На сварку количество металла

Обновлено: 20.05.2024

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.

Важно! Даже небольшое увлажнение электродов резко повышает расход, снижает качество шва, затрудняет работу. Храните материалы исключительно в сухом месте, в упаковке предотвращающей попадание воды.

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.

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.

Пять мл экстракционного раствора добавляли к каждому 5 мг образца, и пробирки обрабатывали ультразвуком в ванне в течение 30 минут. Процесс повторяли с 3 мл, затем 4 мл, в результате чего общее количество в 10 мл в пробирках для пищеварения. Агенство по Защите Окружающей Среды.

Генерация дыма и содержание общего хрома и шестивалентного хрома при дуговой сварке флюсом. Профилирование процессов сварки мягкой стали для снижения выбросов дыма и затрат на рабочем месте. Для предоставления количественной информации для выбора наилучших сварочных процессов для минимизации выбросов на рабочем месте были оценены девять процессов газовой сварки металлической дугой для мягкой стали с учетом скоростей генерации дыма, нормализованных скоростей генерации дыма и нормализованных скоростей генерации для элементарного марганца, никеля и железа.

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.

Также были профилированы экранированная дуговая сварка металлов и процессы дуговой сварки флюсом. Пары собирали количественно в камере дымового типа Американского сварочного общества, взвешивали, восстанавливали, гомогенизировали и анализировали с помощью индуктивно связанной атомной эмиссионной спектроскопии для суммарного металла. Результаты показывают широкий диапазон коэффициентов выбросов дыма для изученных вариаций процесса. Коэффициенты выбросов марганца на грамм потребляемого электрода варьировались от 45 мг г -1 до 08 мг г -1.

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

При сварке поворотных стыков

Коэффициенты выбросов никеля обычно были низкими и варьировались от ~ 09 до 004 мг г -1. Скорости выбросов железа варьировались от 7 до 49 мг г -1. Изученные процессы имеют существенно разные затраты, а факторы затрат представлены на основе тематического исследования, позволяющего сравнивать процессы в конкретных категориях затрат. Хотя ни один процесс не является лучшим для минимизации выбросов дыма и затрат при соблюдении требований к сварке, существует несколько процессов, которые могут минимизировать выбросы.
В этом исследовании представлена информация, помогающая в выборе. Также обсуждаются предложения по преодолению барьеров для использования новых и менее опасных сварочных процессов. Ключевые слова: флюсовая дуговая сварка, снижение выбросов дыма, скорости образования дымовых газов, газовая дуговая сварка, производство марганца, производство никеля, затраты на сварку, сварочные пары.

Диаметр электрода стандартной длины, мм

Около двух третей этих работников были в обрабатывающих отраслях. Сварка приводит к многочисленным опасностям во время эксплуатации, включая пары, газы и физические вещества, такие как высокая температура и ультрафиолетовое излучение. Обзор, подробно проанализировав ряд связанных с профессиональным воздействием неблагоприятных последствий для здоровья у сварщиков, таких как болезнь легких и возможные неврологические заболевания.

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:

(1) НЭ = GЭ * LШ,

где НЭ – сам расход, который нужно определить, GЭ – удельная норма, LШ – длина шва в метрах.

GЭ рассчитывают по формуле (2): GЭ = kр * mн. Здесь: kр – 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) mн = ρ * Fн, Где ρ – удельная плотность стали. В зависимости от типа расходников ее принимают: Величину mн – вес (массу) наплавленного металла, определяют по формуле:

7,5 гр/см3 (7500 кг/м3) при использовании сварочной проволоки, тонкопокрытых или голых стержней,
7,85 гр/см3 (7850 кг/м3), для толстопокрытых электродов.

Fн – поперечное сечение наплавленного металла шва см2. Значение вычисляют по табличным данным из ГОСТ 5264-80, либо с помощью самостоятельных замеров.

Теоретический расчет

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

по коэффициенту;
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.

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=πR2. Полученный результат перемножаем с объемным весом стали 7,85 гр/см3.

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

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.

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)

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.

Расплавленный металл-наполнитель выходит из наконечника электродной проволоки и переносится в пучок сварки очень мелким распылением. Это создает высококачественный шов с более низким брызгом. Этот метод используется в основном в плоских или горизонтальных приложениях; проблемы с капелькой являются серьезным ограничением для накладных расходов или вертикального использования. Вариант переноса распыления представляет собой импульсную передачу распыления, когда импульсы тока добавляются к фоновому току, позволяя суммарному току периодически превышать пороговое значение и разрешать режим распыления.

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.

Это изменение позволяет сварным швам в любом положении с более низким потреблением тепла и низкой скоростью генерации дыма. Задачи исследования состояли в том, чтобы охарактеризовать многочисленные процессы дуговой сварки нержавеющей стали для скоростей генерации дыма и шестивалентного хрома и определить наилучший выбор для минимизации воздействия и затрат.

Восстановление и обработка образцов

Поток измеряли с помощью массового расходомера перед отбором проб. После отбора проб фильтры удаляли из корпуса, складывали внутрь, взвешивали до ближайших 1 мг и помещали в герметичные антистатические полиэтиленовые пакеты. Вкратце, дым извлекали из фильтров путем осторожного всасывания на поликарбонатный фильтр и гомогенизировали и измельчали в ампуле без метала.

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:

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

Стрельцов В. сварщик со стажем 22 года: «Опытный сварщик даже на худшем оборудовании, сырыми электродами израсходует их меньше, чем новичок. Разумеется, это не исключает необходимость соблюдения технологии».

Всё что нужно знать о разрядах сварщиков простыми словами

Хотите узнать сколько всего разрядов у сварщиков, чем они отличаются или может вы хотите узнать, как повысить свой разряд. В нашей статье вы найдете ответы на эти вопросы.

Разряды сварщиков

В России приняты конкретные требования, которые определяют, к какому разряду можно отнести сварщика в соответствии с умениями последнего. Данная классификация актуальна на 2021 год. При этом сварочные разряды — не стандартная величина. То есть каждый специалист, пройдя переподготовку, может повысить уровень допуска. Повышение разряда соответственно увеличивает доход сварщика.

Электрогазосварщик — разряды

В зависимости от квалификации, опыта и знаний электрогазосварщика разряды присваиваются по нескольким критериям. Это определяет уровень допуска к выполнению определенных работ. Однако вне зависимости от разряда электрогазосварщики должны:

уметь проводить работы в соответствии технологией сварки, подходящей к конкретным типам металла;
изготавливать конструкции без брака;
уметь планировать будущие работы;
знать и соблюдать определенные требования техники безопасности;
проводить мероприятия, направленные на повышение эффективности сварочных работ.

Согласно общепринятой классификации, первый разряд сварщика присваивается после начала обучения в профильном учреждении (преимущественно в профессионально-технических училищах). В дальнейшем по мере накопления знаний и опыта меняется как уровень допуска, так и характеристики конструкций, которые специалист должен изготавливать.

Сварщик 1 разряда

Сварщиком первого разряда считаются все учащие профильных ПТУ и других подобных учреждений. Специалисты этого уровня могут выполнять простые задания, к которым не предъявляются строгие требования.

Сварщик 2 разряда

Повышение до 2 разряда сварщик получает после окончания ПТУ и иного профильного учреждения. Специалисты этого уровня могут соединять детали в нижнем и вертикальном положении. Однако, чтобы получить герметичны шов, сварщик должен повысить разряд до третьего.

Сварщик 3 разряда

Такая квалификация присваивается выпускникам специализированных учебных заведений. При этом для получения данного разряда не нужно даже бывать на стройке.

Специалисты этого уровня умеют:

герметизировать стыки;
варить угловыми, горизонтальными и вертикальными швами;
понимать особенности конструкции основного и вспомогательного оборудования;
соблюдать требования техники безопасности;
собирать конструкции, ориентируясь на чертежи.

При этом для выполнения более сложных задач необходимо повышать разряд с 3 на 4.

4 разряд

Сварщики четвертого разряда получают доступ к выполнению более сложных задач. В частности, специалисты с такой квалификацией обязаны уметь работать с разными типами конструкций во всех пространственных положениях. Однако 4 разряд сварщика также имеет ряд ограничений.

Сварщик 4 разряда должен уметь

Четвертый разряд у сварщиков дает следующие навыки:

сваривать любые конструкции средней сложности;
вырезать фигурные элементы из металла;
осуществлять плазменную резку;
создавать качественные герметичные швы на трубах с высоким внутренним давлением;
читать и составлять чертежи.

Сварщик 5 разряда

5 разряд присваивают специалистам, способным варить сложные конструкции.

Сварщик 5 разряда должен уметь

Специалисты с такой квалификацией способны:

работать в любом направлении;
вырезать детали сложной конфигурации;
работать с разными типами материалов;
создавать герметичные швы на трубопроводах высокого давления.

Данная квалификация присваивается опытным мастерам.

6 разряд

Шестой разряд наивысший. То есть перейти на 7 уровень, согласно российским нормам, нельзя.

Сварщик 6 разряда должен уметь

Специалисты 6 разряда способы выполнять экспериментальные операции, к которым не привлекают мастеров предыдущих уровней. В частности, это может быть изготовление деталей из нового сплава.

Мастер с такой квалификацией самостоятельно определяет технологию, тип расходных материалов и условия работы. То есть вне зависимости от опыта работы электрогазосварщика разряд 6 свидетельствует о том, что специалист способен решать нестандартные задачи, требующие творческого подхода.

Как получить разряд

Сварочные разряды присваиваются по разным критериям. При этом последние четко определены в соответствующих нормах, регулируемых НАКС. Для повышения уровня доступа необходимо пройти обучение:

на специализированных курсах;
в ПТУ;
в колледже;
в техникуме.

Последующие уровни допуска присваиваются в зависимости от квалификации (навыков) мастера. Но в каждом случае специалисту необходимо пройти соответствующую аттестацию в НАКС.

Как повысить квалификацию сварщика (повысить разряд)

Чтобы повысить разряд, сварщику необходимо пройти специальную процедуру, сдав экзамен на профпригодность. Аттестация проводится один раз в несколько лет.

Характер процедуры определяется в зависимости от квалификации, на которую претендует электрогазосварщик. Аттестация может проводиться как в условиях предприятия (собираются соответствующие комиссии), так и в специализированных учебных центрах.

Для повышения уровня допуска необходимо сдать соответствующий экзамен, задания для которого подбираются, исходя из уровня подготовки претендента. В частности, начинающему электрогазосварщику, который недавно закончил обучение в профильном учреждении, не дадут задание создать герметичный шов в трубопроводах высокого давления.

Средняя зарплата

Размер заработной платы определяется не только уровнем подготовки, но и областью, в которой работает специалист. Также на это влияют:

уровень образования;
текущая квалификация;
регион проживания;
специализация и другие факторы.

В среднем специалистам выдают в России 30-100 тысяч рублей. Но после повышения разряда сварщик, которому дали максимальный уровень допуска, может получать большую зарплату.

Категории сварщиков — по способу

Категории сварщиков присваиваются после прохождения соответствующего обучения и получения квалификации. То есть данный критерий градации определяет, какую технологию может использовать специалист при изготовлении конкретных изделий. Новую категорию получают электрогазосварщики вне зависимости от опыта и возраста.

Для этого специалисты проходят обучение в центре переподготовки или иных подобных учреждениях.

За определение категории (уровня) и квалификации следит НАКС. Также эта организация постоянно контролирует применяемое оборудование и условия (характер) работы электрогазосварщиков.

Контактная сварка

Контактная сварка считается одним из наиболее простых способов металлических конструкций. Шов в данном случае удается получить за счет воздействия на материал электрического тока высокого напряжения.

При условии соблюдения технологии с помощью данного метода можно сварить прочные конструкции. Для получения качественных швов нередко используют специальную прессовую машину. Последняя за счет высокого давления также нагревает материал, тем самым создавая прочное соединение.

К специалистам, имеющих допуск к применению этой технологии, предъявляются минимальные требования. Процесс сварки полностью автоматизирован. Поэтому операторы обязаны только соблюдать нормы охраны труда и следовать технической карте, по которой изготавливается конкретное изделие.

Диффузно-сварочная

Получив навыки использования такой технологии, специалисты могут варить металлические конструкции повышенной прочности. Для усиления шва при работе используется азот.

Специалисты, работающие по диффузно-сварочной технологии, изготавливают изделия по штучным заказам. То есть данный метод не применяется на серийном производстве. Для соединения деталей последние помещаются в сотовые печи.

Индукционная

Индукционная — это разновидность термитной сварки, в ходе которой для получения шва заготовка нагревается с помощью магнитной индукции. Данная технология отличается рядом преимуществ:

скорость сварки не зависит от толщины металла;
подходит для металлов разного типа;
сварка занимает несколько секунд;
экономичный расход.

В основном эта технология применяется для соединения стальных труб. Сварка осуществляется в специальной установке, в которую помещается заготовка.

Электронно-лучевая

Для данного типа сварки применяется вакуумная камера. Процедура проводится под управлением автоматических систем. Такая технология применяется как для изготовления штучной продукции, так и при серийном производстве.

Вакуумную камеру можно настроить в зависимости от задач, стоящих перед оператором. В частности, это устройство применяется для сваривания ювелирных изделий и тонкостенных заготовок.

Данная камера требует особых знаний со стороны оператора. Поэтому работать с электронно-лучевой сваркой могут специалисты с наивысшим разрядом.

Холодная

Под холодной сваркой понимается процесс, в ходе которого осуществляется соединение заготовок без температурного воздействия. Происходит это благодаря заполнению пустот специальной пластичной массы, которая соединяет отдельные компоненты.

Электрошлаковая

Данный тип сварки относится к бездуговым. Шов получается за счет нагрева отдельных заготовок теплом шлаковой ванны, в которую подается электрический ток. Этот процесс помогает предупредить образование трещин на металле после остывания последнего.

В рамках электрошлаковой сварки применяются следующие типы электродов:

проволочный;
пластинчатый;
плавящийся мундштук.

В основном данная технология применяется для соединения толстых деталей (от 15 до 600 мм). В связи с этим для получения доступа к подобным работам разряд сварщика должен быть самым высоким.

Ультразвуковая

Ультразвуковая сварка не требует высокий разряд от специалиста. Данная технология выделяется следующими преимуществами:

можно сваривать загрязненные заготовки;
отсутствует перегрев деталей;
можно сваривать в труднодоступных местах;
отсутствуют вредные выделения;
нагрев поверхности занимает доли секунды.

В рамках данного процесса соединение получается с помощью подаваемых ультразвуковых колебаний. Метод применяется для точечной, шовной или контурной сварке.

Трением

Данная технология относится к разновидности сварки давлением. Метод предполагает установку двух заготовок в специальный аппарат, который раскручивает детали. В результате трение вызывает нагрев металла. В конце процесса к заготовкам прикладывается проковочное усилие, которое формирует шов.

Применять данную технологию могут только высшие категории сварщиков, так как в рамках процедуры требуется соблюдение множества важных нюансов.

Термитная

Доступ к данной технологии также получает сварщик высшего разряда. Согласно техническому описанию, оборудование, применяемое для такой сварки, состоит из плавильного тигля. Последний содержит отверстие, через которое подается термитный металл и специальные устройства, нагревающие заготовку до температуры в 500-900 градусов. Также в конструкции этого оборудования предусматриваются прессы, которые стягивают детали конструкции, когда технология сварки предусматривает осадку.

Причины, почему для доступа к этой технологии необходимо повысить разряды сварщиков, заключаются в следующем:

сварщик должен точно вымерять количество термитной смеси;
важно правильно подготавливать тигель и другие элементы;
важно правильно нагревать установку.

Кроме того, по завершении процесса важно увеличить прочность соединения с помощью соответствующей зачистки.

Газовая

Одним из важных навыков, полученных в ходе обучения на газосварщика, считается умение самостоятельно нарезать материал. То есть специалист данного уровня должен не только соединять детали, но и подготавливать последние.

Газосварщики способны создавать швы любого типа и в разных положениях. Поэтому допуск к данному виду работу имеют специалисты максимальных разрядов.

Дуговая

Данную технологию могут применять электрогазосварщики, разряд которых соответствует наивысшему уровню. Такие специалисты способны создавать прочные соединения, используя следующие методы сварки:

аргоно-дуговая (сварка вольфрамовыми электродами);
плазменная;
полуавтоматическая/механизированная в среде газов (инертных или активных);
ручная.

То есть из того количества разрядов, что существуют в РФ, доступ к дуговой сварке получают только в том случае, если пройдено глубокое и продолжительное обучение, а также имеются соответствующие навыки работы с другими видами технологий. Объясняется это тем, что к швам, которые образуются в ходе дуговой сварки, предъявляются высокие требования по способности выдерживать механические и вибрационные нагрузки. И электрогазосварщики несут полную ответственность за качество соединения.

Преимущества и недостатки

Представители данной профессии постоянно востребованы на российском рынке. При этом специалисты получают высокие зарплаты в среднем по стране. Однако представители данной профессии работают в сложных условиях с повышенным нагрузками на организм (наиболее уязвимыми считаются глаза). Также бывают случаи, когда электрогазосварщики вынуждены выполнять задания при экстремально низких температурах.

Для данной профессии характерны следующие заболевания:

астма;
силикоз;
пневмокониоз и другие патологии дыхательной системы.

Но несмотря на сказанное, электрогазосварщик — это востребованная профессия. Спрос на таких специалистов находится постоянно на высоком уровне.

6.1. Расчет режимов ручной дуговой сварки (наплавки)

При ручной дуговой сварке (наплавке) к параметрам режима сварки относятся сила сварочного тока, напряжение, скорость перемещения электрода вдоль шва (скорость сварки), род тока, полярность и др.

Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, типа сварного соединения и положения шва в пространстве.

При выборе диаметра электрода для сварки можно использовать следующие ориентировочные данные:

В многослойных стыковых швах первый слой выполняют электродом 3–4 мм, последующие слои выполняют электродами большего диаметра.

Сварку в вертикальном положении проводят с применением электродов диаметром не более 5 мм. Потолочные швы выполняют электродами диаметром до 4 мм.

При наплавке изношенной поверхности должна быть компенсирована толщина изношенного слоя плюс 1–1,5 мм на обработку поверхности после наплавки.

Сила сварочного тока, А, рассчитывается по формуле:

где К – коэффициент, равный 25–60 А/мм; d_Э – диаметр электрода, мм.

Коэффициент К в зависимости от диаметра электрода d_Э принимается равным по следующей таблице:

Силу сварочного тока, рассчитанную по этой формуле, следует откорректировать с учетом толщины свариваемых элементов, типа соединения и положения шва в пространстве.

Если толщина металла S ≥ 3d_Э, то значениеI_СВ следует увеличить на 10–15%. Если же S ≤ 1,5d_Э, то сварочный ток уменьшают на 10–15%. При сварке угловых швов и наплавке, значение тока должно быть повышено на 10–15%. При сварке в вертикальном или потолочном положении значение сварочного тока должно быть уменьшено на 10–15%.

Для большинства марок электродов, используемых при сварке углеродистых и легированных конструкционных сталей, напряжение дуги U_Д= 22 ÷ 28 В.

Расчет скорости сварки, м/ч, производится по формуле:

где α_Н – коэффициент наплавки, г/А ч (принимают из характеристики выбранного электрода по табл. 9 приложения); F_ШВ – площадь поперечного сечения шва при однопроходной сварке (или одного слоя валика при многослойном шве), см 2 ; ρ – плотность металла электрода, г/см 3 (для стали ρ =7,8 г/см 3 ).

Масса наплавленного металла, г, для ручной дуговой сварки рассчитывается по формуле:

где l – длина шва, см; ρ – плотность наплавленного металла (для стали ρ=7,8 г/см 3 ).

Расчет массы наплавленного металла, г, при ручной дуговой наплавке производится по формуле:

где F_НП – площадь наплавляемой поверхности, см 2 ; h_Н – требуемая высота наплавляемого слоя, см.

Время горения дуги, ч, (основное время) определяется по формуле:

Полное время сварки (наплавки), ч, приближенно определяется по формуле:

где t_O – время горения дуги (основное время),ч; k_П – коэффициент использования сварочного поста, который принимается для ручной сварки 0,5 ÷ 0,55.

Расход электродов, кг, для ручной дуговой сварки (наплавки) определяется по формуле:

где k_Э – коэффициент, учитывающий расход электродов на 1 кг наплавленного металла (табл. 9 приложения).

Расход электроэнергии, кВт ч, определяется по формуле:

где U_Д– напряжение дуги, В; η– КПД источника питания сварочной дуги; W_O–мощность, расходуемая источником питания сварочной дуги при холостом ходе, кВт; Т– полное время сварки или наплавки, ч.

Значения η источника питания сварочной дуги и W_O можно принять по таблице:

Выбор и обоснование источника питания сварочной дуги может быть осуществлен по табл. 1–5 приложения.

Определение расхода металлопроката и сварочных материалов

Расчет необходимого количества материалов для сварки ведется на основе существующих норм их потребления при применении того или иного вида сварки. Норма расхода сварочных материалов – это 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 сборочных работ (установка и прихватка), ведения самих сварочных работ и возможностей последующей правки конструкции.

3.2.1. Расчет норм расхода покрытых электродов и сварочной проволоки при

дуговой сварке

Норма расхода (Н_э) покрытых электродов и сварочной проволоки на изготовление сварной конструкции определяется исходя из длины сварных швов (L_шва) и удельной нормы расхода электродов (G_э) на 1 м шва данного типа размера.

Норма расхода Н_э (кг) определяется по формуле:

где Н_э – норма расхода покрытых электродов и сварочной проволоки

G_э – удельная норма расхода электродов на 1 м шва

L_ш – длина сварных швов, м

Удельную норму расхода G_э (кг/м) в общем виде рассчитывают по формуле:

где k_p - коэффициент расхода, учитывающий неизбежные потери покрытых электродов и сварочной проволоки;

m_н - расчетная масса наплавленного металла, кг/м.

Массу наплавленного металла m_н (кг/м) рассчитывают по формуле:

где ρ - удельная плотность наплавленного металла, (ρ = 7,8г/см 3 для углерод.сталей);

F_н - площадь поперечного сечения наплавленного металла шва.

Коэффициент расхода k_p, учитывающий неизбежные потери покрытых электродов, определен для электродов длиной 450 мм. При применении электродов другой длины необходимо в технологических расчетах использовать поправочный коэффициент k_п, который составляет 1,02 для длины электрода 400 мм, 1,04 для длины электрода 350 мм, 1,07 для длины электрода 300 мм, 1,12 для длины электрода 250 мм.

При ручной дуговой сварке коэффициент расхода k_p, учитывающий неизбежные потери покрытых электродов, определяется для каждой конкретной марки электрода по таблице 1.

Таблица 1 Коэффициенты расхода электродов для сварки сталей k_р

Группа электродов	Коэффициент расхода k_р	Марки электродов
I	1,4	ЛБ-52А «Гарант»; ОЗШ-1; ВСЦ-4А; ОЗЛ-25Б
II	1,5	УОНИ-13/45; АНО-11; ОЗС-18; ОЗС-6; ОЗС-17Н; ВСЦ-4; ОЗЛ-5; ОЗЛ-29; ОЗЛ-25; ОЗЛ-36; АНВ-20;
III	1,6	ОЗЛ-8; ОЗЛ-7; ОЗЛ-14А; ОЗЛ-3; ОЗЛ-21; УОНИ-13/55К; ЦУ-5;; ОЗС-25; СК2-50; УОНИ-13/55У; АНП-2; УОНИ-13/85; АНО-5; ОЗС-23; АНО-4; АНО-14; ОЗС-4; ОЗС-22Н; ОЗС-22Р; ЦЛ-39; ОЗЛ-6; ОЗЛ-2; АНЖР-2, ЛБ-52У; УОНИ-13/65
IV	1,7	ОЗЛ-37-1; ОЗС-24; АНО-6; АНО-18; ОЗС12; ОЗС-21; ОМА-2; ОЗЛ-9А; ГС-1; АНЖР-1; УОНИ-13/НЖ; ЦЛ11; ЦТ-15;ЦЛ-9; ОЗЛ-17У, УОНИ-13/55; МР-3;МР-3С; ОК-46.00; ОК-53.70;

При автоматической сварке под флюсом коэффициент расхода k_pучитывает потери электродного материала (проволоки, пластин, плавящихся мундштуков) на угар, концевые отходы при заправке в автоматы. При автоматической сварке под флюсом потери электродного материала минимальны, поэтому при расчетах коэффициент k_p принимается равным 1,02.

При дуговой сварке в защитных газах коэффициент расхода k_p, учитывающий неизбежные потери сварочной проволоки, определяется в зависимости от способа сварки и состава защитной среды по таблице 2.

Таблица 2 Коэффициенты расхода сварочной проволоки k_р

Способ сварки, состав защитной среды	Коэффициент расхода k_р
Автоматическая и полуавтоматическая сварка в среде CO₂	1,15
Сварка толстолистовых сталей в углекислом газе	1,05
Автоматическая и полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в среде инертных газов; в смеси инертных и защитных газов (75% Ar + 25% CO₂)	1,05
Автоматическая и полуавтоматическая сварка самозащитной порошковой проволокой	1,7
Автоматическая сварка в смеси (50% Ar + 50% CO₂).	1,15
Сварка тонколистовых нержавеющих сталей в смеси (50% Ar + 50% CO₂)	1,05
Ручная сварка неплавящимся электродом в среде инертных газов с присадкой	1,1

Удельная норма расхода покрытых электродов и сварочной проволоки при дуговой сварке должна быть увеличена при сварке вертикальных или горизонтальных швов на 5%, при сварке потолочных швов на 10%, при сварке прерывистыми швами на 15%.

3.2.2. Расчет норм расхода сварочных флюсов при дуговой сварке

Норма расхода (Н_ф) сварочного флюса на изготовление сварной конструкции определяется по расходу сварочной проволоки на изделие с учетом типа и конструктивных элементов сварного соединения.

Норма расхода Н_ф (кг) определяется по формуле:

где Н_э - норма расхода покрытых электродов и сварочной проволоки

k_ф - коэффициент расхода флюса, учитывающий отношение массы израсходо-ванного флюса к массе сварочной проволоки и зависящий от типа сварочного соединения.

Флюс, подаваемый в зону сварки из бункера сварочного автомата, расплавляется теплотой дуги и превращается в шлаковую корку. При этом часть флюса (10 – 20 %) остается в исходном состоянии. Остатки нерасплавленного флюса собирают вручную или специальными устройствами – флюсоотсосами. При ручной уборке флюса потери достигают 20 %. При уборке флюса с помощью флюсоотсосов потери нерасплавленного флюса составляют от 5 до 10 %.

Коэффициент расхода k_ф, учитывает неизбежные потери сварочного флюса, при автоматической дуговой сварке. Он определяется в зависимости от типа сварного соединения и конструктивных элементов свариваемых кромок по таблице 3.

Таблица 3 Коэффициенты расхода сварочного флюса k_ф

Швы стыковых и угловых соединений

3.2.3. Расчет норм расхода защитных газов при дуговой сварке

Норма расхода (Н_г) защитного газа на изготовление сварной конструкции определяется исходя из длины сварных швов L_ш (м), с учетом типа и конструктивных элементов сварного соединения, а также дополнительного расход газа на подготовительно-заключительные операции.

Норма расхода Н_г (л) определяется по формуле:

где Q_г - удельная норма расхода газа на 1 м шва, л;

Q_пз - дополнительный расход газа на подготовительно-заключительные операции: настройку режимов сварки, продувку газовых коммуникаций перед началом сварки; защиту сварочной ванны от окисления после окончания сварки (заварку кратера).

Удельная норма расхода газа Q_г (л) определяется по формуле:

где q_г - оптимальный расход защитного газа по ротаметру, л/мин;

t_o - основное (машинное) время сварки 1 м шва, мин.

Для расчета величина t_o может быть взята из нормативов времени на сварку в среде защитных газов.

Дополнительный расход газа Q_пз (л) на подготовительные и заключительные операции не зависит от скорости сварки и определяется по формуле:

t_пз - время на подготовительно-заключительные операции, мин.

При сварке неплавящимся электродом t_пз ≈ 0,2 мин.

При сварке плавящимся электродом t_пз ≈ 0,05 мин.

Норма расхода защитного газа при сварке коротких швов (менее 50 мм) и при сварке мелкой арматуры диаметром менее 20 мм должна быть увеличена на 20%. Расход газа на прихватку составляет примерно 20% общего расхода газа на узел (сварную конструкцию). При сварке с применением газовой защиты обратной стороны шва дополнительный расход газа определяется умножением оптимального расхода газа q_г в формуле на коэффициент k_обр = 1,3 - 1,5.

Таблица 4 Содержание защитного газа в баллонах в состоянии поставки

В баллон объемом 40 литров заправляется 25 кг жидкой углекислоты.

При испарении 1 кг жидкой углекислоты образуется 506,8 литров углекислого газа

3.2.4. Расход электроэнергии

Расход электроэнергии важная технико-экономическая характеристика процесса сварки. Обыкновенно расход электроэнергии выражается в кВт/ч на 1 кг наплавленного металла и определяется по формуле:

где, А – расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла в кВт/ч

G_н – масса наплавленного металла за время Т, кг

U_д – напряжение на дуге, В;

I_св – сила сварочного тока, А;

W₀ – мощность источника питания, работающего на холостом ходе, кВт/ч

T – полное время сварки, ч;

t₀ – время горения дуги, ч;

Значения мощности холостого хода источника питания (W₀) и КПД сварочного поста (η) приведены в таблице 6.

Выполнение расчета норм расхода основных и сварочных материалов для изготовления сварного узла или конструкции.

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.

Расчет длину сварного шва l конструкции с заданными параметрами из стали марки C255, которая работает с нагрузкойN=700Кн, толщина металла T=1мм=0,15м,y=0,85,Ry=240 Мпа.

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

N = G * K, где

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:

G = F * y * L, где:

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

y – удельная масса металла (г/см 3 )

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

N = G * K =F * y * L* K

N= 700*10³Н/240*0,015*10²Н*0,85 = 620/3,06 =260,6 *0,1см

l= lw – 2t =202,57 см *0,1 = 20,25м.

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.

ВЫВОД.

Для расчета норм расхода материалов получает наименование деталей, их количество на изделие, чистовые размеры и массу из конструкторских спецификаций и рабочих чертежей. Основными исходными данными для расчета нормы расхода и коэффициента использования материала являются: номинальные (габаритные) размеры детали; масса (чистый вес); профиль заготовки; объем партии.

2.6 Выполнение расчета и установка режимов ручной дуговой сварки;

Режимом сварки называют совокупность основных характеристик сварочного процесса, обеспечивающую получение сварных швов заданных размеров, формы и качества.

При ручной дуговой сварке основными параметрами режима являются

Диаметр электрода, dэл, мм.

Сила сварочного тока, Iсв, А.

Напряжение на дуге, Uд, В.

Скорость сварки, Vсв, м/ч.

Сила сварочного тока расчитываеться по формуле

При всех дуговых способах сварки такими характеристиками являются следующие параметры: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения электрода вдоль шва (скорость сварки), род тока и полярность. При механизированных способах сварки добавляется ещё один параметр - скорость подачи сварочной проволоки, а при сварке в защитных газах - удельный расход защитного газа.

Параметры режима сварки влияют на форму, и размеры шва. Поэтому, чтобы получить качественный сварной шов заданных размеров, необходимо правильно подобрать режимы сварки, исходя из толщин свариваемого металла, типа соединения и его положения в пространстве. На форму и размеры шва влияют не только основные параметры режима сварки; но также и технологические факторы, как род и плотность тока, наклон электрода и изделия, вылет электрода, конструкционная форма соединения и величина зазора.

Расчёт режима ручной дуговой сварки производится всегда для конкретного случая, когда известен тип соединения, толщина свариваемого металла, марка основного металла и проволоки. Поэтому до начала расчёта следует установить по ГОСТ 8713-79 конструктивные элементы заданного сварного соединения.

Читайте также: