Расчет расхода электродов при сварке

Расход электродов на 1 тонну металлоконструкций Электроды для сварки

Для подготовки корректной сметы в строительстве и при производстве изделий применяют специализированные методики расчетов. Выяснив расход электродов на 1 тонну металлоконструкций, можно подготовить план финансирования и организовать своевременное снабжение материалами. Такую подготовку применяют при выполнении масштабных работ. Не имеет практического смысла использование этой методики для создания нескольких соединений и решения бытовых задач с применением сварки.

Расчет расхода электродов
Расход электродов при сварке зависит от множества факторов.

Факторы, влияющие на расход электродов

Дуговой сваркой расплавленным металлом заполняют зазор между деталями. Для создания надежного соединения используют достаточное количество электродов. Предварительный расчет нужен не только для учета затрат на покупку расходных материалов. Выполненная технологическая операция изменяет вес конструкции. В некоторых ситуациях этот параметр увеличивается на 1-1,5% по сравнению с исходным значением.

Потребление электроэнергии, электродов и защитных газов (флюсов) зависит от сечения шва. Но надо учитывать потери металла на испарение, брызги. Образованный шлак также не выполняет полезных функций. Часть электрода (40-60 мм) нужна только для закрепления в держателе. При создании нескольких соединений расход материалов больше, чем при сварке 1 длинного шва.

Для корректного расчета надо учесть:

  • продолжительность сварки;
  • глубину шва;
  • количество материала, которое необходимо для создания прочного соединения;
  • особенности технологического процесса.
Продолжительность сварки
Для расчета нужно учесть продолжительность сварки и глубину шва.

Ведомственные строительные нормы для расчета расхода электродов установлены специальным документом (см. ВСН 452-84 от 14.12.1984). Эти правила созданы с применением аналитических и лабораторных методик.

В табличных данных учтены потери по таким позициям, как:

  • заточка и огарки электродов;
  • угар;
  • образование шлаков;
  • разбрызгивание;
  • остаток в бухте (для проволоки);
  • расплавление флюса.

Разработчики документа отмечают возможность пересмотра норм в случае изменения технологий, при работе с новыми и нестандартными расходными материалами.

Отличия в теоретических и практических расчетах

Для быстрого вычисления можно применить простую формулу N=Внм*K, где:

  • N — нормативный расход в кг;
  • Внм — вес наплавленного слоя металла;
  • K — справочный коэффициент по расходу с применением стандартных технологий.
Отличия в расчетах
Для вычисления расходов электродов применяют простую формулу.

Дополнительные поправки применяют с учетом особенностей рабочих процессов. При дуговой сварке ручным способом (покрытыми электродами) используют множитель 0,826. Это значение пригодно для расчета соединения в поворотном стыке. Если ввариваются патрубки, надо брать К=1,23. В данном примере подразумевается взаимное расположение деталей под углом 45°.

Для расчетов применяют базовый коэффициент расхода 1,4.

Ниже приведены поправочные множители для отдельных марок электродов:

  • 1,5 (II группа) — ОЗЛ-5 (Э6 и 25Б), ЦТ-28;
  • 1,6 (III) — ОЗЛ-2 (3, 6, 7, 8 и 21), ЗИО-8, ЦЛ-17;
  • 1,7 (IV) — ОЗЛ-9А, ЦЛ 9 (11), ЦТ-16, ГС-1;
  • 1,8 (V) — ОЗЛ-20 (22), ОЗС-11, НЖ-13;
  • 1,9 (VI) — ОЗЛ 27 (28), АНЖР-2.

Упрощают вычисления с помощью справочных нормативов. Эти данные есть в тематических отраслевых правилах и федеральных ГОСТ. Сводная информация разделена на группы по типам электродов, технологиям сварки, другим параметрам. Типовые значения подставляют в формулы для расчета.

Практический способ
Практический способ — создание пробного шва.

Практический способ подразумевает создание пробного шва на контрольном участке.

Этот способ позволяет с высокой точностью узнать расход материалов.

Применяют следующий алгоритм:

  • фиксируют заготовки под углом и с зазорами, установленными проектным заданием;
  • создают условия, которые будут поддерживаться при выполнении рабочих операций;
  • настраивают силу тока;
  • после сварки уточняют длину контрольного участка, огарка электрода.

Следует повторить перечисленные действия не менее 3 раз. Особое внимание уделяют идентичности процессов. Кроме положения электрода, обеспечивают неизменный температурный режим в помещении. Исключают порывы ветра и другие внешние воздействия, способные ухудшить точность эксперимента. Полученные данные используют для вычисления средней величины расхода.

Возможные погрешности

Следует объективно оценивать ограниченную точность аналитических методик и расчета на основе тестовой сварки.

Погрешности
Расчет расхода электродов может иметь погрешность.

Каждый способ подразумевает соблюдение стандартных условий, которые невозможно воспроизвести без отклонений при выполнении рабочих операций. Не исключено наличие в товарной партии бракованных изделий. С учетом отмеченных особенностей рекомендуется увеличить результат вычислений на 5-8%.

Количество электродов в пачке 1 кг

Стандартная информационная этикетка на упаковочной коробке содержит следующие данные:

  • наименование изделия (марку электродов);
  • диаметр и длину;
  • общий вес;
  • целевое назначение (возможность создания вертикального, наклонного, горизонтального и потолочного швов);
  • рекомендованный диапазон сварочных токов;
  • артикул и номер партии;
  • дату производства;
  • сведения о стандартах и официальных одобрениях;
  • идентификационные параметры производителя.
Количество электродов
Стандартная информационная этикетка содержит данные об электродах.

Действующими ГОСТ ограничен только максимальный вес пачки в зависимости от диаметра.

При создании электродов нормируют материал прутка и толщину поверхностного слоя.

Приведенные в таблице данные о весовых параметрах отдельных изделий могут отличаться на ±2 грамма без нарушения стандарта.

Диаметр внешний (длина), ммМасса
Упаковки (допустимая), кгЭлектрода, г
3 (350)526
4 (450)558
5 (450)882

Если общий вес составляет 4 килограмма, с применением табличных данных несложно вычислить количество 3 мм электродов: 4000/26 ≈ 154 шт. Не следует забывать о том, что приведенные данные соответствуют изделиям длиной 450 мм.

Нормальный расход

Стандартные показатели приведены в упомянутом документе ВСН 452-84.

Нормативы разработаны с учетом специфики разных видов сварки:

  • ручной, автоматизированной;
  • дуговой, комбинированной;
  • листовых металлоконструкций, арматурных стержней, труб.
Нормальный расход
Нормативы разработаны с учетом специфики сварки.

Отдельные данные приведены с учетом особенностей работы при соединении решетчатых конструкций из разных видов сталей. Созданы нормы для сварки в защитной среде углекислого газа и при использовании проволоки с порошковым наполнителем. Ниже подробно рассмотрен расход электродов на метр шва (тонну металлоконструкций).

Как посчитать поштучно

Для вычисления количества электродов можно применить базовую формулу N=Внм*K и таблицу поправочных множителей.

Вес наплавленного металла берут из таблицы:

СоединениеТолщина деталей/Зазор (мм)Внм, г/м
Потолочное4/270
7/3130
6/2,5140

Применяют коэффициент, который соответствует выбранному типу электрода. Результат вычислений умножают на длину шва и делят на вес 1 изделия.

В следующем примере для сварки 1 проходом заготовок толщиной 1,5 мм используют электроды ОЗЛ-6 диаметром 4 мм и длиной 450 мм. Длина шва — 8 м. Создают вертикальный стык с ровными кромками с исходным зазором 0,5 мм.

Посчитать в штуках
Для вычисления количества электродов применяют алгоритм.

Алгоритм вычислений:

  • при соблюдении стандартной технологии берут 0,02 кг на метр соединения, что в сумме для указанной длины составляет 0,16 кг=0,02*8;
  • при работе с электродами ОЗЛ-6 применяют поправочный коэффициент 1,6;
  • получают общий вес расходных материалов (0,16-1,6=0,256 кг);
  • с учетом типового веса 1 изделия (58 г) вычисляют расход в штуках (256/58=4,4);
  • делают запас для учета возможных погрешностей 4,4*1,08=4,45;

Полученное значение округляют в большую сторону, что позволяет узнать количество электродов для создания соответствующей сварной конструкции. Оно равно 5 шт.

Примеры используемых формул

Для расчетов можно применять другие методики.

Если нет справочных данных о весе наплавленного металла, применяют формулу Внм = p*S, где:

  • p — удельная плотность (7 850 кг/куб. м для углеродистых сортов стали);
  • S — площадь поперечного сечения, которая образуется при соблюдении нормативов технологического процесса.

Значение S берут из таблицы либо вычисляют самостоятельно.

Для рассмотренного выше примера подойдет формула S=t*z+0,75*w*h, где:

  • t — толщина деталей;
  • z — зазор;
  • w (h) — ширина (высота) наплава над местом стыка.

Коэффициенты расхода по типу электродов приведены выше для длины 450 мм.

Примеры используемых формул
Для расчетов применяют разные методики.

При других значениях этого параметра применяют следующие поправки (множители):

  • 250 мм — 1,12;
  • 300 мм — 1,07;
  • 350 мм — 1,04;
  • 400 мм — 1,02.

При создании соединений с применением защитной среды используют следующие поправочные коэффициенты:

  • 1,05 — углекислый газ (сварка толстых листов из стали);
  • 1,15 — использование автоматических и полуавтоматических устройств подачи материалов (CO²);
  • 1,7 — создание швов проволокой с порошковым наполнителем.

По формуле Нг=Ру*L+Р определяют нормативный расход инертных газов для создания надежной защитной среды. Здесь:

  • Ру — удельная норма на метр длины (L) сварного соединения;
  • Рд — расход на дополнительные и вспомогательные операции (продувку, настройку режима).

Для вычисления удельного значения умножают оптимальный расход по ротаметру (Рр) на время рабочего цикла (T): Ру=Рр*T. Если табличные значения отсутствуют, последний параметр вычисляют вручную по формуле T=(Внм*60*1000)/(Кн*I), где:

  • Кн — коэффициент наплавки;
  • I — сила тока, которую применяют для сварки.
Вычисление удельного значения
При создании соединений используют поправочные коэффициенты.

Ниже приведены значения Кн в г/А*ч для разных режимов:

I (А)Диаметр проволоки (мм)
1,622,5
20014,212,2
30016,513,511,1
40021,116,813,9
50028,322,317,8

При работе с электродами используют формулу T=60/V, где V — скорость создания сварного соединения. Этот параметр зависит от сложности выполняемых операций и примененного способа. Вручную сваривают конструкции со скоростью до 15-20 м/ч. Использование автомата увеличивает V до 100 м/ч и более.

Затраты времени на вспомогательные операции по нормативам составляют от 0,05 до 0,2 минуты при работе с плавящимся и неплавящимся электродами соответственно. Следует корректировать расчетный расход при сварке мелких деталей. Выполнение этих и других сложных операций увеличивает потребление инертного газа на 15-20%. При планировании поставок следует учесть, что стандартный 40-литровый баллон при заправке наполняют жидкой углекислотой (25 кг).

При переходе в газообразное состояние это количество образует 507 л защитной инертной среды.

Особенности подсчета

Представленные сведения используют для расчета затрат при сварочных работах.

На итоговый результат оказывают влияние следующие факторы:

  • тип соединения;
  • толщина, зазор, взаимное расположение деталей;
  • удобство доступа;
  • марка электродов;
  • значения токов.
Особенности подсчета
На итоговый результат оказывает влияние тип соединения.

Методику вычислений выбирают с учетом особенностей технологических операций.

На тонну металлоконструкций/арматуры

При выполнении масштабных работ пользуются табличными данными расхода на тонну металла (Кр). Этот нормативный показатель устанавливают с учетом отмеченных выше параметров. Выбирают позицию, соответствующую типу электрода. Умножением на массу конструкций получают количество расходных материалов. Добавляют запас на ошибки, другие сопутствующие потери. Перевод в штуки для подобных объемов не имеет практического смысла.

На 1 м шва

Для расчета можно применить рассмотренные формулы, результаты контрольных работ. Чтобы упростить вычисления, пользуются табличными данными. Ниже представлены сведения о нормативном расходе в килограммах на 1 м сварного соединения стыка.

В данном примере используется подкладка, 1 кромка скошена.

Якорь

Толщина деталей, ммВнм, кгГруппа электродов
IIIIIIVVVI
30,2320,4110,4380,4660,4930,521
50,3840,6800,7240,770,8160,861
80,8321,4741,5731,6711,7691,868
121,5622,7652,9493,1333,3183,502

Если сваривают трубы

Как и в предыдущем примере, вместо вычислений по формулам удобнее пользоваться подготовленными нормативами. Сведения в таблице представлены для аналогичных исходных условий: скошена только 1 кромка стыка, оставлена подкладка, которая предотвращает проникновение расплавленного металла внутрь конструкции. Расход приведен в кг.

Размеры трубы (диаметр х толщина стенок), ммВнмГруппа электродов
IIIIIIVVVI
57х30,0410,0720,0770,0820,0870,091
89х60,1280,2270,2420,270,2720,288
133х60,1930,3420,3650,3880,4100,433
159х80,4820,7240,7720,8200,8690,917

На 1 кг наплавки

Некоторые производители указывают в сопроводительной документации значение коэффициента наплавки (Кн) для выбранного типа расходных материалов при работе с рекомендованным диапазоном токов.

Марка электродаКн, г/А*чРасход электродов на килограмм наплавленного металла, кг
ОЗС-68,5-10,51,5
ЭА-395/910-11,51,6
УОНИ-13/559-101,6

Способ снижения затрат

Для улучшения экономических показателей необходимо точное выполнение технологических правил. Существенное значение имеет квалификация сварщика. Чтобы исключить ошибки и погрешности, обусловленные человеческим фактором, применяют специализированные автоматы. Инвестиции при покупке более сложного оборудования окупаются в процессе эксплуатации за счет уменьшения потребляемых расходных материалов на 10-15%.

Способ снижения затрат
Чтобы снизить затраты, нужно точное выполнение технологических правил.

Электроды следует применять только в рекомендованных производителем режимах.

Отклонения от проектной силы тока увеличивают расход материалов либо ухудшают качество сварного шва.

Если применяется ручная технология, итоговый результат во многом зависит от навыков сварщика. По этой причине некоторые специалисты предпочитают практический способ расчета. Создав несколько контрольных швов, можно с высокой точностью определить расход материала в рабочих условиях.

Таблицы для упрощения подсчетов с различными соединениями

Ниже приведены нормативные данные по Внм в килограммах на 1 м сварного соединения. Расход изменяется при выборе другого положения шва, зависит от ширины зазора между элементами конструкции.

С ровными кромками

Тип соединенияТолщина деталей/Зазор (мм)Внм, г/м
Вертикальное1/-20
1,5/0,520
2/130
Горизонтальное (одностороннее)1/-20
1,5/0,530
3/1,570
Горизонтальное (двустороннее)4/2170
5/2,5200
6/3250

Угловые концевые

Толщина деталей, мм/Площадь сечения шва, кв. ммВнм при разных направлениях угла, г
ВверхВверх на 45°В сторонуВниз на 45°
2/230203030
4/870707080
6/18150150160170

Тавровое соединение впритык

Толщина деталей, мм/Площадь сечения шва, кв. ммВнм при разных направлениях угла, г
ВверхВверх на 45°В сторонуВниз на 45°
2/440504040
3/9801009090
4/16140160150170

Односторонние v-образные соединения

Тип соединения (угол в стыке)Толщина деталей/Зазор (мм)Внм, г/м
Вертикальное (70°)5/1190
7/1,5300
9/1,5690
Горизонтальное одностороннее (60°)4/1110
6/1240
8/1,5440

Скосы кромок под разными углами

Этот параметр определяет размеры свободного пространства для расплава. Соответствующим образом изменяется количество расходных материалов. Скос применяют, если детали толщиной более 5 мм соединяют методом односторонней сварки.

При разделке заготовки (6 мм) на угол 40° ширина наплава (w) составит 8 мм. Для расчета расхода на 1 м шва можно применить формулу: Внм = p*S. Площадь поперечного сечения (S) определяют с учетом типа сварного соединения.

При вертикальном раскрытии угла можно использовать данные из таблицы (ГОСТ 5264-80):

Толщина деталей, ммВнм, кг/мS, кв. мм
30,09712,5
60,22729,2
100,43555,8

Как считать расход проволоки

Такие материалы часто применяют для создания длинных непрерывных сварных соединений. Ошибка в расчете не позволит выполнить соответствующий рабочий цикл без дефектов. Точное предварительное вычисление необходимо для покупки необходимых расходных материалов.

Допустимо применение рассмотренных выше формул (N=Внм*K и Внм=S*p*L. Результат корректируют с учетом положения сварного шва. Количество сварочной проволоки (N) определяют умножением веса наплавленного материала (Внм) на поправочный коэффициент (К). Для вычисления Внм, кроме площади поперечного сечения (S), надо знать плотность материала (p), из которого сделана проволока, и длину шва (L).

При нижнем положении шва К=1.

Значения для других вариантов:

  • потолочное — 1,2;
  • вертикальное — 1,1.

Ниже рассмотрен пример вычислений для следующих исходных данных:

  • S=0,0000065 кв. м;
  • p (проволока из стали) = 7 850 кг на куб. м;
  • L=1,25 м;
  • шов потолочный.

Расчет выполняют по следующему алгоритму:

  • Внм=S*p*L=0,0000065*7850*1,25=0,064;
  • N=Внм*K=0,064*1,2=0,077.

К полученному значению добавляют 8% для запаса с учетом возможных погрешностей и ошибочных действий. От итогового результата отнимают 0,083 кг и получают 0,077*1,08.

В уточненном расчете поправочный коэффициент устанавливают с учетом дополнительных влияющих факторов:

  • материалов деталей;
  • типа проволоки;
  • способа организации защитной среды (флюсом либо инертным газом);
  • полярности, силы и вида тока (переменного, постоянного).

Для определения этого параметра применяют контрольную проверку в условиях выполнения рабочих операций. Некоторые производители указывают необходимые для расчета данные в сопроводительной документации. Для популярной сварочной проволоки СВ08Г2С диаметром 1,6 мм установлен коэффициент наплавки 8,5 г/А*ч. Рекомендуется использовать ток силой от 90 до 130 А.

При тщательной подготовке добавляют затраты на организацию защитной среды.

Нормативный расход корректируют с учетом следующих параметров:

  • толщины заготовок;
  • величины тока;
  • диаметра (иных параметров) проволоки.

Особенно сложно выполнять работы на открытом воздухе. Порывы ветра существенно увеличивают расход защитных материалов.

svarkaved.ru
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector