7 способов точно посчитать расход электродов чтобы не сорвать работу (советы от эксперта НАКС)

Для подготовки корректной сметы в строительстве и при производстве изделий применяют специализированные методики расчетов. Выяснив расход электродов на 1 тонну металлоконструкций, можно подготовить план финансирования и организовать своевременное снабжение материалами. Такую подготовку применяют при выполнении масштабных работ. Не имеет практического смысла использование этой методики для создания нескольких соединений и решения бытовых задач с применением сварки.

Расход электродов при сварке зависит от множества факторов.

Теория и практика расчета

Разница в теории и практике во многом зависит от условий, в которых будет выполняться сварка, а также от мастерства сварщика которое определяется разрядом. О том что такое разряды сварщиков и какие они бывают читайте в нашей статье по ссылке.

Если процесс будет проходить на ветру или в неудобных условиях (в тесноте, где нету нормального доступа), то сварщик будет жечь больше электродов. Поэтому условия выполнения сварки необходимо учитывать при расчёте.

Если руководствоваться ВСНом, то можно использовать метод расчёта по коэффициенту потерь. Его формула имеет следующий вид:

G=m * K.

К – коэффициент потери, применяемый для различных марок, которые мы приводили выше в таблице (диапазон 1,5 -1,9).

М — это масса наплавляемого металла. Это значение рассчитывают путем перемножение площади сечение наплавляемого металла на его плотность (m = p*F).

В итоге получаем следующую формулу для расчета потерь на 1 м шва:

H= P * F * K.

Если нужно определить потери на конкретную длину, в таком случае формула имеет вид:

H= P * F * K * L.

где L — это значение длинны. В некоторых источниках данные формула имеет другой вид:

Н=G * L

где G= K * m — её называют удельная норма расхода;

L — все так же значение длины шва.

Расчёт потерь на практике определяется не формулами, а экспериментально.

Для этого предварительно производится взвешивание электродов. Далее два сварщика сваривают однотипные соединения (той же толщины, диаметра и разделки кромок), которые будут выполняться при производстве работ.

В результате производится контрольное взвешивание оставшихся сварочных материалов и сравнение полученных результатов с значениями теоретического расчёта. Отсюда и получается коэффициент практического расх.

Расход пр. / Расх. теор. = Коэф. расх. пр.

Далее при заказе материалов значения полученные при теоретическом расчёте умножаются на коэффициент практического расх.

Пример: если при расчете мы получили значение 10 кг, а коэффициент расх. пр. равен 1,42, то для получения практического расхода:

10 кг*1,42 = 14,2 кг. Таким образом получаем реальные потери.

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.

Это интересно: Сварка полуавтоматом без газа обычной проволокой — технология процесса

Погрешность

Даже использование данных, полученных практическим путем, не даёт гарантий что потери не увеличатся. Часто при выполнении работ на объекте может быть ветер, скачки напряжения, а также могут применяться не до конца просушенный материалы и множество других факторов, которые повлияют на перерасход.

Также в процессе работы могут быть выявлены бракованные электроды: ржавые, с отколотой или вспучившейся обмазкой. Их нельзя будет использовать.

Хафизов Ильдар

Специалист НАКС IV уровня

Задать вопрос

Исходя из практического опыта, при заказе электродов рекомендую дополнительно закладывать от 3 до 5%, чтобы гарантированно обеспечить непрерывность процесса. Потому как доставка материалов в случае их нехватки требует гораздо больших затрат.

Чтобы не было неприятностей с большим количеством бракованных материалов при покупке необходимо одну пачку из партий вскрыть и произвести сварку пробных образцов. Этим можно определит качество электродов и их пригодность.

Это может существенно сэкономить бюджет, если приобретается большое количество материалов (более 1 тонны).

Особенности проволоки

На расход проволоки оказывает влияние множество причин, включая человеческий фактор в контексте наличия у сварщика требуемой квалификации. Однако наиболее объективным является значение коэффициента наплавки.

Нержавеющая сварочная проволока Alfa Global ER 347Si. Фото Сварочные Технологии

Этот показатель определяет количество наплавленного металла за единицу времени при силе тока один ампер. На величину коэффициента влияют состав материала проволоки, организация защиты зоны сварки (газы, флюс), а также вид тока (переменный, постоянный) и его полярность. Значение коэффициента наплавки в зависимости от типа проволоки и способа ведения технологического процесса могут колебаться от 5-7 до 18-20 г/А*ч. Выделяют несколько видов проволок: титановая, медная, легированная, полированная, нержавеющая, стальная, алюминиевая, омедненная, порошковая. Определяется коэффициент в основном экспериментальным путем.

Справка. Коэффициент наплавки, а также другие технические характеристики популярных марок: ПАНЧ-11, СВ08Г2С, ER70S-6, ВТ1-ооСв представлены в соответствующих статьях.

Расход электродов на 1 тонну металлоконструкций

Подсчитать потери электродов можно исходя из массы свариваемых металлоконструкций — на тонну металла. Это достаточно грубый подсчёт. Его можно использовать в тех случаях, когда предстоит большой объём работ. Полученный результат является верхней планкой по расходу сварочных материалов.

Формула, следующая:

H= 0,011* Mкр.;

H — Требуемое количество электродов

Мкр. — Масса свариваемые металлоконструкции.

Расчет количества электродов на 1 метр шва

Чтобы определить затраты материала на 1 м, лучше всего воспользоваться таблицами который вы сможете найти в нашей статье ниже. В таблицах уже указан расход количество только на сварочной операции. При расчете общего количества необходимо учесть и потери материалов на выполнение прихваток.

Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:

Н = Нсв + Нп.

где H — искомое количество электродного металла, который потребуется на сварку длинной 1 м.

Нсв — расход на сварочную операцию — значение из таблицы;

Нп — Расход на выполнение прихватки.

Значение Нп рассчитывают по формуле:

Нп = 0,15*Нсв

Для толщины свариваемых деталей менее 12 мм.

В случае если толщина больше 12 мм, то формула имеет вид:

Нп = 0,12*Нсв

Для удобства расчёта расхода электродов на 1 м шва используйте калькуляторы сделанные нашими специалистами. Их Вы можете скачать себе на компьютер или открыть онлайн.

Для расчета при сварке труб

Калькулятор

Для расчета при сварке листов и профильных конструкций

Калькулятор

Полезная статья — Какими электродами варить нержавейку

Поправочные коэффициенты

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

• При сварке поворотных стыков

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

• При положении патрубков сбоку или снизу по отношению к основной трубе

Поштучный расход электродов

Если необходимо посчитать расход количества в штуках, то это можно сделать, воспользовавшись следующей формулой:

N=H/Mэл,

где Н — это общий расход в кг;

Мэл — масса одного электрода (берется из таблицы ниже).

Таблица — Масса 1 шт. — (Мэл)

H — берется из таблицы (или рассчитывается по формулам, описанным выше), с учетом длинны шва. Так как данные в таблицы даны на 1 метр сварочного шва.

Пример расчета: если свариваемые детали толщиной 3 мм с разделкой С17 вариться будут в вертикальном положении электродами 2,5 мм, то значение Н по таблице на 1 м шва равняется 0,211 кг. Если сваривать нужно 2 м шва, то Н=2*0,211=0,422 кг.

В этом случае расчет электродов будет такой: N=0,422/0,02=22 шт.;

Полезная статья — Как варить нержавейку электродом

Расчет расхода при сварке труб

Если предстоит сварка труб и нужно посчитать расход электродов при сварке, то можно воспользоваться следующими способами:

1. Воспользоваться нашим калькулятором.
2. Найти данные в таблицах из ВСН 416-81 и ВСН 452-84 в которых уже приведена норма расхода электродов на 1 стык.

В тех же случаях, когда нужный типоразмер трубы отсутствует в таблицах ВСН можно воспользоваться следующей формулой:

Нт=Н*lшва

где Н — расход на 1 требуемой разделки (данные приведены в таблице ниже)

lшва — длина шва, она считается по формуле длины окружности — lшва=Dтр * 3,14

Пример расчета: Для трубы диаметром 89х7, разделка С17, неповоротный стык. Из таблицы приведённых выше для разделки С17 при сварке в потолочном положении выбираем соответствующее значение расхода Н — 0,834. Далее производим расчет Нт=0,089*3,14*0,834= 0,233 кг на 1 стык.

Примеры используемых формул

Для расчетов можно применять другие методики.

Если нет справочных данных о весе наплавленного металла, применяют формулу Внм = p*S, где:

• p – удельная плотность (7 850 кг/куб. м для углеродистых сортов стали);
• S – площадь поперечного сечения, которая образуется при соблюдении нормативов технологического процесса.

Значение S берут из таблицы либо вычисляют самостоятельно.

Для рассмотренного выше примера подойдет формула S=t*z+0,75*w*h, где:

• t – толщина деталей;
• z – зазор;
• w (h) – ширина (высота) наплава над местом стыка.

Коэффициенты расхода по типу электродов приведены выше для длины 450 мм.

Для расчетов применяют разные методики.

При других значениях этого параметра применяют следующие поправки (множители):

• 250 мм – 1,12;
• 300 мм – 1,07;
• 350 мм – 1,04;
• 400 мм – 1,02.

При создании соединений с применением защитной среды используют следующие поправочные коэффициенты:

• 1,05 – углекислый газ (сварка толстых листов из стали);
• 1,15 – использование автоматических и полуавтоматических устройств подачи материалов (CO²);
• 1,7 – создание швов проволокой с порошковым наполнителем.

По формуле Нг=Ру*L+Р определяют нормативный расход инертных газов для создания надежной защитной среды. Здесь:

• Ру – удельная норма на метр длины (L) сварного соединения;
• Рд – расход на дополнительные и вспомогательные операции (продувку, настройку режима).

Рекомендуем к прочтению Главные особенности и нюансы применения электродов типа Э50А

Для вычисления удельного значения умножают оптимальный расход по ротаметру (Рр) на время рабочего цикла (T): Ру=Рр*T. Если табличные значения отсутствуют, последний параметр вычисляют вручную по формуле T=(Внм*60*1000)/(Кн*I), где:

• Кн – коэффициент наплавки;
• I – сила тока, которую применяют для сварки.

При создании соединений используют поправочные коэффициенты.
Ниже приведены значения Кн в г/А*ч для разных режимов:

При работе с электродами используют формулу T=60/V, где V – скорость создания сварного соединения. Этот параметр зависит от сложности выполняемых операций и примененного способа. Вручную сваривают конструкции со скоростью до 15-20 м/ч. Использование автомата увеличивает V до 100 м/ч и более.

Затраты времени на вспомогательные операции по нормативам составляют от 0,05 до 0,2 минуты при работе с плавящимся и неплавящимся электродами соответственно. Следует корректировать расчетный расход при сварке мелких деталей. Выполнение этих и других сложных операций увеличивает потребление инертного газа на 15-20%. При планировании поставок следует учесть, что стандартный 40-литровый баллон при заправке наполняют жидкой углекислотой (25 кг).

При переходе в газообразное состояние это количество образует 507 л защитной инертной среды.

Расчет расхода при сварке профиля

При сварке профиля такого как двутавр, швеллер профильная труба и так далее используются те же нормы что и для сварки листового металла. Их методика приведена в разделе — ЗДЕСЬ.

Важной особенностью, которую стоит учитывать, это длительность проведение процесса. Чем более длинные швы и более продолжительная сварка, тем выше процент угара металла, а соответственно выше потери.

Также зачастую сварка металлоконструкций происходит на высоте что осложняет процесс работы и увеличивает потери. Здесь существует простая закономерность — чем сложнее сварщику работать, тем больше будет затрачено материалов и времени.

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.

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.

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

Как уменьшить расход

Для уменьшения потерь сварочных материалов без ухудшения качества получаемых изделий, можно использовать следующие рекомендации:

1. При покупке крупных партий проводить входной контроль и проверять качество электродов. Это позволит выявить некачественные материалы, которые будут забракованные или использованы лишь частично.
2. Применять полуавтоматические и автоматические методы сварки в тех случаях, где это возможно. При сварке в среде защитных газов использовать в смеси газов, содержащие гелий и аргон для снижения разбрызгивания.
3. Проводить процесс на постоянном токе и использовать обратную полярность.
4. Выполнять процесс на оптимальных режимах (без завышения силы тока) для уменьшения угара.

Напишите в комментариях как вы считаете, что больше всего влияет на расход.

Способы экономии материалов

Есть несколько способов, позволяющих экономить на расходниках. Это позволит уменьшить затраты на покупку стержней:

• Используйте автоматические и полуавтоматические аппараты. При ручной сварке могут возникать потери более 5%. Помните, что чем выше качество расходников и оборудования, тем эффективнее производится сварка, а значит происходит меньше потерь.
• Разные марки и модели электродов работают с разным током. Настраивая аппарат, обращайте на это внимание. При подборе неправильных режимов сварки, можно понести большие потери.
• На расход влияет технология сварки. Так, при неправильном угле стержня, расход может увеличиваться.

Опытные сварщики на практике выясняют, какой угол сварки является оптимальным. Это дает им возможность работать быстро и экономно.

Придерживаясь таких рекомендаций, правильно подбирая электроды и внимательно настраивая оборудование, можно значительно сэкономить расход материалов.