Расход электродов при сварке труб – теоретические расчеты. Как посчитать расход электродов на тонну металла

• марки электрода или проволоки;
• сечения шва;
• вида сварки.

В зависимости от типа соединения (стыковое, угловое, тавровое) по-разному вычисляется площадь сечения шва. Ниже приводим примеры формул, где b соответствует расстоянию между кромками деталей, S – толщине детали, а e и g – ширине и высоте шва.

Нормы расхода электродов при сварке

В официальных документах ВСН 452-84 или ВСН 416-81 («Ведомственные строительные нормы») указаны производственные нормы на 1 стык и на 1 метр шва. Показатели рассчитаны отдельно для разных типов сварки:

• ручной дуговой (MMA);
• ручной аргонодуговой (TIG);
• автоматической сварки под флюсом и т.п.

Пример нормативов для сварочного соединения типа C8:

Расход электродов на 1 м шва

Расход электродов можно определить и самостоятельно. Он складывается из массы наплавленного металла и потерь (к ним относится разбрызгивание, образование шлака, огарки). Для начала вычислим массу наплавленного металла по формуле:

Масса = площадь поперечного сечения шва * плотность металла * длина шва

Значения плотности легко узнать из справочной литературы (плотность углеродистой стали – 7,85 г/куб.см, никельхромовой стали – 8,5 г/куб.см). Затем по второй формуле рассчитаем суммарный расход электродов при сварке:

Норма расхода = масса наплавленного металла * коэффициент расхода

Коэффициент расхода зависит от конкретной марки электрода. Эти данные приводятся в нормативных документах, таких как ВСН 452-84 (см. следующий раздел). Чтобы вычислить расход в килограммах на погонный метр (кг/м), нужно принять длину шва в первой формуле за 1 метр.

Коэффициенты расхода электродов

Коэффициент	Марки электродов
1,5	АНО-1, ОЗЛ-Э6; ОЗЛ-5; ЦТ-28; ОЗЛ-25Б
1,6	АНО-5, АНО-13, ЦЛ-17, ОЗЛ-2, ОЗЛ-3, ОЗЛ-6, ОЗЛ-7, ОЗЛ-8, ОЗЛ-21, ЗИО-8, УОНИ-13/55У
1,7	ОЗЛ-9А, ГС-1, ЦТ-15, ЦЛ-9, ЦЛ-11, УОНИ-13/НЖ, УОНИ-13/45
1,8	ОЗС-11, ОЗЛ-22, ОЗЛ-20, НЖ-13, ВСЦ-4, К-5А
1,9	АНЖР-2, ОЗЛ-28, ОЗЛ-27

Поправочные коэффициенты

Для более точного расчета применяют корректирующие коэффициенты. Их полный перечень можно найти в ВСН 452-84. Приводим примеры поправок в зависимости от рабочих задач:

При сварке поворотных стыков

При вваривании патрубков, расположенных под углом к основной оси трубы (по умолчанию величина угла принимается за 90°)

При положении патрубков сбоку или снизу по отношению к основной трубе

Точный расчет расходных материалов – основа любого производственного или строительного процесса. Для металлоконструкций важно учитывать не только специфику конфигурации, но и требуемое количество электродов для сварки. Делать это рекомендуется по принятым методикам. С их помощью можно достаточно точно вычислить расход электродов на 1 тонну металлоконструкций.

Параметры, влияющие на расход материалов

Сначала нужно определиться с факторами, влияющими на количество расходных материалов. Они напрямую повлияют на производительность и время выполнения работ. В случае с электродами следует выбрать соответствующую модель, оптимально подходящую для конкретной операции. Затем можно выполнять расчет расхода на 1 тонну металлоконструкции.

Для вычисления нужно выяснить следующие показатели:

• Масса наплавки материала металлоконструкции на шов. Его объем не должен превышать 1,5% от веса всей конструкции.
• Протяженность сварочного шва. Помимо стандартных размеров учитывается глубина. Если этот показатель большой – делают два или три шва для надежности соединения.
• Норма расхода. Это общая масса наплавки на 1 м.п. шва.

Последний показатель является справочным. Он зависит от . Справочные данные можно взять из ВСН -452-84. Но при этом выбирается несколько методов расчета — теоретический и практический. Разница между показателями определяет погрешность.

Методики расчета на 1 тонну металлоконструкций

Для сварки металлоконструкций выбирается несколько видов швов. От этого зависит расход электродов, так как для каждого типа ориентаций определена масса наплавленного металла. Она же, в свою очередь, влияет на скорость выполняемых работ. Эти данные приведены в таблице.

Первый способ расчета, теоретический, относительно прост. Для вычисления потребуется знать общую массу металла в конструкции и специальный коэффициент. Формула выглядит следующим образом:

Н=М*К

• Где М – общая масса металла;
• К – справочный коэффициент для каждого типа.

Данные последней составляющей формулы можно взять из справочных материалов. В сводной таблице показаны значения коэффициента в зависимости от марки электродов.

Второй способ позволяет определить массу наплавленного металла. Для него не нужно брать справочные данные — необходимо лишь сделать замеры соединительного шва. Расчеты выполняются по следующей формуле:

G =F *L *M

• Где F – суммарная площадь поперечного сечения;
• L – длина свариваемого шва;
• М – масса проволоки.

Пользуясь этими формулами, можно достаточно точно рассчитать расход электродов на сварку 1 тонны металлоконструкций. Но при этом нужно учитывать погрешность. Предварительно рекомендуется проверить правильность расчетов на небольшом участке работ. Это актуально при сборке больших конструкций, где расход электродов существенно повлияет на себестоимость. Если разница не превышает 5% — можно делать закупку расходных материалов по расчетным данным.

Рациональное уменьшение расхода

Можно ли снизить расчетное количество электродов без потери качества? Для этого рекомендуется воспользоваться такими советами специалистов:

• Использовать полуавтоматический или автоматический режим сварки. При ручном расход присадки увеличивается до 5%, что сказывается на затратах.
• Параметры сварочного аппарата – сила тока и напряжения. Они должны соответствовать характеристикам выбранных электродов. При смене расходных материалов выполняется корректировка работы сварочного аппарата.
• Положение электрода, при котором происходит оптимальный расход присадки, чаще всего определяется по результатам практических расчетов. Все зависит от параметров металлоконструкций.

Во время сварки применяются присадочные изделия, они участвуют в расплавлении материала, формировании шва. При подготовке сварочного процесса необходимо учитывать расход электродов. Этот показатель будет зависеть от вида материала, метода сварки. При расчете учитывается норма расхода, для вычисления применяются специальные формулы. Стоит отметить, что применение автоматической или же полуавтоматической сварки в разы выгоднее, так как сокращаются затраты на необходимые материалы.

Как провести расчет?

Расчет расхода электродов может осуществляться несколькими методами, их подбор зависит от условий работы. Лучше всего, если расчет будет проводить специалист, он сможет точно определить, есть ли необходимость замены расходных материалов, какие меры можно принять для сокращения стоимости сварки.

Среди методов следует отметить:

Теоретический расчет. Сегодня существует несколько методик, которые позволяют точно определить количество присадочного материала. Обычно для работы применяется формула:

Н = М * К, где

• М – наплавляемый металл, масса в килограммах;
• К – специальный коэффициент.

Но при использовании такой формулы надо учесть следующее:

• для расчета требуется значение площади поперечного сечения, оно умножается на плотность обрабатываемого материала, на длину сварного шва;
• придется учитывать и марку присадки.

Даже если все расчеты проведены правильно, стоит прибавить 5-7% к полученным данным, чтобы в самый неподходящий момент не пришлось прерывать процесс и отправляться в магазин.

Практический метод расчета. Каким должен быть расход электродов, как его рассчитать? Надо правильно определить массу металла, после чего провести тестовые сварные работы. После их окончания замеряется огарок, учитывается сила тока, напряжение, длина сварного получившегося шва. На основании полученных данных определяется количество присадочных материалов, которое необходимо для получения определенной длины сварного шва. Следует учесть, что все условия работы требуется повторять в точности, включая угол положения и внешние данные . В противном случае данные окажутся бесполезными. Обычно таким методом пользуются, если нет возможности брать табличные данные. Но он ничем не хуже табличного, особенно если повторить эксперимент 3-4 раза. В итоге результаты получатся гораздо точнее.

Как уменьшить расходные данные?

С целью экономии расхода электродов при сварке требуется соблюдать определенные условия:

1. Во время настройки аппарата необходимо, чтобы напряжение, сила тока полностью соответствовали выбранному присадочному изделию.
2. Если требуется значительная экономия количества электродов, то лучше всего использовать автоматический/полуавтоматический процесс, который при отличном качестве обеспечивает хорошее сокращение объема расходных изделий.
3. Сокращение расхода электродов может наблюдаться и при изменении их положения во время сварочного процесса.

Если правильно выбрать метод экономии, то можно добиться примерно 30% сокращения присадочных материалов.

Процесс будет не таким затратным, но при этом его качество сохранится на должном уровне.

Какими могут быть затраты?

Нормы расхода электродов могут быть различными. Они зависят от вида сварочного процесса, от обрабатываемого металла. Можно отметить следующие значения сварочных электродов:

При сварке нержавеющей, малоуглеродистой стали:

• сварочная проволока: на 1 т – 8,1-9,7 кг, на 100 м² при толщине в 1,2-3 мм – 7,6-23 кг;
• двуокись углерода: на 1 т – 7,2-10 кг, на 100 м² при толщине в 1,2-3 мм – 6,8-24 кг;
• флюс: на 1 т – 8-10 кг, на 100 м² при толщине в 1,2-3 мм – 7,5-23 кг.

Если проводится сварка воздуховодов, то понадобится 28-32 кг материала на каждую тонну.

При сварке алюминия, сплавов на основе алюминия:

• алюминиевая проволока: на 100 м² – 5-7 кг, на 1 м сварочного шва (на 2-3 мм) – 0,1-1,16 кг;
• при ручной аргоновой: на 100 м² – 1800-2700 л, на 1 м сварочного шва (на 2-3 мм) – 40 л;
• автоматическая/полуавтоматическая: на 100 м² – 700-1100 л, на 1 м шва (на 2-3 мм) – 12-16 л;
• вольфрамовые проволоки: на 100 м² – 10-15 кг, на 1 м шва (на 2-3 мм) – 02 г.

Расход электродов при сварке может быть различным, для вычисления его точного значения необходимо пользоваться специальными таблицами, формулами, нормами, которые позволяют определить все показатели в точности. При выборе оптимального режима и метода можно сэкономить на присадочных изделиях около 5%, а если покупать качественную присадку, то можно смело прибавлять еще пару процентов. Если учесть весь объем проделанных работ, то экономия получается существенной.

Электросварочные работы делятся на автоматические, полуавтоматические, а также ручные, и как раз для последних всегда необходимо рассчитывать расход электродов.

1

Выполняется покрытыми электродами, которые имеют обыкновение очень быстро заканчиваться при сплавлении металла электрической дугой. При этом некоторое количество присадочного материала сгорает, а часть сплавляется со свариваемым металлом в шве. Насколько быстро укоротится стальной стержень в обмазке, зависит от многих факторов. В частности, должен быть правильно выбран диаметр электрода, исходя из толщины свариваемого металла.

В свою очередь, сила тока выбирается в зависимости от диаметра стержня присадочного материала. Если диаметр электрода не соответствует толщине и степени тугоплавкости металла, и стержень слишком тонок, присадочный материал будет сгорать быстрее при меньшей производительности . Чрезмерно толстый стержень будет поставлять большие наплывы металла при малой глубине провара, и, чтобы сделать шов качественным, придется выполнять широкие колебательные движения, без которых может случиться прожог.

Силу тока тоже нужно выбирать правильно, поскольку превышение необходимого порога может привести к разбрызгиванию металла при плавлении электрода. Помимо всего вышеперечисленного, следует очень точно соблюдать нюансы технологии сварочного процесса. Не следует делать зазор между заготовками шире необходимого, поскольку, чем больше отдалены друг от друга свариваемые листы металла, тем значительнее будет затрата электрода на заданный отрезок шва – увеличится размах поперечных движений.

Расход электродов при сварке влияет и на продолжительность, и на производительность рабочего процесса. Ведь отработавший свое штучный электрод нужно заменить новым источником присадочного материала. Поэтому опытные сварщики держат под руками достаточное количество электродов.

Причем электроды еще нужно приготовить, прокалив в сушилке не менее полутора-двух часов. И в этой статье мы расскажем вам, как определяется это «достаточное количество».

Вводные параметры

В качестве вводных данных при расчете количества расходуемых электродов фигурируют следующие параметры:

• Масса наплавки – вес металла, заполняющего стыковочный шов. Точный расчет наплавки приводится в технологической карте процесса сварки. А согласно грубым расчетам масса наплавки равна 1-1,5 процентам от общего веса металлоконструкции.
• Габариты сварочного шва, а точнее его длина. Ее измеряют с помощью рулетки по длине стыка. Причем результаты измерения нужно умножить на количество швов в разделе. Ведь глубокие стыки заваривают двумя-тремя швами, которые накладываются последовательно или параллельно.
• Нормы расхода на один погонный метр сварочного шва. Этот параметр определяется, исходя из множества критериев. Поэтому подробную методику определения норм мы приведем ниже по тексту.

Норма расхода электродов на сварку

Норма расхода – это масса наплавки в сварочном шве длиной в один метр.

Причем существуют следующие нормы расхода:

• Операционная, которая вычисляется в зависимости от типа сварочной операции.
• Детальная, которую вычисляют по массе наплавки в процессе сварки одной детали.
• Узловая, которую вычисляют по массе наплавки в процессе сварки конкретного узла металлоконструкции.

То есть, на конкретную норму расхода влияет и технология сварки, и форма сварочного шва и общее количество швов в металлоконструкции, и многое другое. Поэтому конкретные нормы расхода нужно определять либо по теоретическим выкладкам (формулам), либо по практическим наблюдениям.

Расход электродов при сварке труб – теоретические расчеты

Теория процесса расчета расхода электродов заключается в вычислении нормы расхода на один метр шва и делении этой величины на вес одного электрода. В итоге мы получаем норму расхода не в килограммах наплавки, а в поштучном исчислении количества электродов. После этого поштучная норма умножается на метраж, и результат округляется до целого значения (в большую сторону).

Норма расхода в килограммах определяется по массе наплавленного металла: объем раздела длинной в один метр умножается на плотность металла. Причем для упрощения расчета объем раздела можно вычислить, как объем цилиндра с диаметром, равным большей (внешней) стороне стыка.

Полученное значение увеличивают в 1,4-1,8 раза (поправка на огарки от электродов). Причем каждая из шести групп электродов имеет свое значение упомянутого коэффициента. Поэтому конкретные цифры стоит поискать в справочнике.

Формула подсчетов расхода выглядит следующим образом:

Н=Мк,

Где Н – это нормированный расход на метровый сварочный шов, М — это масса наплавленного металла в шве, к – это коэффициент поправки на огарки.

Сварка электродом — расход на практике

Если вы не сторонник сложных вычислений, то наилучшим способом определения расхода электрода для вас будет следующая методика:

• Вы берете две детали из нужного вам материала и один электрод нужного вам типа.
• Детали размещаются на сварочном столе в определенном положении, которое будет характерно для реальной сварочной операции. То есть вы имитируете условия формирования нижнего, вертикального или полочного шва.
• После этого вам остается только заварить стык между деталями, используя для этих целей один электрод.
• Далее, вы промеряете длину сварочного шва, который получили с помощью одного электрода.

Полученное значение – длину шва из одного электрода – сопоставляют с общей длиной сварочных швов, выходя на рекомендуемое количество прутков с присадочным материалом.

Указанный способ работает ничуть не хуже, чем табличный расчет. А если повторить этот эксперимент три-четыре раза, то среднее значение окажется намного точнее. Но в любом случае отклонения практического способа от теоретического вычисления расхода – малозначительны.