“双碳”背景下电梯门的焊接工艺技术研究

“双碳”背景下电梯门的焊接工艺技术研究

尚庆阳

崴特机电设备有限公司  222111

摘要：在“双碳”背景下，即碳达峰和碳中和的背景下，节能减排和绿色环保成为社会发展的主要目标。电梯作为现代城市中不可或缺的交通工具之一，其制造和使用也面临着环保和能源效率的压力。电梯门作为电梯的重要组成部分，其焊接工艺技术的研究和改进对于提高电梯的质量和性能，降低能耗和碳排放具有重要意义。本文针对电梯门的焊接工艺技术进行研究。首先，通过对传统焊接工艺的分析，发现其存在能耗高、碳排放大等问题。随后，引入新型的绿色焊接技术，如激光焊接、电弧焊接等，对其进行技术评估和比较。通过实验和数据分析，发现新型绿色焊接技术在节能减排和质量控制方面具有显著优势。

1　研究背景

随着中国力争在2030年前实现二氧化碳排放达到峰值，以及努力争取在2060年前实现碳中和目标，绿色可持续发展已成为全社会的共同责任。在这一背景下，制造业尤其需要积极履行环保责任，寻求适应绿色环保政策的发展路径。

为了适应绿色环保政策和趋势，电梯焊接工艺需要进行改进和优化。传统焊接工艺往往伴随着高能耗和碳排放问题，不符合当前的环保要求。因此，引入新型的绿色焊接技术是必要的。例如，激光焊接和电弧焊接等技术在能源消耗和碳排放方面表现出显著的优势，应该得到广泛应用。

同时，电梯门的材料选择也需要考虑环保因素。使用低碳环保材料能够降低电梯门的碳排放，同时提高电梯门的使用寿命，符合绿色可持续发展的要求。此外，自动化焊接设备的应用也能够提高生产效率和焊接质量，减少能源消耗和碳排放。

2　电梯门的焊接工艺

2.1　氩弧焊的应用

氩弧焊是电梯门焊接中常用的一种焊接工艺。氩弧焊是一种保护性气体焊接，通过在焊接过程中使用纯氩或混合气体作为保护剂，防止焊缝与外界氧气接触，从而避免氧化反应。这种焊接工艺能够确保焊缝的质量和强度，使焊接部位达到可靠的连接。

在电梯门的生产过程中，氩弧焊主要应用于焊接门扇和门框之间的连接。这种焊接方式具有以下优点：

焊接质量高：氩弧焊可以实现较高的焊接质量，焊缝牢固，焊接部位结构紧密，有利于提高电梯门的整体强度和稳定性。

焊接速度快：氩弧焊可以实现较高的焊接速度，提高生产效率，降低生产成本。

焊接过程稳定：氩弧焊的焊接过程相对稳定，操作简单，适合批量生产。

2.2　氩弧焊面临挑战

虽然氩弧焊在电梯门焊接中有诸多优点，但也面临一些挑战：

能源消耗：氩弧焊需要较高的电能作为能源，这在一定程度上增加了焊接成本，同时也会产生一定的能源消耗和碳排放。

操作工艺要求高：氩弧焊要求操作人员具备一定的技术和经验，掌握正确的焊接参数和操作方法，以确保焊缝质量。

环保考量：传统氩弧焊使用的保护气体可能导致环境污染，对于实现绿色环保发展目标提出了要求。

为了应对这些挑战，电梯门制造企业需要不断探索新的焊接技术和工艺，寻求更加环保、高效的焊接方案。例如，可以引入激光焊接技术，激光焊接具有能量集中、焊接速度快、变形小等优点，可以有效降低能源消耗和碳排放。同时，研发和应用环保型保护气体，如氢气或氮气，以替代传统的氩气，从而减少环境污染。

综上所述，电梯门的焊接工艺是制造业绿色发展中的重要一环。氩弧焊作为常用的焊接工艺，在确保焊接质量的同时也面临一些挑战。为了适应绿色环保政策和发展趋势，电梯门制造企业需要不断创新，探索新的焊接技术和工艺，以实现更加环保可持续的发展。

2.2.1　焊接作业环境

氩弧焊应用方面操作简单、成本相对较低，再加上氩弧焊易生产、适合很多金属材料领域的焊接，但氩弧焊焊接过程中面临爆炸、触电、灼烫等危险，以及弧光、烟尘、有毒气体等有害因素的影响，容易发生工伤事故和职业危害，同时造成环境污染。通常，1个焊工操作1d所产生的烟尘量为60～150g（部分焊接工艺的发尘量）。虽然有部分企业针对焊接烟尘采用滤筒式移动焊烟净化器、高负压焊烟除尘器等措施，但仍有很大一部分排放到大气中，对环境造成污染。

2.2.2　焊缝焊接质量

焊接也称熔接，是一种以加热、高温或高压的方式接合金属或其他热塑性材料（如塑料）的制造工艺及技术。氩弧焊的质量受操作人员的技能水平、操作设备、焊接材料、焊接工艺、作业环境等因素影响，近年来其焊接工艺、焊接设备、焊接材料等均有大幅提高，但操作人员的技能成为影响焊接质量的关键因素，尤其是手工焊接。

2.2.3　焊接工艺成本

由于中国人口红利逐渐消失，加上焊接作业环境的影响，其焊接作业人员持续减少，导致用工成本逐渐提高（焊接工目前的平均工资为1.2万～1.5万元/月），此工种的人员很难招聘。氩弧焊一般对焊工焊接工艺掌握质量要求较高，对焊工依赖性比较大，相应焊工人力成本也比较高。同时，在焊接过程中钍钨棒、氩气等材料的消耗量也比较大。以上因素均导致成本增加。若采用电阻焊焊接，成本降至传统工艺的30%左右。

2.3　绿色焊接工艺

2.3.1　电阻焊技术应用

电阻焊属于压力焊接，是以电阻热为能源的一类焊接方法，被焊金属的接触部位加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定的压力，凝固结晶而形成焊缝，使金属原子间相互结合形成焊接接头。焊接时，不需要填充金属材料，具有生产率高、焊件变形小、容易实现自动化等特点。电阻焊主要适用于碳素钢、低合金钢、铝、铜等非铁金属及其合金的焊接，具体优势见表1。

2.3.2　激光焊技术应用

激光焊接是20世纪60年代发展起来的一种利用高功率密度激光进行焊接的先进材料加工手段，具有能量高度集中、热影响区小、工件变形小、焊接效率高、焊接质量好、自动化程度高、可焊接难焊材料及异种材料等特点，目前已在很多领域得到广泛应用。激光焊接技术优势见表2。

4　双碳背景下电梯门焊接的发展路径

在双碳背景下，电梯门焊接的发展路径需要紧密结合碳减排和绿色环保的要求，以实现电梯门制造业的绿色可持续发展。以下是可能的发展路径：

环保焊接材料的研发和应用：电梯门焊接中，传统焊接材料可能会产生大量的碳排放和污染。因此，研发和应用环保型焊接材料是关键。例如，替代传统焊丝的低碳或无碳焊丝，以及环保型焊剂的开发，能够减少碳排放并提高焊接质量。

绿色焊接工艺的推广：引入更加环保和高效的焊接工艺，如激光焊接、摩擦焊接等，能够降低焊接过程中的碳排放和能源消耗。同时，这些新的焊接工艺还能够提高焊接质量和生产效率。

智能化焊接设备的应用：利用智能化焊接设备和机器人技术，能够实现焊接过程的自动化和智能化控制，减少人工操作，提高焊接效率，降低碳排放和能源消耗。

碳排放监测和数据管理：建立电梯门焊接过程的碳排放监测和数据管理系统，实时监测焊接过程中的碳排放情况，为碳减排和绿色环保决策提供数据支持。

碳减排目标的设定和实施：电梯门制造企业应根据国家碳减排目标，制定相应的碳减排计划和措施。通过节能减排和技术创新，逐步实现碳中和和碳减排目标。

绿色供应链的建设：与焊接相关的供应链也应考虑环保因素，选择环保型原材料和配件，推动供应链的绿色化和可持续发展。

5　结语

综上所述，双碳背景下电梯门焊接的发展路径需要紧密结合碳减排和绿色环保的要求，通过研发环保材料和应用新的焊接工艺，智能化设备的应用，碳排放监测和数据管理，以及建立绿色供应链，实现电梯门制造业的绿色可持续发展。这将有助于推动电梯门行业朝着更加环保和可持续的方向发展。

参考文献

[1]胡松林．焊接频率对电阻焊管焊接质量的影响[J]．焊管，2021，44（4）：65-68.

[2]张惠，立汪红，张正举，等．中频智能一体式焊钳技术在汽车生产中的应用研究[J]．内燃机与配件，2021（8）：219-220．