, the effects of such components of the electrode coatings, as marble, feldspar and fluorspar, on the arc force were studied, and the origin of the arc force in MMA welding with covered electrodes was preliminarily analysed.     

纳米大理石对D600R堆焊焊条性能的影响

用粒径70～90nm大理石取代堆焊焊条D600R药皮中的微米大理石,制成纳米大理石焊条.利用汉诺威电弧质量分析仪对焊接过程中的电流电压和短路时间进行测试,获得微米大理石焊条和纳米大理石焊条的燃弧特征;通过焊接工艺试验、测氢试验、熔化温度测试、硬度试验、耐磨试验和微观分析,分别对两种焊条的工艺性能和力学性能进行分析.结果表明,用纳米大理石替代微米大理石可降低焊条药皮的熔化温度和堆焊层金属中的扩散氢含量;提高焊条的熔敷效率;降低焊条短路电压、短路电流概率密度和,在短路时间t12.05ms时间段内缩短累计短路时间;改善焊条操作性能;提高堆焊层金属硬度和耐磨性.     

弧焊逆变器功率变换回路的仿真

建立了弧焊逆变器的器件级数学模型,对功率变换回路的瞬态过程进行了深入系统的仿真研究,在此基础上详细分析了不同电弧负载以及空载状态下磁芯的工作状况,此外还仿真分析了磁芯气隙、辅助阻容网络对磁芯工作状况的影响,仿真表明,弧焊逆变器近空载时磁芯工作状况最为恶劣,针对弧焊逆变器空载运行的特点,提出了PWM PFM（脉宽调节 脉频调节）的空载控制策略。而通过适当调整磁芯气隙以及辅助阻容网络,可使磁芯工作状况得到显著改善。甚至部分位于B-H平面的第Ⅲ象限,为变压器的优化设计提供了理论依据。     

一种新型的移动闪光焊轨机供电系统

针对传统柴油发电机组给移动闪光焊轨机供电的不足,提出一种新型移动闪光焊轨机供电系统. 通过分析移动闪光焊轨机工作特性,提出采用超级电容器与双向DC/DC功率变换器连接后通过开关与蓄电池组并联,构成蓄电池-超级电容混合储能供电系统应用于驱动移动闪光焊轨机工作. 建立了其复合储能系统仿真模型并进行测试,同时通过系统样机的产品开发进行试验,结果表明,该新型混合储能供电系统动态响应速度快、输出稳定,可满足移动闪光焊轨机钢轨焊接的供电需求. 除此之外,该系统还能够克服传统柴油发电机组供电模式的三相负载不平衡,产生废气污染环境等缺点,具有低噪环保等优势. 该系统的自主研发对国内无缝轨道焊接装备技术升级与创新具有重要参考意义.     

Preparation of soil nutrient amendment using white mud produced in ammonia-soda process and its environmental assessment

A novel method to prepare soil nutrient amendment by calcining a mixture of white mud and potassium feldspar and its environmental assessment were investigated. Under the optimal conditions of a blending mass ratio of 70:30 for white mud to potassium feldspar, a calcination temperature of 1 000 °C, a calcination time of 1.5 h and spherulitic diameter of 2.0 cm, the calcined product, as a soil nutrient amendment, could be prepared with the following nutrient composition (mass fraction): K₂O 4.16%, CaO 23.43%, MgO 5.04%, SiO₂ 22.92%, SO₄²⁻ 3.71%, and Cl⁻ 3.87% in 0.1 mol/L citric acid solution. The concentrations of heavy metals in the calcined product and the emission concentrations of harmful gases from a mixture of white mud and potassium feldspar during calcination process could qualify the National Standards without causing secondary environmental pollution.     

不锈钢药芯焊丝中铁粉/长石对焊接烟尘中Cr(Ⅵ)的影响

采用汉诺威电弧质量分析仪、高速摄像机和激光粒度仪等研究了不锈钢药芯焊丝中铁粉/长石比对不锈钢药芯焊丝电弧稳定性、焊接烟尘平均颗粒尺寸、烟尘中Cr(Ⅵ)含量及其生成率.结果表明,短路过渡生成的焊接烟尘平均颗粒尺寸比粒状过渡小,烟尘中Cr(Ⅵ)/总Cr(n/N)的比值大;在同一焊接参数下,当药芯中铁粉/长石比例在1.8时,短路过渡时间最短为1033μs,焊接电弧稳定、焊接烟尘颗粒平均尺寸为1154 nm, Cr(Ⅵ)的含量及Cr(Ⅵ)/总Cr(n/N)的比最小,分别为1555.8 mg/kg和24%.     

基于回归分析的螺母凸焊工艺优化

通过单因素试验对M6焊接方螺母和SAPH370酸洗热轧钢板进行了焊接,对所焊试样进行分离拉力试验,得出了不同焊接参数下的分离拉力. 基于Spss和Matlab软件对试验数据进行了回归处理,获得了以分离拉力为主要考察指标的焊接质量回归模型. 结果表明,焊接电流对分离拉力的影响最大,焊接时间和电极压力对分离拉力影响较小. 电极压力较小时,焊接时间对分离拉力影响较大;电极压力较大时,焊接电流对分离拉力影响较大. 电极压力和焊接电流的交互作用最大,焊接电流和焊接时间的交互作用以及电极压力和焊接时间的交互作用较小.