Расход сварочной проволоки на тонну металла

Расход материалов при сварочных работах – методы расчета

Содержание:

Для определения себестоимости сварных изделий очень важно правильно рассчитать расход материалов при сварочных работах. Кроме того, количество необходимых электродов, сварочной проволоки, флюсов, защитных газов и других расходных материалов необходимо знать и для того, чтобы обеспечить непрерывность рабочего процесса, создав на складе достаточный их запас.

Расчет необходимого количества материалов для сварки ведется на основе существующих норм их потребления при применении того или иного метода сварки.

Норма расхода сварочных материалов – это их количество, необходимое для полного изготовления сварного изделия с учетом всех потерь и отходов. Данная норма включает в себя расход материалов на всех этапах технологического процесса, связанного со сваркой, а именно – во время проведения подготовительных работ (изготовление прихваток), ведения самих сварочных работ, а также возможной последующей правки конструкции.

Для каждого типа сварного шва и каждого метода сварки существуют свои нормативы расхода материалов. Кроме того, при определении количества нужных материалов учитываются и неизбежные при ведении сварки потери, причем существует также определенная норма таких потерь, которая зависит от применяемого метода сварки и ее режима, длины шва и сложности всей сварной конструкции.

Основные формулы для расчета нормы расходов сварочных материалов.

Существуют определенная нормативная формула, помогающая рассчитать расход материалов при сварочных работах. Эта формула позволяет понять, сколько сварочных материалов потребуется на один метр шва:

N – норма расхода сварочных материалов на один метр сварного шва

G – масса наплавленного металла сварного шва, длина которого равна 1 метру

K – коэффициент перехода от массы наплавленного металла к расходу материалов для сварки

А для того, чтобы определить массу наплавленного металла на 1 метр сварного шва (G), можно воспользоваться следующей формулой:

F – площадь поперечного сечения сварного шва (в мм 2 )

y – удельная масса металла (г/см 3 )

L – длина сварного шва (она равна 1 метру).

Приведенные выше формулы позволяют рассчитать нормы расхода материалов для сварочного шва в наиболее простом – нижнем положении. Если же сварочные работы ведутся в вертикальном или потолочном положении, то полученный норматив необходимо умножить на поправочный коэффициент, который как раз и учитывает особенности расхода материалов при различных положениях сварного шва:

• для нижнего положения шва этот коэффициент равен 1,00
• при полувертикальном положении шва берется коэффициент 1,05
• при вертикальном (горизонтальном) положении шва коэффициент равен 1,10
• при потолочном положении шва полученная предварительно норма умножается на коэффициент 1,20.

Рассмотрим, на какие особенности следует обращать внимание при определении необходимого количества конкретных сварочных материалов – сварочной проволоки и защитного газа.

Как рассчитать расход сварочной проволоки.

Для того, чтобы рассчитать количество сварочной проволоки, которое потребуется для изготовления сварной конструкции, необходимо учесть следующие параметры:

• Если применяется полуавтоматический метод сварки, то количество сварочной проволоки зависит от следующих факторов:

1. характеристик подвергаемого сварке металла
2. диаметра сварочной проволоки
3. особенностей и технических характеристик самого сварочного оборудования
4. присутствия или отсутствия защитного газа.

• Расчет расхода сварочной проволоки можно произвести, исходя из массы всей сварной конструкции – как правило, максимальное количество проволоки равняется 1,5% массы сварной конструкции.

• Также массу проволоки можно определить, исходя из массы наплавляемого металла. При этом методе расчета учитывается, что требуемая масса проволоки превышает вес наплавляемого металла на 2-6%.

Расчет расходов защитного газа.

Правильный расчет количества необходимого для ведения сварочных работ защитного газа дает возможность добиться высокого качества и непрерывности сварных работ в среде защитного газа. Количество необходимого газа зависит от того, какой именно металл подвергается сварке:

• для сварки конструкции из алюминия потребуется 15-20 литров защитного газа (аргона) в минуту
• сварка медной конструкции в среде защитных газов потребует 10-12 литров газа в минуту
• для магниевых сплавов потребуется 12-14 литров аргона в минуту
• при сварке сплавов никеля «уйдет» 10-12 литров газа в минуту
• титан и его сплавы требуют более значительного расхода газа при проведении сварочных работ – 35-50 литров в минуту.

А вот для сварки изделий из стали защитный газ расходуется более экономно.

Для того, чтобы не расходовать лишнее количество газа при сварке, баллоны с газом снабжаются специальным регулятором.

В заключение хотелось бы отметить, что правильный расчет расхода материалов для сварочных работ дает возможность не только обеспечить сварщика вовремя всем необходимым, но и сэкономить затраты на производство сварных конструкций, а значит, снизить себестоимость продукции и повысить конкурентоспособность ее на рынке.

Расчет норм расхода сварочной проволоки

Невозможно создать сварной шов без использования каких-либо дополнительных материалов и средств, которые рано или поздно заканчиваются. Использовать сварочную проволоку нужно с умом. Уметь рассчитывать необходимый объем очень важно, так как это нужно для того, чтобы определить перед выполнением сварки, сколько расходного материала вам потребуется.

В случае если вы хотите выполнить сварку один раз и не занимаетесь этим часто, то вам в обязательном порядке нужно приобрести необходимый объем, это, банально, поможет вам сэкономить денежные средства.

Естественно, что различные модели присадочной проволоки имеют разные коэффициенты наплавки, говоря простым языком, одна модель присадочного материала может расходоваться гораздо быстрее, нежели другая. Вне зависимости от метода сварки, используемого вами, будь то классическая ручная или же в автоматическом режиме, прерывать создания шва на половину процесса категорически нельзя. Это в значительной степени повлияет на качество итогового результата. Поэтому лучше купить проволоку с небольшим запасом.

Норма расхода – это определение, которое указывает на количество материалов необходимых для выполнения данной манипуляции. В это значение уже учитываются разнообразные отходы, потери материала, погрешности при работе и т.д. Проще говоря, значение нормы включает в себя все этапы создания сварного шва. Точный учет напрямую оказывает влиянию на качество работы.

Каждый метод сварки имеет свою норму расходы присадочных материалов. Для каждых методов сварки, включая сварку в среде защитного облака из инертных газов, нормы расходов были определены длительным опытом работы. Каждый метод сварки имеет свои особенности выполнения, что, естественно, сказывается на потерях и расходах присадочного материала.

Эталоном можно считать количество проволоки, которое необходимо для создания сварного соединения длинной в один метр, используя тот или иной метод сварки. В качестве несложного примера можно привести сварочные работы, в процессе которых требуется выполнить минимальное количество процедур, без выполнения каких-либо дополнительных манипуляций, с созданием временных швов и т.д. Норма расхода присадочного материала рассчитывается согласно государственным стандартам.

Как рассчитать требуемый объем расходного материала?

Существует несложная специально разработанная формула, следуя которой можно рассчитать необходимое количество присадочного материала для выполнения той или иной манипуляции. Она принимает вид: N = GK.

Символ «N» означает эталонный параметр, если точнее, то это значение требуемого количества присадочного материала, требуемого для создания сварного шва размером в один метр. Символ «G» — это вес сварного соединения после выполнения всех сварочных работ. K – это коэффициент перехода, этот параметр определяется значением массы наплавочного материала к общему расходу металла, который использовался в процессе сварочных работ. Значение длины в один метр берется для упрощения расчетов.

Для того чтобы узнать «G», потребуется выполнить вычисления по следующей формуле: G = FyL.

Буква «Ф» обозначает размеры поперечного сечения готового сварного шва. Значение должно исчисляться в миллиметрах в квадрате. Буква «у» означает долю массы метала в составе присадочной проволоки. Этот параметр может принимать значение из достаточно широкого диапазона. Это обусловлено тем, что существует большое количество разнообразных моделей присадочных проволок для сварки. Последний параметр «L» — это длина сварного соединения, по умолчанию она принимается за один метр, однако именно изменения этого значения можно вычислить нужное количество расходного материала для выполнения той или иной сварочной манипуляции.

Вышеописанный способ вычисления подходит для вычисления количества расходного материала при выполнении сварочных работ в нижнем положении. Для других положения, дополнительно получившийся параметр нужно умножать на значение коэффициента поправки:

• нижнее положение – 1;
• полувертикальная сварка – 1,05;
• вертикальная сварка – 1,1
• потолочная сварка – 1,2.

При вычислении объема требуемого присадочного материала для сварки в полуавтоматическом режиме нужно также учитывать следующие параметры:

• применение защитного облака из инертного газа;
• тип используемого газа;
• технические характеристики сварочного аппарата;
• размер сечения присадочной проволоки;
• основные физические характеристики свариваемого объекта.

С помощью несложных манипуляций и подсчетов без особых проблем можно узнать требуемое количество расходного материала. Большинство нужных параметров для вычисления можно узнать самостоятельно, однако в некоторых случаях может потребоваться специализированная литература.

Можно рассмотреть пример проведения вычислений. Для начала нужно определить вес наплавленного материала с помощью формулы G=FyL. Допустим, что F равно 0,0000055 метра в квадрате (так как предстоит умножать площадь сварного шва на длину соединения, необходимо принимать это значение именно в метрах в квадрате). Пускай масса будет равно 7850 килограмм и будем считать, что длина металлического лица равна одному метру.

После того вычисления мы узнаем что произведение трех вышеописанных значений равно сорока терм тысячным килограмма. Далее значение 0,043 можно подставить в основную формулу и после выполнения второго действия мы сможем узнать количество необходимого материала.

В нашем случае длина равняется одному, следовательно, значение 0,043 нужно умножить на единицу. Результата будет точно таким же. Таким образом, мы узнаем количество проволоки необходимой для выполнения предстоящей операции.

Если сварка будет выполняться в нижнем положении, что полученное значение оставляется таким как есть. Однако если вы будете использовать другое положение, то полученное количество проволоки в килограммах, нужно умножить на коэффициент положения, значения для которого были описаны выше.

Расчет расхода электродов на 1 метр шва: таблица и калькулятор

Дуговая электрическая сварка деталей включает два основных компонента. Первый это соединяемые металлические изделия, второй — дополнительный металл который их соединяет.

При этом важно определить оптимальный расход электродов на 1 м шва калькулятор для расчета, которого сегодня можно найти в сети интернет.

Причина здесь не только финансовая, но и технологическая. Вес соединительного металла утяжеляет готовое изделие, и эта величина может доходить до 1,5% от ее начального веса.

Если для статических элементов это не принципиально, то для движущихся механизмов может оказаться существенными, даже критическими.

От чего зависит?

Затраты на электроды, сварочную проволоку и т.п. используемых при соединении элементов конструкции, потребление электрической энергии, главным образом влияет сечение сварочного шва.

В свою очередь этот показатель зависит от того, каким именно образом выполняется сварка, какую толщину имеет металл, качество подготовки деталей.

Как правило, основную характеристику — катет шва, от которого зависит его сечение, задает проект. Отсюда определяется нужный диаметр сварочного материала, сила сварочного тока и пр.

Если мы внимательно рассмотрим процесс электросварки, то убедимся, что далеко не весь вносимый металл используется. Часть его испаряется пламенем дуги, часть разбрызгивается, знакомыми всем сварочными искрами.

Какое-то количество металла связывается в покрывающем шов шлаке, образованном расплавленной обмазкой и окислами. Эти потери определяют словом «угар».

Наконец, сама технология процесса предполагает удерживание электрода. Соответственно часть его остается неиспользованной. Такой кусочек техническом языком называют «огарок», длина его около 50 мм.Часть этих расходов зависит от расположения и длины шва. Так же потери выше, когда приходится варить множество отдельных участков, к примеру, при сварке арматуры, чем один длинный шов.

Практический и теоретический расчеты

Рассчитать расход можно двумя способами:

В первом случае, используют нормативные данные с той или иной степенью приближения. Самым простым вариантом будет воспользоваться ведомственными нормами расхода зависящих от вида конструкции (табл. 1). Расчет приводится к тонне готовых изделий.

Метод используют его с практическими целями, для приблизительного расчета расходных материалов для изготовления той или иной конструкции.

Более точные данные дают строительные нормы ВСН 416-81. Нормы представляют сборник эмпирических данных, сведенных в таблицы. Они составлены для большинства применяемых видов стыка трубы, формы шва, вида расходных материалов.

Не менее точный результат дает расчет с использованием формул, куда вводят различные поправочные коэффициенты.

Суть практического метода — полевые замеры реальной работы. Сюда входит качество расходников, тип и возможности сварочного оборудования, квалификация работников и т.д. Метод требует не одного часа затрат труда и материалов. При этом результаты его подходят деталям, близко соответствующим образцам.

Погрешности

Сами вычисления не могут быть неточными. Но вот исходные данные — вполне.

• Табличные значения принимают по усредненным показателям, практически могут отличаться в разы.
• Данные, вводимые в формулы, определяются замерами. При этом, возможны как погрешности самих приборов, так и методов измерения.
• Данные образцов не совпадают. Это вызвано разной точностью подготовки, отклонениями размера шва и т.п.

Все перечисленные отклонения способны накапливаться и на практике доходят до 5-7%. Именно это количество сварочного материала рекомендуется иметь как резерв.

Формулы, используемые при расчетах. Поправочные коэффициенты

Формула, которая применяется для расчета нормы расхода выглядит следующим образом:

где Н_Э – сам расход, который нужно определить; G_Э – удельная норма; L_Ш – длина шва в метрах.

G_Э рассчитывают по формуле (2): G_Э = k_р * m_н. Здесь: k_р – поправочный табличный к-т, учитывающий потери за счет угара, устройства «холостых валиков» (поправочная наплавка), огарки, предварительные прихватки и пр. Зависит его величина от группы и марки расходников (таблица 2)

(3) m_н = ρ * F_н, Где ρ – удельная плотность стали. В зависимости от типа расходников ее принимают:
Величину m_н – вес (массу) наплавленного металла, определяют по формуле:

• 7,5 гр/см 3 (7500 кг/м 3 ) при использовании сварочной проволоки, тонкопокрытых или голых стержней;
• 7,85 гр/см 3 (7850 кг/м 3 ), для толстопокрытых электродов.

Fн – поперечное сечение наплавленного металла шва см 2 . Значение вычисляют по табличным данным из ГОСТ 5264-80, либо с помощью самостоятельных замеров.

Сколько размещается в 1 кг?

Как правило вес пачки точно не регламентируется, однако обычно, эта величина составляет 1, 5, 6 или 8 кг. Точный вес указан на самой упаковке.

В зависимости от диаметра стержня, пачка содержит разное количество изделий. Если эта величина не указана в этикетке, ее можно посчитать исходя из веса одного стержня.

При отсутствии под рукой таблицы, сориентироваться можно следующим образом. Умножаем длину (обычно 45 см) на площадь сечения, определяемую по формуле площади круга: S=πR 2 . Полученный результат перемножаем с объемным весом стали 7,85 гр/см 3 .

Вес электрода диаметром 4 мм составит около 61гр. Разделив 1 кг, на 0,06 получим 16 шт.

Расход на тонну металлоконструкции

На практике нередко нужен расход электродов на 1 тонну металлоконструкций при этом калькулятор онлайн может оказаться недоступен.

Крайне приблизительно ее можно принять, как 0,9 — 1,2% массы изделия. Более точные данные нам даст таблица 1 (см. выше).

Достаточно точные данные получают расчетом. Для этого, необходимо посчитать все сварные швы конструкции, а затем воспользоваться формулой, приведенной ранее (1).

Но самый надежный метод — по фактическим затратам. Он применим, когда выполняется изготовление серии однотипных сварных изделий.

При этом, самое первое изделие изготавливают, максимально соблюдая технологические нормы:

• оптимальный сварочный ток;
• диаметр электрода;
• подготовку места сварки, включая снятие фаски под нужным углом.

Одновременно ведут точный учет расхода стержней (или проволоки). Полученные данные делят на вес конструкции и соотношение используют далее, как эталон.

При сварке труб

Определить сколько нужно электродов на 1 м шва при сварке резервуаров, трубопроводов, других криволинейных поверхностей выполнить сложнее, чем для ровных швов. Для получения данных в таких расчетах, на практике используют таблицы ведомственных норм ВСН 452-84.

Здесь приведены данные о массе наплавляемого металла с учетом формы шва, толщины стенки трубы, а также группы электродов.

Как выглядит такая таблица можно увидеть на рисунке (таблица 3)

Снижение затрат

Для небольших бытовых работ затраты на расходники при дуговой сварке составляют относительно небольшие суммы. Поэтому, увеличение по какой-либо причине количество затраченных материалов мало что меняет.

Другое дело, когда речь о сварочных работах на крупной стройке, или ремонтном цехе. Здесь перерасход в доли процентов оборачивается тысячными убытками.

Мероприятия, направленные на снижение расходов при сварочных работах, ведут по следующим направлениям:

1. Повышение квалификации персонала
2. Качество сварочного оборудования, своевременное его обслуживание, ремонт и регулировка при необходимости.
3. Улучшение качества используемых материалов, подготовки мест соединений.
4. Использование новых технологий, замена, где это возможно, ручной сварки автоматической и полуавтоматической.

Заключение

Расчет количества электродов при сварке лишь малая часть задач, которые приходится решать при сварочных работах. Если подход к делу не формальный, а профессиональный, результатом будет высокое качество при оптимальных затратах.

Главное, чтобы мероприятия по снижении расходов не выполнялись за счет ухудшения условий работы. Практика показывает, что такая экономия в конечном итоге оборачивается лишь убытками.

Норма расхода сварочной проволоки

От чего зависит норма расхода проволоки? Как рассчитывается эта норма? Как можно оптимизировать расход? Если вас интересуют ответы на данные вопросы, то вы зашли по нужному адресу. В этой статье мы рассмотрим нормы расхода, уделив внимание и самому процессу нормирования.

Нормирование – зачем это нужно?

С помощью грамотного нормирования труда можно повысить производительность, как отдельного сварщика, так и целого цеха. Причем основная цель нормирования – это поддержание высокой производительности в течение всего периода работ. Поэтому основа данного процесса всегда связана с физиологическими возможностями работников.

То есть, в процессе нормирования нужно подобрать оптимальную интенсивность (скорость) процесса сварки. Причем указанная скорость должна поддерживаться в течение каждой рабочей смены.

Проще говоря: сварщик должен отработать всю смену, выполнив определенный объем работ, и восстановить свои силы до начала следующего рабочего дня.

Дальше все просто: по интенсивности (скорости) рассчитывается масса наплавляемого металла. А все остальные параметры, в том числе и нормы расхода материалов, рассчитываются исходя из массы наплавки.

Расход сварочной проволоки

Расход любого присадочного материала (в том числе и сварочной проволоки) определяется по массе наплавки сварочного шва. Причем указанную массу следует увеличить на 30-60 процентов, делая скидку на диаметр и покрытие (флюс) штучных электродов.

Полученные весовые значения переводят в штучные или метрические величины, определяя длину проволоки или количество электродов. Для этого нужно разделить требуемую массу присадочного материала на массу погонного метра проволоки или массу одного электрода.

Причем полученный метраж проволоки или штучное количество электродов нужно увеличить на 2-3 процента. Эта доля «сгорит» во время поджига оборванной дуги, или в процессе наладки сварочного режима, или во время заваривания кратера, или по иной, малозначительной причине.

Оптимизация расхода сварочной проволоки

Масса присадочного материала доходит до полутора процентов от веса собранной металлоконструкции. Поэтому попытка оптимизировать сварочный процесс и расход сварочной проволоки влияет и на себестоимость готовой продукции.

Причем расход можно оптимизировать следующими способами:

• Повысив качество используемого присадочного материала. Более качественная (и дорогая) проволока гарантирует высокие прочностные характеристики даже при меньшем объеме наплавки. Например, расход порошковой проволоки при сварке равен 1,15 килограмма на килограмм наплавки. А вот обычной, стальной проволоки постоянного сечения на килограмм наплавки нужно не менее 1,6 кг. Да и сам процесс сварки порошковой проволокой ускоряется за счет повышения значений допустимых характеристик сварочного тока.

• Изменив схему подачи присадочного материала в зону сварочной ванны. Расход проволоки при сварке полуавтоматом существенно ниже, чем расход присадочного материала при ручной сварке.

Кроме того, на расход проволоки влияет и квалификация сварщика. У грамотного специалиста меньше ошибок в процессе сварки (обрыв дуги и прочее) и, как следствие этого, меньше потерь присадочного материала.

Норма расхода сварочной проволоки

Расход присадочного материала определяется по весу наплавленного металла в одном погонном метре сварочного шва. Причем соотношение между присадкой и наплавкой нужно откорректировать за счет коэффициентов расхода проволоки или электродов.

В итоге, формула расчета нормы расхода выглядит следующим образом:

Где Q – это искомая величина (норма расхода), измеряемая в килограммах на погонный метр шва, G – это вес наплавки в одном метре шва, а k – это коэффициент расхода проволоки или электродов.

В итоге, зная вес наплавки и задавая поправку на коэффициент расхода проволоки, можно определить массу присадочного материала на одном погонном метре шва. Оперируя этим значением и общим метражом шва можно определить общую массу присадочного материала, умножив норму на метраж. А зная общую массу, можно вычислить (по массе одного метра проволоки) общий метраж присадочного материала.

Расчет расхода сварочных материалов

Расход сварочных материалов ( электродная проволока, защитный газ) рассчитывается для каждого типоразмера шва. Расчет производится для общей длины шва каждого типоразмера в соответствии с рекомендациями.

1. Норма расхода Н_Э (кг) сварочной проволоки на изделие определяется исходя из длины швов l_ш (м) и удельной нормы расхода электродов G_э на 1м шва данного типоразмера:

;

В общем, виде удельную норму расхода рассчитывают по формуле:

;

;

где m_н — расчетная масса наплавленного металла в кг/м;

k_р — коэффициент расхода, учитывающий неизбежные потери электродов и проволоки;

ρ=7,8 г/см 3 -плотность наплавленного металла;

F_н — площадь поперечного сечения наплавленного металла шва в мм 2 .

2. Норма расхода защитного газа на изделие Н_Г л, определяется по формуле:

,

где Q_Г — удельная норма расхода газа на 1м шва данного типоразмера в л:

,

где q_Г — оптимальный расход защитного газа по ротаметру в л/мин;

t_о — машинное (основное) время сварки 1м шва в мин.

Q_ДОП — дополнительный расход газа на подготовительно-заключительные операции: подготовку газовых коммуникаций перед началом сварки, настройку режимов сварки:

,

где t_П.З – время на подготовительно – заключительные операции, мин.

Основное время при сварке плавящимся электродом можно определить по формуле:

где α_н — коэффициент наплавки в г/А·ч;

Шов №1:

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в среде защитных газов;

Тип шва: Т1-∆5; тавровый, односторонний, без скоса кромок

1. Определяем длину шва:

2. Определяем расчетную массу наплавленного металла:

3. Удельная норма расхода проволоки:

где k_р=1,05 – коэффициент потерь для плавящегося электрода в среде CO₂

4. Норма расхода проволоки:

5. Основное время сварки:

Коэффициент наплавки: α_н=18,6 г/А·ч;

6. Удельная норма расхода газа:

Основной расход защитного газа на 1 метр шва: q_Г =16 л/м;

7. Норма расхода защитного газа на сварку данного шва:

Дополнительный расход защитного газа: Qдоп = 0,5 л;

Шов №2:

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в среде защитных газов;

Тип шва: Т7, тавровый, односторонний, со скосом одной кромки, с подварочным швом;

1. Определяем длину шва:

2. Определяем расчетную массу наплавленного металла:

3. Удельная норма расхода проволоки:

где k_р=1,05 – коэффициент потерь для плавящегося электрода в среде CO₂

4. Норма расхода проволоки:

5. Основное время сварки:

Коэффициент наплавки: α_н=18,6 г/А·ч;

6. Удельная норма расхода газа:

Основной расход защитного газа на 1 метр шва: q_Г =16 л/м;

7. Норма расхода защитного газа на сварку данного шва:

Дополнительный расход защитного газа: Qдоп = 0,5 л;

Шов №3:

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в защитных газах.

Тип шва: Т6, тавровый, односторонний, со скосом одной кромки.

1. Определяем длину шва:

2. Определяем расчетную массу наплавленного металла:

3. Удельная норма расхода:

где k_р=1,05 – коэффициент потерь для плавящегося электрода в среде CO₂

4. Норма расхода:

5. Основное время сварки:

Коэффициент наплавки: α_н=18,6 г/А·ч;

6. Удельная норма расхода газа:

Основной расход защитного газа на 1 метр шва: q_Г =16 л/м;

7. Норма расхода защитного газа на сварку данного шва:

Дополнительный расход защитного газа: Qдоп = 0,5 л;