Расчет времени сварки электродами

Обновлено: 19.05.2024

Оценка результативности производственной деятельности сварщика, расчет оплаты его труда проводится с учетом норм времени на сварочные работы.

Временной показатель зависит от нескольких факторов: квалификации исполнителя, группы свариваемого материала, вида шовного соединения, рабочих условий, оборудования.

Основы расчета

Оценивая норму временные затраты, следует учитывать все виды деятельности сварщика. Можно условно разделить работу на несколько этапов:

вспомогательные операции состоят из контроля состояния полученного изделия и доставка его на предназначенное место;
на обслуживание сварки, организацию условий для правильного хранения материалов и устройств требуется дополнительное время.

Нормы времени на проведение основного комплекса сварочных работ учитывают временные затраты на подготовку всех необходимых материалов, деталей; приведение оборудования и вспомогательных средств в рабочее состояние.

Важный фактор для расчета норм времени – промежуток, в течение которого инициирована рабочая зона. Примером может служить время горения дуги.

Основные виды сварочных работ сопровождаются обязательной вспомогательной деятельностью. Нужно сменить электрод, осмотреть внимательно шов, при необходимости подготовить кромку.

Все основные и вспомогательные процедуры составляют оперативное время сварки. Откладывать их без ущерба для результата невозможно.

Оптимальная скорость

Количественный расчет нормы временных затрат определяет скорость сварки, которая должна обеспечивать получение качественного шва. В преобладающей мере она зависит от двух значений: толщины изделия и сварочного шва. Работать нужно так, чтобы жидкий расплав не переполнял рабочую ванну, не образовывал наплывов, плавно переходил к основной части деталей.

Превышение или уменьшение скорости приводит к резкому ухудшению качества работы, изменяя время сварки. При оптимальной скорости шов получается достаточно глубоким, но не очень широким.

Это гарантирует соответствие нормам качества. Для ручной дуговой сварки лучший результат обычно дают сварочные работы, проводимые со скоростью 30-40 м/час.

Значения нормы могут меняться в зависимости от специфики материала. При полуавтоматической сварке показатели скорости зачастую бывают выше. Это понятно и объяснимо спецификой используемого оборудования.

Важность для расчета качества материала

Сварщику в соответствии с квалификационными возможностями приходится работать с разнохарактерными материалами. Это существенно сказывается на норме времени сварочных работ.

Принято выделять несколько основных групп, отличающихся содержанием химических компонентов и назначением. Например, к группе М01 относят конструкционные стальные сплавы с углеродистым и низколегированным составом. Предел текучести этих материалов не превышает 360 МП.

По мере увеличения значения цифры в маркировке улучшаются характеристики сплавов. Так в класс М07 внесены арматурные стали, предназначенные для изготовления железобетонных конструкций. При расчете норм времени на проведение сварочных работ качество материалов имеет принципиальное значение.

Пример расчетных действий

При проведении подсчета пользуются рядом нормативных показателей, учитывающих специфику сварки, квалификацию исполнителя, особенности химического состава и формы деталей. В упрощенном виде формула представляет собой дробь.

Числитель содержит длину шовного соединения, знаменатель – нормированную скорость для данной производственной ситуации. Полученное значение нужно умножить на коэффициент 0,35, получив, таким образом, норму времени для визуальной оценки качества шва.

Для учета продолжительности зачистки шва нужно его длину умножить на коэффициент 0,6. Суммарный показатель отображает общее количество времени на основную часть сварочных работ.

На проведение подготовки требуется 5% времени от полученного значения. Рассчитываем этот показатель и прибавляем к предыдущему числу. После чего следует учесть необходимость отдыха работника, которая должна быть не меньше 10% от затраченного на сварку времени.

Суммарный показатель – это и есть норма временных затрат на проведение конкретной сварочной работы с рассматриваемым объектом.

Следует принимать во внимание, что на нормативный показатель скорости проведения сварочных работ существенно влияет размер площади сечения детали, сила тока, количественные характеристики электродов и расплава в рабочей зоне.

Расчет норм времени на сварочные работы может быть проведен только опытными специалистами в области нормирования труда, имеющие знания в данной отрасли.

Нормы времени на сварочные работы: основы расчета, формулы

Нормы времени на сварочные работы необходимы для определения максимальной загрузки сварщика задачами, а также нормирования и стандартизации качества сварного шва. Зная табличные показатели, формулы, квалификацию специалиста, основные и дополнительные временные затраты, мастер или сам сварщик могут составить оптимальный график и норму производства работ.

При расчете нормы времени нет такого понятия, как мелочи, маловажные нюансы и проч. Учитывается буквально всё: от толщины свариваемой заготовки и типа металла до времени, необходимого для подготовки рабочего места, расходных материалов и смены использованного электрода. Подробнее о нормах времени сварочных работ читайте в нашем материале.

Зачем нужны нормы времени на сварочные работы

Каждый производственный процесс требует от мастера знаний и умений, а, кроме того, несет потенциальную опасность, поэтому при работе всегда нужно соблюдать установленные правила. Сварочные работы не исключение. Чтобы оптимально использовать рабочее время и получать качественные сварные швы, мастеру предварительно нужно изучить большое количество нормативных документов: государственные стандарты (ГОСТ), своды правил (СП), строительные нормы и правила (СНиП), единые нормы и расценки (ЕНиР) и т. д.

Однако очень часто при приеме на работу выясняется, что сварщику незнакомо содержание большинства нормативных документов. Это вполне объяснимо: документация пишется сухим деловым языком, читать ее сложно, на это требуется время.

Почему определение норм времени на сборочно-сварочные работы так важно? Каков смысл нормирования трудового процесса?

Суть нормирования трудовой деятельности — установление рационального порядка действий, при этом учитываются затраты сил и времени, материальные ресурсы и др.

Свариваемые изделия имеют разные характеристики. Нужно точно знать, сколько понадобится времени на сварочные работы в каждом индивидуальном случае. Полученные цифры используются при последующих расчетах, например, для определения комплексных норм времени или при организации коллективной формы труда.

Основа расчета нормы времени для сварочных работ

Во многих странах бывшего Советского Союза приняты и прописаны в стандартах единые временные нормы на сваривание одного метра шва. Однако любой сварщик обязан уметь сам определять необходимое время сварки — это один из показателей его квалификации. Общее время рассчитывается исходя из того, сколько минут затрачивается на подготовку к сварочным работам и сколько — непосредственно на сварку.

Поэтому при оценке времени, которое понадобится на сварку, в расчет берут все виды работ, выполняемых сварщиком. Исходя из этого принципа, сварочные работы делятся на несколько этапов:

Основные операции — подготовка детали, предварительная ее обработка, сборка конструкции, сварочные работы, финишная зачистка швов. Все эти манипуляции необходимы для получения отличного результата.
Вспомогательные операции — оценка состояния готового продукта, транспортировка его в место назначения.
Дополнительное время на обслуживание сварки, предоставление условий для хранения расходных материалов и т. д.

Прежде чем начинать сварочные работы, нужно подготовить все материалы, инструменты, проверить работоспособность механизмов и т. д. На это тоже требуется время, которое учитывается при указании норм.

Также в расчет берется период, во течение которого, например, идет процесс горения дуги и т. п.

Итак, временные нормативы складываются из нескольких частей:

Подготовительно-заключительная часть (выделяется на партию изделий). Сюда входит время на ознакомление с заданием и инструкциями, изучение фронта работ, наладку приспособлений, трансформатора, сварочной горелки, на сдачу проекта.
Основная часть (выделяется время на работу с одной деталью или формирование одного метра шва (реза)). Включается время, затрачиваемое непосредственно на сварку или резку, а также период нагрева металла на начальном этапе работы.
Вспомогательная часть. Здесь учитывается время: на осмотр и измерение сварного соединения; замену электродов; зачистку швов от брызг расплавленного металла и шлаков; клеймение соединений; установку и уборку детали; переходы мастера от одной точки сварки (резки) к другой; отдых и т. д.
Дополнительная часть — время на обслуживание рабочего пространства, раскладку инструмента и его своевременную уборку, замену баллонов с газами, подсоединение шлангов, регулирование параметров сварки и т. п.

Затрачиваемое время может варьироваться в зависимости от квалификации мастера, характеристик металла, метода сварки, положения сварного соединения относительно окружающего пространства, мощности горелки и т. д. В случае резки основной учитываемый показатель — толщина металла, который нужно раскроить.

Для того чтобы определить общее время сварки, требуется сначала рассчитать основную его часть, а затем прибавить дополнительные временные затраты по каждой позиции. Правильная организация рабочего процесса и хорошая подготовка рабочего места снижают эти дополнительные траты и повышают производительность.

При выполнении сварочных работ нельзя обойтись без вспомогательных процедур, таких как осмотр соединений, подготовка кромок, замена электрода и т. п.

Откладывать их нельзя, поскольку это заметно снизит качество работы. Поэтому базовые и вспомогательные процедуры вместе составляют оперативное время сварочных работ.

Важные факторы для расчетов — опыт и уровень образования сварщика. При вычислениях используют специальный коэффициент. В итоге получается числовое значение —квалификационный эквивалент. Иными словами, каждой классификации соответствует свое значение, применяемое затем при расчетах.

Разработаны различные схемы расчетов норм времени на сварочные работы, но самая распространенная — в рабочих единицах, когда одной единице соответствует одно готовое изделие. Количество этих единиц зависит от квалификации сварщика (чем она выше, тем больше их должно быть).

В случаях масштабных работ удобнее делать вычисления в минутах, затрачиваемых на сваривание одного шва. Помимо этого, в расчет входит много других параметров. Расчетные формулы рассмотрены ниже.

Оптимальная скорость производства сварочных работ

Для получения качественных сварных соединений очень важно рассчитать норму временных затрат, поскольку они влияют на скорость сварки. В большинстве случаев этот показатель зависит от таких параметров, как толщина сварного шва и самого изделия. Показателем качественной работы будет стабильное состояние расплава в ванне, без ее переполнения, без наплывов, с плавным переходом на основную часть детали.

Если скорость сварки будет ниже или выше рассчитанной, то это изменит время сварки и повлияет на конечный результат (в худшую сторону). Если скорость подобрана оптимально, то и сварное соединение получится достаточной глубины и небольшой ширины.

Поддержание правильного скоростного режима при сварке гарантирует соблюдение норм качества. В случае ручной дуговой сварки оптимальной считается скорость работы 30-40 м/ч.

Поскольку при сварочных работах используются разные материалы, нормы могут несколько различаться. Например, для сварки полуавтоматом они немного выше, что объясняется характеристиками используемых приборов.

В зависимости от квалификации сварщику приходится работать с разными металлами, поэтому и нормы времени на сварочные работы могут отличаться.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими сварочными столами собственного производства от компании VTM.

Как правило, выделяется несколько базовых групп, объединяющих материалы по их конструкционному назначению и химическому составу. Так, конструкционные сплавы на основе низколегированных сталей с высоким содержанием углерода составляют группу М01. Эти материалы обладают пределом текучести не более 360 МП.

Чем больше цифра в маркировке, тем лучше характеристики сплавов, входящих в группу. Например, группу М07 представляют высококачественные арматурные стали, используемые для создания конструкций из железобетона. Качество материалов — решающий фактор при расчете времени сварки.

Формулы для расчета нормы времени на сварочные работы

Время сварки автоматом и полуавтоматом при штучном производстве определяют по специальным формулам.

Для производства отдельных единиц и мелких партий изделий:

Тш = [(То + Твш) lш + Тви] К1,

То – основное время, затрачиваемое на сварку одного погонного метра соединения, мин;
Твш – вспомогательное время, затрачиваемое на сварку одного погонного метра соединения, в зависимости от длины соединения, мин;
lш – длина сварного соединения, м;
Тви – вспомогательное время, затрачиваемое на работы, связанные с изделием, мин;
К1 – коэффициент, применяемый к оперативному времени, учитывающий время на обслуживание рабочего места, отдых мастера и его личные нужды, равный 1,15.

Время сварки одного погонного метра однопроходного шва рассчитывается с помощью других выражений.

Для сварных соединений в нижнем и горизонтальном положениях, мин:

То, гор. = Gн / αн • Iсв,

Gн – масса наплавляемого металла, кг;
αн – коэффициент наплавки, г/А•ч;
Iсв – сила сварочного тока, А.

Для сварного соединения в вертикальном положении, мин:

То, вер. = (Gн / αн • Iсв) Кп,

Gн – масса наплавляемого металла;
αн – коэффициент наплавки, г/А•ч;
Iсв – сила сварочного тока, А;
Кп – поправочный коэффициент (Кп = 1,25).

Основное время при работе с плавящимся электродом можно узнать по выражению

Тo = (mн • 60 •103) / (αн •Iсв),

mн – масса наплавляемого металла сварного соединения данного типоразмера, кг/м;
αн – коэффициент наплавки, г/А•ч;
Iсв – сила сварочного тока, А.

Значение коэффициента наплавки берут из специальной таблицы. Оно зависит от силы тока, используемого при сварке, и диаметра сварочной проволоки.

Основное время (Тос) при сварке электродами — как плавящимися, так и неплавящимися – вычисляется по формуле:

Тос = 60/Vсв,

где Vсв — скорость сварки, м/ч.

При ручной дуговой сварке эта скорость равняется 10-20 м/ч.

При полуавтоматической сварке Vсв имеет значения 20-50 м/ч.

При полностью автоматической сварке Vсв составляет 50-120 м/ч.

Пример расчета нормы времени для сварочных работ

Рассчитывая нормы времени на сварочные работы, берут во внимание такие параметры, как квалификация сварщика, особенности сварочного процесса, форма деталей и характеристики материалов, из которых они изготовлены. Если упростить расчетную формулу, то получится обыкновенная дробь.

В числителе этой дроби находится длина сварного шва, а в знаменателе — рассчитанная норма скорости. Получившуюся разность умножают на коэффициент, равный 0,35. Тем самым получают норму времени, которое необходимо для визуальной оценки качества сварного соединения.

Чтобы определить время, необходимое на зачистку сварного соединения, требуется его длину умножить на коэффициент 0,6. Суммарный показатель равен времени, которое затрачивается на основную часть работ по сварке.

Примерно 5 % от суммарного показателя нужно на подготовку к сварочным работам. После вычисления этого показателя его приплюсовывают к суммарному. Далее нужно прибавить время, которое требуется мастеру на отдых: как правило, это не менее 10 % от времени на сварочные работы.

Число, которое в итоге получается, — это временная норма на осуществление определенных сварочных работ.

Нельзя забывать и про иные факторы, влияющие на суммарную норму времени: площадь сечения изделия, свойства электродов и расплава, сила тока и т. д.

Все подробные расчеты должны проводить высококвалифицированные специалисты в сфере нормирования труда, имеющие определенный опыт.

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.

6.2. Расчет режимов сварки (наплавки) в углекислом газе проволокой сплошного сечения

В основу выбора диаметра электродной проволоки при сварке и наплавке в углекислом газе положены те же принципы, что и при выборе диаметра электрода при ручной дуговой сварке:

Расчет сварочного тока, А, при сварке проволокой сплошного сечения производится по формуле:

где а – плотность тока в электродной проволоке, А/мм 2 (при сварке в СО₂ а=110 ÷ 130 А/мм 2 ; d_Э – диаметр электродной проволоки, мм.

Механизированные способы сварки позволяют применять значительно большие плотности тока по сравнению с ручной сваркой. Это объясняется меньшей длиной вылета электрода.

Напряжение дуги и расход углекислого газа выбираются в зависимости от силы сварочного тока по табл. 6.1.

Зависимость напряжения и расхода углекислого газа от силы сварочного тока

При сварочном токе 200 ÷ 250 А длина дуги должна быть в пределах 1,5 ÷ 4,0 мм. Вылет электродной проволоки составляет 8 ÷ 15 мм (уменьшается с повышением сварочного тока).

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч, расчитывается по формуле:

где α_Р – коэффициент расплавления проволоки, г/А ч ; ρ – плотность металла электродной проволоки, г/см 3 (для стали ρ =7,8 г/см 3 ).

Значение α_Р рассчитывается по формуле:

Скорость сварки (наплавки), м/ч, рассчитывается по формуле:

где α_Н - коэффициент наплавки, г/А ч; α_Н = α_Р(1-Ψ), где Ψ - коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание. При сварке в СО₂ Ψ = 0,1- 0.15;F_B - площадь поперечного сечения одного валика, см 2 . При наплавке в СО₂ принимается равным 0,3 - 0,7 см 2 .

Масса наплавленного металла, г, сварке рассчитывается по следующим формулам:

при наплавочных работах:

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

Время горения дуги, ч, определяется по формуле:

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

где k_П – коэффициент использования сварочного поста, ( k_П= 0,6 ÷ 0,57).

Расход электродной проволоки, г, рассчитывается по формуле:

где G_H – масса наплавленного металла, г; Ψ – коэффициент потерь, (Ψ = 0,1 - 0,15).

где U_Д– напряжение дуги, В; η– КПД источника питания: при постоянном токе 0,6÷0,7 , при переменном 0,8÷ 0,9; W_O–мощность источника питания, работающего на холостом ходе, кВт. На постоянном токе Wо = 2,0÷ 3,0 кВт, на переменном – Wо= 0,2÷ 0,4 кВт.

Справочные сведения по оборудованию для сварки в СО₂ приведены в табл. 4,5,7 приложения.

Читайте также: