浅谈企业埋弧焊渣、渣壳以及废焊剂的回收与处理

罗俊德

摘要：焊接过程中产生的焊渣主要由金属氧化物、氧化铁和熔融金属等组成。焊渣对焊接质量有着重要的影响。但埋弧焊焊渣是有毒的，不安全。埋弧焊对人体一般是有伤害的，埋弧焊的主要伤害是粉尘和高温。所以，废焊渣的处理、回收和利用是当前环保工作中需要解决的重要问题。通过研究废焊渣的成分，可以找到合适的处理方法，减少废气的排放和对环境造成的污染。其次，将废焊渣进行回收并进行再利用，对环保事业的推进也意义重大。

关键词：焊渣；渣壳；废焊剂

1.埋弧焊的工作原理

1.1引言

埋弧焊（含埋弧堆焊及电渣堆焊等）是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占10%，且多年来一直变化不大。

1.2埋弧焊简介

当焊丝确定以后（通常取决于所焊的钢种），配套用的焊剂则成为关键材料，它直接影响焊缝金属的力学性能（特别是塑性及低温韧性）、抗裂性能、焊接缺陷发生率及焊接生产率等。焊丝与焊剂的配用重量比为焊丝：焊剂=1.1～1.6，视焊接接头类型、所用焊剂种类、焊接规范参数而定。与熔炼焊剂相比，烧结焊剂用量较为节省，约可少用20%。

我国采用焊剂量在5万吨左右波动，其中70%约为熔炼焊剂，余为非熔炼焊剂。欧美工业发达国家以非熔炼型焊剂为主，约在80%、90%以上，但仍然有熔炼型焊剂生产销售，熔炼焊剂这种持久的生产力与其固有的一些特点有关。

1.3埋弧焊优点及适用范围

埋弧焊是当今生产效率较高的机械化焊接方法之一，它的全称是埋弧自动焊，又称焊剂层下自动电弧焊。优点：1、生产效率高。这是因为，一方面焊丝导电长度缩短，电流和电流密度提高，因此电弧的熔深和焊丝熔敷效率都大大提高。（一般不开坡口单面一次熔深可达20mm）另一方面由于焊剂和熔渣的隔热作用，电弧上基本没有热的辐射散失,飞溅 也少，虽然用于熔化焊剂的热量损耗有所增大，但总的热效率仍然大大增加。2、焊缝质量高。熔渣隔绝空气的保护效果好，焊接参数可以通过自动调节保持稳定，对焊工技术水平要求不高,焊缝成分稳定，机械性能比较好。3、劳动条件好。除了减轻手工焊操作的劳动强度外，它没有弧光辐射，这是埋弧焊的独特优点。

目前主要用于焊接各种钢板结构。可焊接的钢种包括碳素结构钢，不锈钢，耐热钢及其复合钢材等。埋弧焊在造船，锅炉，化工容器，桥梁，起重机械，冶金机械制造业，海洋结构，核电设备中应用最为广泛。此外，用埋弧焊堆焊耐磨耐蚀合金或用于焊接镍基合金，铜合金也是较理想的。

2.埋弧焊渣、渣壳以及废焊剂的回收处理与应用

2.1未被融化的焊剂的处理方法

2.1.1化学处理法

目前，处理埋弧焊废料中未被融化的焊剂的主要方法是化学处理法。一般采用浸泡、沉淀、过滤等方法，将废料中的有用金属分离出来，然后进行还原、电积等方法，制成可再利用的金属。

2.1.2物理处理法

除了化学方法，还可以采用物理方法来处理未被融化的焊剂，如熔铸法、离心法、磁力分选法等。这些方法能够有效地分离出不同材质的焊剂，同时可以达到高效回收的效果。

2.2未被融化的焊剂的再利用

经过化学或物理处理，废料中的未被融化的焊剂可以达到再利用的标准。未被融化的焊剂可以用于再生焊丝、合金化物、催化剂等的生产，可以有效地降低生产成本，同时也对环境起到了保护作用。

2.3埋弧焊渣的利用方式

除了正确处理焊渣，我们还可以通过对焊渣的加工利用等方式进行资源化利用，减少污染对环境造成的影响。

2.3.1. 道路填充材料

焊渣含有高硅、高铝、高钙含量，可作为道路填充材料。焊渣的粉末成分中可降低冰雪的溶融温度，减少冰雪对道路的侵蚀。同时，焊渣的硬度大、孔隙率小，填充后的结构可提高道路的机械强度和耐久性。

2.3.2. 冶金行业用于生产各种金属材料

焊渣含有许多金属氧化物和其他金属元素，可作为冶金材料进行再加工利用。可用于生产钢铁、合金等金属材料。

2.3.3. 海洋工程模拟试验砂

焊渣含有高硅、高铝含量，可用于海洋工程模拟试验砂。在开发油气和风电等海洋资源时，用焊渣作为有机模拟材料进行试验，具有低成本、易操作的优点。

2.4焊渣的回收方式

2.4.1. 粘包焊渣回收方式

将电焊焊渣放入一定的酸性溶液中清洗，使电极焊渣与铁矿石粘合，形成粗颗粒铁，再经过磨细、脱硫、镀锌等加工制成重型铁材。

2.4.2. 铁质电极焊渣回收方式

可将回收后的焊渣进行熔炼，分离铁水与钢水，铁水可用于铸铁或制作钢铁原料，钢水可用于制作炉缸。

2.4.3. 炭基电极焊渣回收方式

将焊接后的电极焊渣分为两部分：一部分为铁矿石和石灰石，可利用高温还原法获得金属钛、铁和石灰，另一部分为碳、氧化钛和钛酸钡，可制备为钛酸盐和钛白粉等高附加值产品。

2.5电焊焊渣的利用方式

2.5.1. 道路硬化剂

选用电焊焊渣粉末经过研磨，当成道路硬化剂使用，可增加道路的强度、耐久性和抗冻性。

2.5.2. 沥青混合料

将研磨后的电焊焊渣和沥青混合，可制成耐久性强、稳定性好的路面材料。

2.5.3. 水泥生产

电焊焊渣能够取代部分水泥原材料，降低生产成本，提高水泥强度和耐久性。

2.5.4. 金属材料

经过磨碎、筛分和分类，电焊焊渣可以制成高强度、高韧性的金属材料，如废铁锭、铸铁、铜板、铝板等。

2.5.5. 陶瓷材料

电焊焊渣还可以制成陶瓷材料，如瓷砖、陶瓷器皿等，品质和美观度都能达到要求。

综上所述：废焊渣的处理、回收和利用是当前环保工作中需要解决的重要问题。通过研究废焊渣的成分，可以找到合适的处理方法，减少废气的排放和对环境造成的污染。其次，将废焊渣进行回收并进行再利用，对环保事业的推进也意义重大。

参考文献

[1]陈裕川.焊工手册. 埋弧焊·气体保护焊·电渣焊·等离子弧焊[M].机械工业出版社,2007.

[2]徐晓燕. "埋弧焊方法的使用."石油化工应用26.4(2007):3

[3]段超, 张静. "一种焊剂回收分离装置.", CN205834460U. 2016.