Норма расхода электродов на 1 тонну металлоконструкций: Норма расхода электродов на 1 тонну металлоконструкций

Норма расхода электродов на 1 тонну металлоконструкций

Неотъемлемой частью процесса возведения любой металлоконструкции является грамотное и точное планирование расхода материалов для составления сметы и подсчета предстоящих финансовых затрат. Вычисляется не только количество задействованного в строительстве материала, но и то, сколько электродов потребуется затратить при проведении сварочных работ.

Умение правильно рассчитывать расход электродов на тонну металлоконструкций — одно из приоритетных требований к профессиональным сварщикам, работающим в крупных компаниях. Без проведения правильных расчетов невозможно узнать точную себестоимость металлоконструкции, предполагаемую прибыль. Все эти нюансы важны для фирм, задействованных в сфере возведения металлических конструкций.

Расход электродов при сварке

Оказывает прямое влияние на производительность и продолжительность рабочего процесса. Отработанное присадочное изделие для сварки необходимо заменить новым.

Если под рукой сварщика не окажется нужных электродов, это отразится на сроках проведения сварки в сторону увеличения. Докупить присадочный материал не является основной проблемой. Все усложняется тем, что он требует предварительной подготовки. Электроды надо прокалить и просушить. Это занимает от полутора до двух часов.

Когда электроды нужны для наплавки нескольких килограмм металла, ситуация не столь критична, в отличие от сварки габаритных металлоконструкций. Любой простой чреват и временными, и финансовыми затратами. Чтобы процесс работы ничего не тормозило, предельно важно выполнить правильный расчет того, сколько электродов требуется на одну тонну металлоконструкций.

Методы вычисления

Показатель расхода зависит от вводных параметров:

• массы наплавки;
• длины сварочного шва;
• нормы расхода.

Массой наплавки называют вес металла, который заполняет собой стыковочный шов. Точные данные этого параметра приводятся в технологической карте сварки. Его показатель по грубым подсчетам равен от 1 до 1,5% от массы металлоконструкции.

Габариты шва измеряют рулеткой по стыку. Получаемый результат умножают на общее число швов, присутствующих в разделе. Это обусловлено тем, что глубокие стыки заваривают параллельным либо последовательным накладыванием двух-трех швов.

Нормой расхода является масса наплавки на один метр шва. Она вычисляется как для отдельного узла либо детали, так и в зависимости от типа выполняемой сварочной операции.

Учитывая эти нюансы, расчет расхода присадочных изделий должен проводиться и теоретически, и практически.

Теоретический расчет

Основан на использовании различных формул. На практике наибольшее распространение получили два типа расчета:

1. по коэффициенту;
2. по физическим характеристикам.

Первый способ охватывает собой различные категории расходных материалов и вычисляется по формуле: H = M * K, где М — масса подвергаемого сварке металла, а K — специальный коэффициент расхода присадки.

Второй способ основан на характеристиках и применяемого электрода, и подвергаемой сварке металлоконструкции, рассчитывается формулой: G = F * L * Масса проволоки, в которой F — это площадь поперечного сечения, а L — длина шва.

Если первая формула позволяет вычислить расход, то вторая — массу наплавленного металла. Оба расчета являются «табличными», то есть основываются на стандартных показателях, соответствующих определенным маркам электрода, типу металла, величине шва.

Расчет расхода электродов по коэффициенту

Чтобы выполнить вычисление, нужно знать точный коэффициент электрода (K) который, как и другие параметры, указан в приложении РДС 82-201-96 «правил разработки норм расхода материалов в строительстве».

Значение коэффициента варьируется от 1,5 и до 1,9. Меньший показатель соответствует второй группе электродов, а наивысшей шестой. Если при работе используется марка ЦТ-28 из второй группы, показатель K равен 1,5.

Используя математический расчет для определения необходимого количества электродов для наплавки тонны металла, получаем значение 1500 кг, то есть H = 1000 * 1,5. Соответственно, расход возрастает, если применяется марка более возрастной группы, к примеру, НЖ-13, имеющая коэффициент, который равен 1,8.

Практический расчет

Подразумевает определение массы металла и проведение сварных тестовых работ. Когда они завершены, выполняют замер огарка, учитывают напряжение и силу тока, длину выполненного шва. Основываясь на этих данных, определяют число требуемых электродов для сварки шва определенной длины.

Точным вычисление будет в том случае, когда и внешние данные, и угол положения при выполнении основных работ останутся аналогичными тем, которые были во время тестирования. Чтобы избежать неточности определения, эксперимент повторяют от трех до четырех раз. Если соблюсти это условие, расчет получится еще точнее, чем при использовании формул.

Погрешность расчета

Никакой метод вычислений не дает стопроцентной точности. Закупать расходный материал для обеспечения полноценного и непрерывного рабочего процесса рекомендуется с запасом. Необходимо учитывать и возможность наличия в партии электродов бракованных и низкокачественных изделий.

Чтобы не приходилось останавливать сварку, следует увеличить полученные при расчетах данные на пять либо семь процентов. Это гарантировано избавит от различного рода форс-мажорных обстоятельств. Учитывают и то, что количество расходного материала зависит как от технологического процесса, так и от типа заполняемого присадками шва.

Как снизить затраты?

Существует несколько условий, которые позволяют сэкономить на расходных материалах для проведения сварочных работ, но при этом никак не отражаются на качестве:

1. Наибольшей экономии присадок позволяет добиться использование полуавтоматического либо автоматического сварочного аппарата. Когда работы проводятся вручную, то потери составляют от пяти процентов и выше. При автоматическом и полуавтоматическом процессе этот показатель вдвое ниже. Если и присадки, и аппарат имеют высокое качество, сокращение расходных изделий будет максимальным.
2. Показатели силы тока и напряжения должны полностью соответствовать выбираемому присадочному материалу. Поэтому, настраивая сварочный аппарат, нужно уделять особое внимание этим параметрам.
3. Количество затрачиваемых электродов при равных условиях может отличаться. Это обусловлено положением расходного изделия при выполнении сварки. Поэтому многие сварщики предпочитают не ограничиваться формулами и прибегают к практическим расчетам, проводя несколько тестов, чтобы найти «идеальное» положение.

Соблюдение этих трех важных условий и грамотный выбор способа сэкономить позволяет сократить количество требуемого присадочного материала практически на тридцать процентов. Это достаточно внушительная сумма в денежном эквиваленте. 

Норма расхода электродов на 1 тонну металлоконструкций

Качество сварки зависит не только от правильного выбора, но и количества электродов. Без правильного подсчета нельзя составить верную смету, что влечет за собой довольно серьезные проблемы. Расход электродов при сварке на 1 тонну металлоконструкции проводится по специальной формуле. Ничего сложного в выполнении расчетов нет. Главное, учесть определенные показатели.

Зачем необходимо знать точное количество электродов?

Производительность и продолжительность сварки напрямую зависит от наличия/отсутствия достаточного количества расходного материала. Присадочное отработанное изделие необходимо своевременно заменять новым. Когда электрода не оказывается под рукой, это напрямую отражается на темпе проводимых работ. Закупка присадочного материала отнимает время, что приводит к остановке сварки.
Некритичной считается ситуация, когда не хватает нескольких килограмм. Сварка габаритных металлоконструкций, наоборот, требует огромного количества электродов. Ошибки здесь исчисляется недостатком огромного числа расходников. Необходимость предварительной подготовки большого количества присадочных изделий в значительной степени тормозит рабочий процесс, что может сорвать все сроки по сдачи объекта.

Какие параметры учитываются?

Расход электродов при сварке металлических конструкций зависит от трех критериев:

• Масса наплавки. Представляет собой массу металла, заполняющую стыковочные швы. Данный параметр прописан в технологической сварочной карте. Если брать усредненный показатель, он варьируется в пределах от 1 и до 1,5 процентов от общей массы металлоконструкции.
• Длина сварочного шва. Измеряется с помощью рулетки. Полученную длину умножают на количество имеющихся швов в разделе. Глубокие стыки заваривают последовательно либо параллельно. Они требуют накладывания двух либо трех швов.
• Норма расхода. Это масса наплавки на каждый метр шва. Она может вычисляться двумя способами — для отдельного узла либо по типу проводимой сварочной работы.

Важно! Норма расхода является справочной информацией и прописывается для марки электрода отдельно в нормативных документах.

Кроме того, обязательно принимают во внимание и то, какой именно тип сварного шва делают.
Таким образом, количество присадочного материала, требуемого для сварки на одну тонну металлической конструкции, вычисляют как теоретическим, так и практическим путем.

Метод теоретического расчета

Проводится путем применения разнообразных математических формул. Существует множество разнообразных математический решений, но на практике чаще всего пользуются только двумя:

1. По коэффициенту. Охватывает различные расходные материалы и рассчитывается по формуле H=M * K. Первый показатель (M) представляет собой массу металла, подвергаемую сварке, а второй (K) — коэффициент присадки.
2. По физическим свойствам. Здесь учитываются характеристики электрода и металлоконструкции, с которой предстоит работать. Формула в данном конкретном случае следующая G=F * L * M, где F — площадь поперечного сечения, L — длина свариваемого шва, а M — масса проволоки.

Между этими двумя математическими формулами есть разница. Первая позволяет подсчитать расход. Вторая дает возможность узнать массу металла, который наплавляют. Обе формулы относятся к табличным. Это означает, что они основаны на табличных данных, которые соответствуют определенной марке, величине стыка и типу металла.

Расчет расхода практическим путем

Проводится опытным путем. Определяют массу металла и выполняют тестовые сварочные работы. Когда они закончены, делают замер огарка с учетом напряжения и силы тока, а также длины выполненного шва. Эти параметры позволяют подсчитать, сколько электродов потребовалось для данного конкретного участка. Зная длину, не составит труда подсчитать, сколько присадочного материала потребуется для завершения сварки в том или ином разделе.
Точность вычисления вариативна. Погрешность минимальна лишь в тех случаях, когда угол положения и внешние данные остаются неизменными при проведении дальнейшей сварки. Иными словами, условия останутся аналогичными тестовым.

Если не используют формулы, проводят практические расходы, делают от двух и до четырех тестирований. Это позволяет снизить вероятность погрешности и получить данные, которые будут точнее, нежели при задействовании математических расчетов.

Погрешность подсчетов

Не существует метода, который дает стопроцентно верный результат. Теоретический и практический расчеты отличаются между собой. Последний более точный, но только тогда, когда выполняют не менее двух тестовых швов. Это не означает, что полученная цифра абсолютна точна. Чтобы обеспечить непрерывную эффективную работу, необходимо закупать электроды с небольшим запасом. Кроме того, всегда следует помнить, что в партии могут попасться некачественные или бракованные изделия.

Не столкнуться с проблемой нехватки расходного материала позволяет приобретение электродов на пять или на семь процентов больше, нежели было получено в результате расчетов. Благодаря наличию такого запаса, можно не переживать о различных форс-мажорах и подготовить все расходники заблаговременно без каких-либо срывов по сроку сдачи объекта. Чем сложней участок сварки, тем больше дополнительного материала следует приобрести. Максимальный запас составляет десять процентов.

Можно ли снизить расход электродов?

Сварка относится к довольно затратным работам, поэтому многие пытаются сэкономить на расходном материале. Сделать это без ущерба для качества возможно, но только тогда, когда соблюдаются следующие условия:

• Задействован автоматический либо полуавтоматический сварочный аппарат. Потери при ручной сварке доходят до пяти и больше процентов. Аппараты автоматического типа и полуавтоматы позволяют провести работы более качественно и снизить число затрачиваемых электродов.
• Напряжение и сила тока полностью соответствуют типу присадочного материала. Добиться совпадения параметров позволяет правильная настройка сварочного аппарата, что необходимо учитывать заблаговременно. 
• Проводится тестовая сварка. Специалисты всегда прибегают к использованию и теоретического, и практического метода расчета. Последний позволяет проверить полученные показатели и скорректировать конечный итог.

Если соблюсти эти три простых условия, количество присадочного материала для проведения сварки будет сокращено до оптимального минимума, а качество проводимых работ не пострадает.

Оценка общих затрат на сварку | Производство и металлообработка

Перейти к содержимому

В: Чтобы снизить затраты на сварку, не следует ли мне просто выбрать проволоку по самой низкой цене?

A: Существует несколько факторов, которые необходимо учитывать при определении общей стоимости сварки. Конечно, наиболее очевидным фактором является стоимость расходных материалов (электрода и защитного газа или флюса). Менее очевидные (и часто упускаемые из виду) затраты — это трудозатраты и накладные расходы, которые могут быть отнесены к фактическому процессу сварки.

Однако, как будет показано в нашем примере, трудозатраты и накладные расходы в фактических затратах на сварку обычно составляют от 60 до 70 процентов от общей стоимости. Таким образом, выбор электрода, который повышает производительность (за счет увеличения скорости наплавки), гораздо важнее, чем выбор электрода с более низкой стоимостью. Процесс определения общих затрат на сварку будет описан ниже.

Используя произвольную ставку оплаты труда и накладных расходов в размере 50 долларов США, а также «рыночную прейскурантную цену» для широкого спектра сварочных материалов, оценка стоимости одного фунта наплавленного металла приведена в Таблица 1 . Были использованы пять различных рабочих коэффициентов (наименьший из которых составляет 20 процентов, а самый высокий — 60 процентов), где рабочий фактор определяется как процент времени сварщика, в течение которого он фактически выполняет сварку. Для процессов GMAW, FCAW-G и MCAW для расчета стоимости защитного газа использовалась ставка 0,20 доллара США за кубический фут.

Помимо затрат на оплату труда, электродов и защитного газа, в общие затраты на сварку была включена плата за электроэнергию, необходимую для питания сварочных аппаратов. Хотя в нашем примере стоимость электроэнергии на фунт наплавленного металла никогда не превышала 0,40 доллара США, эта величина не является незначительной и поэтому была включена в расчеты. В среднем стоимость электроэнергии составила около 2 процентов от общих затрат на сварку при использовании ставки 0,20 доллара за киловатт-час. Структуры ценообразования «сбора по требованию» не использовались.

Выбор наиболее экономичного процесса сварки (FCAW, GMAW, SMAW и т. д.) и подходящего сварочного электрода (проволока или стержень) усложняется наличием оборудования в производственном цехе. Если самые высокие источники выходной мощности, представленные сварщику, представляют собой машины на 450 ампер с рабочим циклом 60 процентов, то ответ на выбор электрода может быть не таким простым, как «давайте использовать провод самого большого диаметра из доступных, чтобы получить самые высокие скорости наплавки».

Например, в Таблица 1 показаны затраты на фунт для UltraCore 70C, указывающие на то, что использование стали диаметром 5/64 более экономично, чем использование диаметра 3/32 (при коэффициенте эксплуатации 60 процентов стоимость на фунт металла сварного шва составляет 7,14 долл. США). , против $8,67). Это связано с тем, что при 450 амперах скорость осаждения для UltraCore 70C диаметром 5/64 выше, чем у UltraCore 70C диаметром 3/32 из-за более высокой плотности тока. Однако, если бы мы могли полностью использовать весь диапазон силы тока провода 3/32 дюйма (с максимальной выходной силой тока около 700 ампер), мы бы увидели, что провод диаметром 3/32 дюйма дает преимущество в цене.

Таким образом, для наших расчетов использовался сварочный ток: или — максимальное значение силы тока в диапазоне, предусмотренном для электрода, или — максимальная мощность сварочного аппарата (450 ампер). По этой силе определяется скорость наплавки в фунтах в час, а затем можно рассчитать общее время сварки одного фунта наплавленного металла. На этот раз время наплавки одного фунта металла сварного шва указано в таблице 2 . На этом этапе трудозатраты и накладные расходы, необходимые для наплавки этого фунта металла сварного шва, могут быть определены путем умножения этой временной стоимости на заявленную ставку труда и накладных расходов в размере 50 долларов в час.

В дополнение к использованию универсального источника питания на 450 ампер для рассматриваемых потенциальных процессов сварки «открытой дугой», у нас также есть дополнительный ресурс в виде источника питания переменного/постоянного тока на 1000 ампер для дуговой сварки под флюсом. Хотя при сварке под флюсом возможны коэффициенты эксплуатации, приближающиеся к 80 процентам и более, мы ограничим коэффициент эксплуатации на уровне 60 процентов для сравнения с процессами с открытой дугой. Тем не менее, мы будем в полной мере использовать максимальные 1000 ампер, доступные на машине, поскольку это хорошо согласуется с максимальным рекомендуемым током для 5/32 в проводе под флюсом.

На основании установленных нами ограничений компоненты общих затрат на сварку (при коэффициенте использования 60 процентов) были выделены для потенциальных сварочных материалов, рассматриваемых в таблице 3 . Для стержневого электрода E7018 трудозатраты и накладные расходы в общей стоимости сварки составляют от 69 до 85 процентов от общей стоимости сварки. На противоположном конце спектра трудозатраты составляют лишь 32 процента от общей стоимости сварки при дуговой сварке под флюсом при силе тока 1000 ампер. И, наконец, для процессов с проволочной подачей трудозатраты в общей стоимости падают прямо между 60 и 70 процентами.

Интересно отметить, что в этом примере, несмотря на то, что затраты на расходные материалы для дуговой сварки под флюсом выше, чем для процессов в среде защитного газа, общие общие затраты на наплавку одного фунта металла сварного шва ниже для дуговой сварки под флюсом.

Сообщение состоит в том, что для процессов с открытой дугой 10-процентное снижение затрат на рабочую силу будет больше, чем 10-процентное снижение затрат на расходные материалы. Еще раз, используя 3/32 в UltraCore 70C в качестве примера, 10-процентное сокращение трудозатрат и накладных расходов приведет к передаче почти 0,60 доллара США за фунт наплавленного металла в чистую прибыль. С другой стороны, стремление снизить стоимость расходных материалов на 10 процентов сэкономит всего 0,25 доллара на фунт наплавленного металла.

В конечном счете, переход к процессу с более высокой скоростью наплавки обеспечит наибольшую отдачу за счет сокращения времени, затрачиваемого на сварку. А, как известно, время – деньги.

Следует повторить, что расчетные затраты, перечисленные в прилагаемых таблицах, основаны на ставке 50 долларов США в час на оплату труда и накладных расходов, а также на рыночных прейскурантных ценах на расходные материалы. В реальном мире сварки очень немногие клиенты платят прейскурантную цену, поэтому в немногих случаях это будет фактическая долларовая стоимость сварочных затрат в любом конкретном цехе сварочного производства. Однако тенденции, наблюдаемые здесь, тем не менее сохранятся. Сварочные процессы, увеличивающие скорость наплавки и производительность, уменьшат основную часть затрат на сварку — оплату труда и накладные расходы.

Подпишитесь, чтобы узнавать о последних новостях в области производства.

Calendar & Events

CMTS of Canada

30 сентября – 3 октября 2013 г.

Mississauga, Canada

Westec 2013

15 – 17 октября 2013

Los Angeles, CA

. 29–31 ноября 2013 г.

Гринвилл, Южная Каролина

FABTECH

18–21 ноября 2013 г.

McCormick Place – Чикаго, Иллинойс

PCD Tool Manufacturing

20 ноября 2013 г.

United Grinding North America – Fredricksburg, VA

сталь

| Состав, свойства, типы, сорта и факты

производство

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Эндрю Карнеги Генри Бессемер Сэр Уильям Сименс Джон Огастес Роблинг Чарльз М. Шваб

Похожие темы:

Дамасская сталь углеродистая сталь мартенситная сталь стальная промышленность перлит

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

сталь , сплав железа и углерода, в котором содержание углерода колеблется до 2 процентов (при более высоком содержании углерода материал определяется как чугун). На сегодняшний день это наиболее широко используемый материал для строительства инфраструктуры и промышленности в мире, он используется для изготовления всего, от швейных иголок до нефтяных танкеров. Кроме того, инструменты, необходимые для изготовления таких изделий, также изготавливаются из стали. Как показатель относительной важности этого материала, в 2013 году мировое производство необработанной стали составило около 1,6 миллиарда тонн, а производство следующего по важности технического металла, алюминия, составило около 47 миллионов тонн. (Для списка производства стали по странам, см. ниже Мировое производство стали.) Основными причинами популярности стали являются относительно низкие затраты на ее изготовление, формовку и обработку, изобилие двух сырьевых материалов (железная руда и лом) и беспрецедентный ассортимент механические свойства.

Свойства стали

Основной металл: железо

Изучение производства и структурных форм железа от феррита и аустенита до легированной стали

Посмотреть все видео к этой статье

Основным компонентом стали является железо, металл, который в его чистое состояние ненамного тверже меди. За исключением самых крайних случаев, железо в твердом состоянии, как и все другие металлы, поликристаллично, т. е. состоит из многих кристаллов, смыкающихся друг с другом на своих границах. Кристалл — это хорошо упорядоченное расположение атомов, которые лучше всего можно представить в виде сфер, соприкасающихся друг с другом. Они упорядочены в плоскостях, называемых решетками, которые особым образом проникают друг в друга. Для железа расположение решетки лучше всего представить единичным кубом с восемью атомами железа в углах. Важным для уникальности стали является аллотропность железа, то есть его существование в двух кристаллических формах. В объемно-центрированной кубической (ОЦК) конфигурации в центре каждого куба находится дополнительный атом железа. В гранецентрированной кубической (ГЦК) конфигурации в центре каждой из шести граней единичного куба находится один дополнительный атом железа. Примечательно, что стороны гранецентрированного куба или расстояния между соседними решетками в ГЦК конфигурации примерно на 25 процентов больше, чем в ОЦК компоновке; это означает, что в ГЦК-структуре больше места, чем в ОЦК-структуре, для удержания инородных ( т. е. легирующих) атомов в твердом растворе.

Железо имеет аллотропию ОЦК ниже 912°C (1674°F) и от 1394°C (2541°F) до температуры плавления 1538°C (2800°F). Называемое ферритом, железо в его ОЦК-образовании также называется альфа-железом в диапазоне более низких температур и дельта-железом в зоне более высоких температур. Между 912° и 1394°С железо находится в ГЦК-порядке, который называется аустенитным или гамма-железом. Аллотропное поведение железа сохраняется, за немногими исключениями, в стали, даже когда сплав содержит значительное количество других элементов.

Существует также термин бета-железо, который относится не к механическим свойствам, а скорее к сильным магнитным характеристикам железа. Ниже 770 ° C (1420 ° F) железо является ферромагнитным; температуру, выше которой он теряет это свойство, часто называют точкой Кюри.

Викторина “Британника”

Строительные блоки предметов повседневного обихода

Из чего сделаны сигары? К какому материалу относится стекло? Посмотрите, на что вы действительно способны, ответив на вопросы этого теста.

В чистом виде железо мягкое и, как правило, не используется в качестве конструкционного материала; основной метод его упрочнения и превращения в сталь – добавление небольшого количества углерода. В твердой стали углерод обычно встречается в двух формах. Либо он находится в твердом растворе в аустените и феррите, либо находится в виде карбида. Форма карбида может быть карбидом железа (Fe ₃ C, известным как цементит) или карбидом легирующего элемента, такого как титан. (С другой стороны, в сером чугуне углерод проявляется в виде чешуек или скоплений графита из-за присутствия кремния, подавляющего образование карбидов.)

Воздействие углерода лучше всего иллюстрируется диаграммой равновесия железа и углерода. Линия A-B-C представляет точки ликвидуса (, т. е. температуры, при которых расплавленное железо начинает затвердевать), а линия H-J-E-C представляет точки солидуса (при которых затвердевание завершается). Линия A-B-C показывает, что температура затвердевания снижается по мере увеличения содержания углерода в расплаве железа. (Это объясняет, почему серый чугун, содержащий более 2 процентов углерода, обрабатывается при гораздо более низких температурах, чем сталь.) Расплавленная сталь, содержащая, например, 0,77 процента углерода (показана вертикальной пунктирной линией на рисунке), начинает затвердевает при температуре около 1475 ° C (2660 ° F) и полностью затвердевает при температуре около 1400 ° C (2550 ° F). С этой точки и ниже все кристаллы железа находятся в аустенитной — , т. е. ГЦК — расположение и весь углерод находится в твердом растворе. При дальнейшем охлаждении резкое изменение происходит примерно при 727 ° C (1341 ° F), когда кристаллы аустенита превращаются в тонкую пластинчатую структуру, состоящую из чередующихся пластинок феррита и карбида железа. Эта микроструктура называется перлитом, а изменение называется эвтектоидным превращением. Перлит имеет твердость алмазной пирамиды (DPH) примерно 200 кгс на квадратный миллиметр (285 000 фунтов на квадратный дюйм), по сравнению с DPH 70 кгс на квадратный миллиметр для чистого железа.