Сколько надо электродов на 1 тонну металлоконструкций. Как произвести правильный расчет расхода электродов?

Точный расчет количества необходимых для проведения сварочных работ электродов - это одна из важных составляющих подготовительного этапа сварочных работ. От того, насколько точно будут произведены данные расчеты, зависит и результативность самого сварочного процесса, и его эффективность, а также то, насколько правильно будут распределены средства, выделяемые на приобретение основных и вспомогательных материалов.

Для того, чтобы точно провести расчет количества электродов при сварке, необходимо учитывать несколько параметров:

массу наплавленного металла;
существующие нормы расхода электродов при сварке;
длину сварного шва.

Нормы расхода электродов при сварке - это максимальное количество расходуемого при производстве продукции материала при соблюдении всех технологических требований.

Разновидности существующих норм расхода электродов.

В настоящее время используется несколько норм расхода электродов, в зависимости от того, о каком этапе выполнения работы идет речь. Все нормы в данном случае можно разделить на 4 основные группы:

Пооперационные нормы - это нормы расхода электродов при ведении определенной технологической операции - то есть, при ведении непосредственно сварки.
Подетальные нормы - это нормы, определяющие, сколько электродов должно расходоваться на изготовление одной сварной детали.
Узловые нормы - нормы расхода электродов для изготовления одного сварного узла.
Поиздельные нормы - нормы расхода электродов для изготовления одного сварного изделия.

Все эти нормы полностью взаимосвязаны друг с другом. Так, для определения поиздельных норм необходимо знать поузловые нормы, а для того, чтобы точно вычислить поузловые нормы, нужно знать подетальные нормы.

Расчет расхода электродов.

Расчет расхода электродов для выполнения определенной задачи, связанной со сваркой, должен вестись тем же специалистом, который впоследствии будет выполнять сварочные работы. Это позволит гарантировать достаточно высокую точность расчета, так как специалист прекрасно знает все нюансы сварочного процесса, хорошо разбирается в марках и особенностях электродов, поэтому способен не только использовать общепринятые методики и формулы, но и учитывать все особенности сварки, которые могут потребовать увеличенного или, напротив, меньшего, чем обычно, расхода электродов.

Теоретический метод расчета.

Существует несколько методик, помогающих наиболее точно рассчитать расход электродов при проведении сварочных работ. Одной из самых распространенных во многих странах является методика, основанная на массе наплавленного металла - а значит, в данном случае расход электродов считается в килограммах.

Н = М * К (расх.) , где

М - масса наплавленного металла (в килограммах)

К (расх.) - коэффициент расхода электродов.

Работая с этой формулой, необходимо учитывать некоторые особенности расчета массы металла и определения коэффициента.

Для того, чтобы определить массу наплавленного металла, берут площадь его поперечного сечения и умножают на плотность металла, найти которую можно в специальных таблицах, и на длину сварного шва.

Для определения коэффициента расхода электродов необходимо точно знать марку электрода, так как именно от нее зависит количество угара и разбрызгивание металла в процессе сварки, а также длина огарка электрода. Нормой считается при этом длина огарка в 50 мм при общей длине электрода в 450 мм. Как правило, берется коэффициент 1,6, но при сварке деталей из нержавеющей стали, а также из огнеупорных металлов коэффициент может достигать 1,8.

Практический метод расчета.

Кроме приведенного выше теоретического метода расчета количества электродов, можно применить и практический метод.

Для этого необходимо взять определенное количество металла, масса которого точно известна, и провести сварочные работы, используя ту же марку электрода, которая будет в дальнейшем применяться при ведении основных сварочных работ. При этом и тип сварного соединения, и используемый режим сварочного тока, и пространственное положение сварного шва должны полностью соответствовать тем условиям, которые планируется применять в основном процессе сварки. В результате, определив длину полученного при этом сварного шва, можно будет рассчитать, сколько электродов потребуется во время выполнения сварочной работы.

Можно ли уменьшить количество расходуемых в процессе сварки электродов?

Этот вопрос, конечно же, волнует каждого производителя, и чем больше объем сварочных работ, тем острее встает проблема экономии электродов. Вообще-то снизить расход электродов вполне возможно. Для этого необходимо соблюдать несколько условий:

показатели силы тока и напряжения во время ведения сварочных работ должны полностью соответствовать применяемому типу электрода
использование автоматической или полуавтоматической сварки способствует уменьшению расхода электродов.
также к снижению расхода электродов может привести и изменение положения электрода в процессе сварки.

В результате выбора оптимального метода и режима сварки расход электродов сокращается примерно на 3% - а это позволит существенно сэкономить затраты на присадочные материалы для сварки, одновременно обеспечив сварщику максимально комфортные условия работы.

Расход электродов на 1 м шва является важным показателем при составлении сметы на проведение сварочных работ. От точности расчета зависят экономические показатели всего проекта. Расчет расхода электродов должен производить опытный сварщик, хорошо разбирающийся в марках продукции и методиках сварочного процесса. Он должен учесть все нюансы предстоящих работ.

Общие формулы для расчета

За норму расхода принимается максимальное количество материалов, необходимых для производства сварочных работ. Нормирование должно учитывать расход электродов на сварку, прихватки и проведение правки способом «холостых валиков»:

Н = Н св + Н пр + Н пр.

Норма на прихваточные работы и определяется в процентном отношении от расхода на основные работы:

при сварке стали толщиной до 12 мм – 15%;
при сварке стали толщиной более 12 мм – 12%;
при сварке алюминиевых и титановых сплавов – до 20%.

Норма на правку изделий из алюминиевых и титановых сплавов составляет:

для алюминия толщиной до 8 мм – 30%;
для алюминия толщиной более 8 мм – 25%;
для титана – 35-40%.

Расход электродов при изготовлении металлоконструкций определяется поузловыми, подетальными, поиздельными или пооперационными нормами. Все они связаны между собой и вычисляются исходя из расчета затрат материалов на 1 м сварного шва. Для конкретных типоразмеров затраты регламентируются согласно СНиП.

В расходную часть входит масса наплавленного металла и технологические потери:

где N – норма расхода на 1 м,

M – масса наплавленного металла на 1 м,

K – коэффициент потерь.

Масса присадки на один метр шва (M) рассчитывается как произведение площади поперечного сечения (S), плотности материала (ρ) и длины шва (L = 1 м):

Площадь поперечного сечения берется по факту, а плотность материала – из справочной литературы. Для рядовых сталей она равняется 7,85 г/см³.

Вернуться к оглавлению

Расчет поправочного коэффициента

Значение коэффициента (K) включает в себя технологические потери на угар, разбрызгивание и огарки. Оно зависит от применяемых методов и режимов сварки, типов сварных материалов, сложности условий проведения работ.

Коэффициент отношения расхода материала к наплавленной массе для различных типов электродов приведен в таблице.

Данный показатель учитывает потери на разбрызгивание и угар, а также на огарок. При расчете потерь на огарок был взят огарок длиной 50 мм, остающийся от стандартного электрода длиной 450 мм. Если фактические значения длин отличаются, то применяют поправку.

λ = (lэ – 50)/(lэ – lо),

где lэ – длина электрода,

lо – длина огарка.

Значения потерь на разбрызгивание, угар и огарок указываются в паспортной характеристике сварочных материалов.

Сложность работ определяется расположением сварного шва. В случаях, если оно отличается от нижнего, вносят следующие поправочные коэффициенты:

для расположенного в наклонной плоскости – 1,05;
для расположенного в вертикальной плоскости – 1,10;
для потолочного- 1,20.

Учесть все тонкости работ по сварке металла, основываясь только на теоретических расчетах, достаточно сложно. И хотя в СНиП подробно описаны нормы при различных видах сварки, рекомендуется провести испытательные работы.

Контрольные работы проводятся в тех же условиях и с применением тех же материалов, что и проектируемые. Для обеспечения бесперебойности процесса и предотвращения задержек, связанных с непредвиденными затратами материала, закупку материалов следует проводить с запасом 5-7%.

С целью экономии присадочных материалов необходимо соблюдать соответствующую им настройку напряжения и силы тока. Экономия может быть достигнута и изменением угла наклона руки в процессе сварки.

В изделиях, где не требуется особой плотности соединения, используются прерывистые швы 50-150 мм с расстоянием между ними 100-300 мм и более. За счет этого происходит значительная экономия времени и уменьшается расход электродов.

С целью значительного уменьшения затрат на проведение работ рекомендуется использовать автоматическую сварку, которая обеспечивает высокую производительность и позволяет экономить за счет уменьшения площади поперечного сечения, не уменьшая качество стыка. Комплекс мер может в результате дать экономию до 30%.

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.

Прежде всего, необходимо определить расход электродов данного вида, для наплавки 1 кг металла. Для этого вы можете воспользоваться специальной формулой:

Н = М * К расх,

где К расх - это коэффициент расхода электродов (приведен на рисунке ниже), а М - масса металла.

Есть еще одна формула, по которой можно подсчитать, как много электродов расходуется во время сварки:

G = F x L x Масса проволоки (1 см 3),

где: F-площадь попереч. сечения; G -масса напл. Металла, а L - длинна шва.

Что бы уменьшить расход электродов можно использовать автоматический или полуавтоматический сварочный аппарат. При сварке такими аппаратами потери составляют 3%, а при ручной работе - 5%. Поэтому использования автоматической и полуавтоматической сварки на порядок выгоднее, так как сокращает количество необходимых материалов.

Учет потерь во время проведения сварочных работ

Производя расчеты важно быть максимально точными и внимательными, однако даже в этом случае важно помнить о погрешности, так как при расчете количества электродов сумма не может быть абсолютно точной. Поэтому при закупке стоит брать материалы с небольшим запасом, чтобы обеспечить непрерывную и полноценную работу.

Кроме того, важно помнить, что во время работы никто не защищен от увеличения расхода сварочных материалов из-за бракованной продукции и непредвиденных расходов, поэтому во время закупки запас приобретаемых электродов в среднем должен составлять около 5-7%.

Так же производя расчет необходимо учитывать особенности технологического процесса, которые предусматривают в некоторых случаях дополнительный расход электродов. Формулы, которые были приведены в данной статье с успехом используются многими строительными компаниями, для того чтобы более точно определить расход сварочных материалов для определенного объема изделий. Если вы сможете рассчитать, какой расход материалов будет у вас во время работы, это может сократить расходы на покупку сварочных материалов и оборудования, а так же сэкономить время для выполнения сварочных работ.

Дополнительные материалы

Сварочный инвертор – современный сварочный аппарат, простой, удобный в обращении, поможет вам справиться с любыми сварочными работами легко и в кратчайшие сроки. Разобраться с премудростями инверторной сварки также не составит особого труда.

Говоря о правилах сушки электродов, не стоит забывать и об их хранении. Если электроды будут храниться в соответствующих условиях, то они прослужат долгое время. Сушку можно произвести и в домашней обстановке, но для этого нужно правильно подобрать печь и выполнить все условия, которые содержатся в инструкции каждой упаковки.

Рассчитывать необходимое количество электродов необходимо еще на первоначальном этапе, когда вы только думаете проводить сварочные работы. Чтобы как можно точнее рассчитать расход электродов . Особенно важно знать, сколько пойдет электродов, когда вы планируете варить большой объем металлических конструкций.

Если вы произведете все расчеты правильно, то сварочный процесс будет протекать по задуманному плану и вам хватит электродов, чтобы закончить работу. Нормой расхода электродов считается максимальная величина абсолютного расхода сварочного материала.

Ниже приведены коэффициенты электродов в соотношении к маркам электродов:

2 группа – К(расх.) = 1.5 – марки электродов: ОЗЛ-Э6, ОЗЛ-5, ЦТ-28, ОЗЛ-25Б;
3 группа – К(расх.) = 1.6 – марки электродов: ЦЛ-17, ОЗЛ-2, ОЗЛ-8, ЗИО-8, ОЛ-6, ОЗЛ-7, ОЗЛ-3, ОЗЛ-21;
4 группа – К(расх.) = 1.7 – марки электродов: ОЗЛ-9А, ГС-1, ЦТ-15, ЦЛ-11, УОНИ-13/НЖ, ЦЛ-9;
5 группа – К(расх.) = 1.8 – марки электродов: ОЗС-11, ОЗЛ-22, ОЗЛ-20, НЖ-13;
6 группа – К(расх.) = 1.9 – марки электродов: АНЖР-2, ОЗЛ-28, ОЗЛ-27;

Теперь, чтобы вам было более понятно, давайте проведем расчеты. Допустим, мы наплавили 5 килограммов металла с помощью электродов ОЗЛ-8. Мы сварили много металла, потом посчитали сечение шва, умножили его на длину швов и умножили на густоту. В результате у нас получилось 5 кг.

Теперь мы умножаем массу наплавленного металла (5) на коэффициент. Для наших электродов он составляет 1.6. Итак, 5 х 1.6 = 8. Получается, чтобы наплавить 5 кг металла нам необходимо приблизительно 8 кг электродов ОЗЛ-8 .

Когда проводите расчеты, помните, что нужно быть точным, потому как даже небольшая погрешность может завысить ваши расходы на покупку электродов или, наоборот, вам может не хватить того количества, которое вы уже приобрели.

К примеру, чтобы наплавить тонну металла, нам нужно рассчитать количество электродов. Считаем: 1000 х 1.6 = 1 600 кг электродов ОЗЛ-8.