Расчет наплавленного металла при сварке

На промышленных предприятиях при нормировании рабочего времени, расчетах оптимальных объемов запасов расходных материалов, себестоимости работ вычисляется количество наплавленного в процессе сварочных работ материала. Величина этого показателя зависит от класса сварки, вида материала, его толщины, вида и толщины проволоки (электрода), требований к параметрам сварного соединения. Масса наплавленного металла при сварке находится в тесной связи с нормами расхода электродов и проволоки.

Расчет наплавленного металла при сварке

Наплавленным металлом называется присадочный материал, который наплавляется на основной материал или вводится в ванну. Этот термин применяется при использовании термических видов сварочного оборудования в промышленности. Для автоматических и полуавтоматических аппаратов приобретается проволока различных видов, различающаяся по конструкции стержня и составу, наличию/отсутствию легирующих компонентов.

Существует 3 группы стальной проволоки:

с большим объемом легирующих составляющих;
с минимальным объемом легирующих составляющих;
с углеродом, титаном, хромом, никелем, кремнием, марганцем.

Каждая группа, исходя из состава, делится на множество подгрупп.

По конструкции стальная проволока может быть:

сплошная;
порошковая (в виде трубки);
активированная (5-7% порошка в виде фитилей в сплошной конструкции).

Доступны алюминиевые и медные проволоки, порошковые присадки. Для каждого метода сварки предусмотрен свой вид присадки и нормы ее расхода, которые разработаны, базируясь на многолетний опыт.

Расчет массы наплавленного металла чаще всего применяется при определении времени, необходимого для осуществления какого-то объема работы: изготовления изделия, создания метра сварного соединения. Хотя удобнее всего выражать время в минутах, необходимых для создания метра шва, иногда используются минуты для наплавления килограмма присадки.

Количество наваренного на поверхность или введенного в ванну присадочного материала тесно связано с нормативами, разработанными для расхода проволоки. Если знать, сколько присадки нужно, чтобы создать метр сварного соединения, и сколько таких соединений запланировано создать за определенный период времени, то легко определить вес запасов проволоки. При вычислениях необходимо учесть характеристики присадки и объем отходов.

Формула для вычисления веса расплавленной присадки

Формула для расчета веса наплавленного металла на метр сварного соединения:

L(м 2 ) – площадь поперечного сечения;

q(г/м 3 ) – удельный вес присадки (7700-7900 – сталь, 2640-2700 – алюминий, 8200-9100 медь и сплавы);

T=1, если рассчитывает расход на метр.

Эта формула верна, если сварка производится при расположении основного материала в горизонтальном положении. В других положениях формула дополняется коэффициентом:

1,05 – соединение расположено под наклоном, формула:

1,1 – соединение расположено вертикально, формула:

1,2 – соединение на потолке, формула:

Швы бывают двухсторонние, угловые, тавровые, V-образные, Х-образные (ГОСТ 5264 – 80), поэтому могут возникнуть проблемы при расчете площади поперечного сечения. Если шов соединяет две плоские детали без скоса кромок, то нужно ширину умножить на глубину (толщину свариваемого материала). Если имеется скос более 30 градусов, полученный результат умножается на 0,75. Для угловых и тавровых сочленений результат делится на 2.

Читать еще: Грунтовка алкидная для металла

Всю площадь можно разделить на несколько простых частей, площадь которых рассчитывается просто. Если соединение Х-образное, вычисляется площадь для каждой стороны, потом результаты суммируются. В интернете доступны таблицы для различных видов швов, позволяющие не заниматься трудными расчетами.

Вес присадки, необходимой для работы в определенный период времени, можно узнать, если к полученному результату прибавить 2-6% (естественные потери). Процентное соотношение зависит от множества факторов:

состава свариваемого материала;
диаметра проволоки;
присутствия/отсутствия и вида газа;
метода сварки;

Таблица наплавленного металла при сварке

технических характеристик оборудования.

Как определить массу наплавленного металла при сварке, каждое домашнее хозяйство и предприятие решает самостоятельно.

Расчет веса наплавленной присадки при длине шва 1м

Вес наплавляемого металла при сварке метра обычной стали полуавтоматом на горизонтальной поверхности:

Если шов на стене:

Если шов на потолке:

Но получить точный результат при помощи этой формулы или таблицы из интернета нельзя, особенно, если проект большой и важный. Необходимо привлечь специалиста, имеющего лицензированные программы соответствующих ведомств. Помочь могут и организации, занимающиеся проектированием. Похожие программы есть и в интернете, причем скачать их можно совершенно бесплатно.

Программа простая в использовании. После ввода исходных данных в крайнем окошке появляется результат.

Расчет массы наплавленного металла

Расчет массы наплавленного металла ведут на один погонный метр длины сварного шва (1 п. м.) или на всю конструкцию, учитывая общую длину сварных швов.

Масса наплавленного металла в сварных соединениях рассчитывается по формуле (11):

(гр.), (11)

где – масса наплавленного металла на единицу продукции, гр.;

– масса наплавленного металла прихваток, гр.;

– масса наплавленного металла сварных швов, гр.;

( ) – коэффициент, учитывающий долю наплавленного металла прихваток в общей массе наплавленного металла сварных швов;

– площадь поперечного сечения шва в ;

– плотность металла, для стали ;

– общая длина свариваемых швов, м (см. п. 1.1).

Расчет массы наплавленного металла является частью нормирования сборочно-сварочных работ. При расчете по укрупненным показателям масса наплавленного металла выбирается из данных таблицы 2.13.12 (см. ПРИЛОЖЕНИЕ данных методических указаний).

Расчет площади наплавки.

Расчет площади наплавки проводят для ручной, механизированной и автоматической сварки по следующей методике.

Определяется площадь наплавки как сумма площадей элементарных геометрических фигур, составляющих сечение шва выполненного по зазору.

Для стыковых односторонних швов площадь определяется по формуле (12):

( ), (12)

где – площадь поперечного сечения стыкового шва (площадь наплавки), ;

S – толщина деталей, мм;

b – зазор между деталями, мм;

e – ширина сварного шва, мм;

g – высота усиления, мм.

Геометрические параметры сварного соединения, к которым относят толщину металла, зазор между заготовками, ширина валика, высота шва, тип и угол разделки кромок, величина притупления, выбираются для соответствующего типа соединения по ГОСТу на сварку.

Читать еще: Термоэлектрический генератор своими руками

Для стыковых швов с разделкой двух кромок и подваркой корня шва, площадь наплавки определяется по формуле (13):

( ), (13)

Где с – высота притупления, мм;

– угол разделки кромок, градусы;

– ширина подварочного слоя, мм;

– высота подварочного шва, мм.

При сварке многопроходных швов необходимо определить число проходов по формуле (14):

(шт.), (14)

где П – количество проходов, шт.;

– площадь поперечного сечения всего шва (всей наплавки), ;

– площадь поперечного сечения первого прохода, ;

– площадь поперечного сечения последующих проходов, .

При ручной дуговой сварке многопроходных швов первый проход выполняется электродами диаметром 3 – 4 мм, так как применение электродов большого диаметра затрудняет провар корня шва. При определении числа проходов следует учитывать что сечение первого прохода не должно превышать 30 – 35 , и может быть определено по формуле (15):

( ), (15)

где – диаметр электрода, мм.

Площадь наплавки последующих проходов определяется по формуле (16):

( ). (16)

При сварке многопроходных швов сварку проходов стремятся выполнить на одних и тех же режимах, за исключением первого прохода.

В угловых, тавровых и нахлесточных соединениях находятся угловые швы.

Для угловых швов площадь наплавки определяют по формуле (17):

( ), (17)

где – катет (высота) углового шва, мм.

Катет углового шва принимается по ГОСТ на соответствующий способ сварки по минимальной толщине свариваемого металла, или по формуле (18):

(мм), (18)

где S – минимальная толщина свариваемых деталей, мм.

Расчетную величину катета углового шва необходимо округлить до целого числа.

Для определения наплавки в выпуклых угловых швах применяют формулу (19):

( ), (19)

где g – усиление шва по ГОСТ на сварные соединения, мм.

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 2071 ;

Расход электродов, нормы, таблицы, как рассчитать

Важной частью любого производственного или строительного процесса является точное и грамотное планирование расхода материалов, которое осуществляется для составления сметы и подсчета финансовых затрат. При возведении металлоконструкций методом сварки важно знать не только расход металла, но и необходимое количество электродов. Правильно выполненный расчет позволит узнать точную себестоимость работ, процесс сваривания будет осуществляться по плану.

Следует отметить, что расчет расхода сварочных электродов является актуальным и востребованным только при строительстве крупных объектов. Большой масштаб работ требует безошибочного определения объема материалов, который и будет заложен в строительную смету. Для этого и было введено понятие “расход электродов на 1 т металлоконструкций”.

Параметры, влияющие на расход

Прежде чем выполнять расчет количества электродов при сварке, следует узнать, какие показатели оказывают важнейшее значение:

Масса наплавки материала на соединение. Объем данного параметра не должен превышать 1,5 % от общей массы всей конструкции.
Продолжительность и глубина сварочного шва.
Общая масса наплавки на 1 м.п. соединения. Нормы расхода электродов на 1 метр шва являются справочными показателями, представленными в ВСН 452-84.
Тип сварки.

Читать еще: Насадка на болгарку для штробления своими руками

Теоретический и практический расчеты

Рассчитать расход электродов с теоретической точки зрения можно с помощью большого количества специальных формул. Рассмотрим наиболее распространенные.

Первый способ – по коэффициенту – применяется для расчета расхода различных сварочных материалов, а не только электродов:

Н = М * К,
где М – масса свариваемой конструкции;
К – специальный коэффициент расхода из справочника, который варьируется в диапазоне от 1,5 до 1,9.

Второй способ основан на расчетах, зависящих от физических свойств электрода и металлоконструкции. Позволяет определить массу наплавленного металла. Здесь исполнителю понадобится знать справочные данные, также необходимо выполнить замер соединительного шва:

G = F * L * M,
где F – площадь поперечного сечения;
L – длина сварочного шва;
M – масса проволоки (1 см3).

Практический расчет подразумевает осуществление тестовых работ. После их завершения, сварщик следует произвести следующие действия:

выполнить замер огарка;
учесть напряжение и силу тока;
определить длину сварного соединения.

Эти данные и позволяют установить расход сварочных электродов при сварке конструкций швом определенной длины.

Точные показатели исполнитель сможет получить только, если внешние данные и угол положения при основных работах будут идентичны тем, которые были во время тестирования. Для избежания неточности параметров, рекомендуется производить эксперимент 3-4 раза. Это позволит получить более точные расчеты, чем при использовании теоретических формул.

Использую данные методы, можно с легкостью произвести расчет расхода электродов на тонну металлоконструкций. Однако, следует помнить о существовании погрешности.

Погрешность в расчетах

Ни один способ не дает стопроцентного результата. Для обеспечения непрерывного рабочего процесса, рекомендуется проводить закупку материалов с запасом. Нужно помнить и о возможности присутствия некачественных или бракованных прутков.

Количество электродов в 1 кг

После получения готовых данных о необходимом количестве электродов, сварщик переходит к закупке материалов. Здесь возникает ещё один вопрос: сколько следует приобретать упаковок с расходниками. Для этого нужно определить какое число стержней составляет 1 кг (стандартная пачка). На данный показатель влияют все параметры сварочных материалов: