2014iwe課件徐iwe經(jīng)濟性

1、3.4.31 經(jīng)濟性 Economics 沒有任何一種工藝方法人們可以說它是最經(jīng)濟的，在任何一個應用領(lǐng)域都可以通過技術(shù)手段來謀求最經(jīng)濟的可能性。 一種焊接方法是否是經(jīng)濟的，取決于下列因素： 件數(shù)及焊縫長度 材料 板厚 質(zhì)量要求 所應用的設(shè)備，現(xiàn)有的或需購置的 焊接位置的可接近性 制造方式，車間/工地 1 熔化效率 熔化效率是評價一種焊接方法的效率指標，以/h或g/min為單位。它是當暫載率ED為100%時的理論值，并與下列因素相關(guān)： 焊接電源 焊條（焊絲）尺寸 焊條（焊絲）型號 焊接位置 焊接參數(shù) 輔助材料 幾種熔焊方法的熔化效率1 E2 MAG3 UP-單絲4 UP-單絲+1熱絲5 UP雙絲

2、(單電源)6 UP雙絲(雙電源)7 UP雙絲(雙電源) +2熱絲8 UP-3絲9 UP-4絲手工電弧焊的熔化效率 熔化極氣體保護焊的熔化效率（135，MAG） 埋弧焊的熔化效率 （注：本表數(shù)據(jù)是在暫載率為100%的情況下得出） 2 熔敷率 熔敷率的概念：熔敷率= 熔敷率與焊條類型、直徑、電流強度及焊接位置有關(guān)。一般焊條的熔敷率均低于100%，而高效焊條的熔敷率最高可達300%在其它焊接方法中保護氣體及焊劑對熔敷率也將產(chǎn)生影響。 舉例：IWE 3.4.313 焊接位置 在受限制的焊接位置，熔敷率下降，導致焊接時間加長。在正常的焊接位置（如平焊）由于熔池易保持在較大尺寸，故其熔敷率可得到提高。但在

3、大件或修理焊接中經(jīng)常只能在受限制位置上進行焊接，下面給出相對于平焊位置（w=PA）的參考系數(shù)： 平焊PA（w）=1.0 平角縫PB（h）=1.051.15 立向上PF（s）=1.251.35 仰焊PE（）=1.41.6或更高 在受限制的焊接位置焊接飛濺及熔化金屬的損失將增大，例如：在PF位置大約為13%，PE位置大約18%，在手工電弧焊中大約為58%。 4 與焊接技術(shù)相關(guān)的工作時間 工作時間由實際工作時間和輔助工作時間所組成 實際工作時間：焊接時間 輔助工作時間：如 手工電弧焊：焊條更換，清渣，調(diào)節(jié)焊接電流。 熔化極氣體保護焊：清理焊槍，調(diào)節(jié)焊接參數(shù)，噴咀涂防飛濺油，更換焊絲盤。 埋弧焊：填加

4、焊劑，清理焊道，調(diào)節(jié)機頭位置，更換焊絲盤，調(diào)節(jié)參數(shù)。降低實際工作時間降低輔助工作時間小的被焊截面裝配組對精確 選擇高熔化效率的工藝 方法選擇機械化焊接工藝優(yōu)先考慮平焊及橫焊位 置 選擇最佳的焊接順序選擇合適的焊接電源（簡單 易操作）減少清理工作采取熔池背面保護選擇脫渣性好的焊條及焊劑選擇合適的提升裝置 4 與焊接技術(shù)相關(guān)的工作時間 補充：如何提高焊接生產(chǎn)率1）減少實際工作時間的途徑 工作時間由實際工作時間和輔助工作時間組成。一般認為提高焊接生產(chǎn)率即降低實際工作時間有以下幾個途徑：提高焊接熔化效率減少接頭所須熔敷金屬重量(選擇盡可能少的焊接截面)采用高能量密度的焊接方法在相等時間內(nèi)使用允許的電流

5、強度時，選擇厚皮焊條 或高效焊條盡量采用自動化、機械化的焊接工藝 a) 提高焊接熔化效率 焊接工藝常用的效率指標是熔化效率，以kg/h表示。 熔化效率與下列因素有關(guān)：焊接電源極性 ，焊條（焊絲）直徑、型號或根數(shù)、焊接位置、焊接參數(shù)及輔助材料等。b) 減少接頭所須熔敷金屬重量(選擇盡可能小的焊接截面) 由于接頭截面尺寸減小后，所須填充的金屬減少，相應地提高焊接生產(chǎn)率。這方面的典型工藝是窄間隙焊接技術(shù)的應用。特別是在鍋爐壓力容器中的大厚度板焊接，現(xiàn)在很多企業(yè)采用窄間隙埋弧焊，大大地提高了焊接生產(chǎn)率，與普通埋弧焊方法相比，焊接總效率可提高50%80%；節(jié)省焊絲38%50%；節(jié)省焊劑56%65%。補充

6、：如何提高焊接生產(chǎn)率 c) 采用高能量密度焊接方法 采用高能量密度的焊接方法，例如：電子束焊，激光焊，等離子焊等，可針對不同產(chǎn)品來進行選擇。 d) 選擇厚藥皮焊條或高效焊條（即藥皮中加入鐵粉或金屬粉） 用厚藥皮焊條或高效焊條進行手工電弧焊時，在相同的焊接工作情況下進行成本比較，同時現(xiàn)有電源也允許使用較大的焊接電流，那么采用高效焊條可以總共節(jié)省3545%的成本。 e) 采用機械化、自動化的焊接工藝 對焊接結(jié)構(gòu)制造行業(yè)來講，全面推廣機械化自動化是必然的趨勢。特別是對大中型骨干企業(yè)，可先推廣應用CO2氣體保護焊工藝和埋弧焊工藝，以替代手工電弧焊。 補充：如何提高焊接生產(chǎn)率2) 減少輔助工作時間的途徑

7、a)規(guī)定和遵守最佳的焊接順序 為了能夠經(jīng)濟地、高質(zhì)量地生產(chǎn)制造焊接結(jié)構(gòu)，規(guī)定和遵守最佳的焊接順序是必須的，實際上是制定焊接方案。在制定時除了考慮到選擇不同的熔化效率的焊接工藝外，還要制定焊接順序方案。制定依據(jù)主要有以下幾條：法定規(guī)定，一般技術(shù)條件和供貨協(xié)議最佳的經(jīng)濟性（包括合理的裝配焊接，例如不能隨意變形的焊縫最先焊；采用盡可能小的熱量和盡可能少的焊縫等）補充：如何提高焊接生產(chǎn)率 b) 選擇合適的焊接電源 一機多用，手工焊/TIG焊，焊割電源等 焊接電流調(diào)節(jié)范圍廣 焊接參數(shù)優(yōu)化調(diào)節(jié) c) 減少清理工作 在大量采用氣保焊工藝時，特別在采用CO2氣體保護焊時，由于焊接時產(chǎn)生的飛濺，使輔助工作時間大

8、大增加。為此應考慮使用清理劑，噴防堵劑，保護氣體使用混合氣體（80%Ar+20%CO2）補充：如何提高焊接生產(chǎn)率d) 采用合適的工裝夾具 根據(jù)產(chǎn)品型式選擇相應的滾輪架、變位器和操作架等，否則將大大增加輔助工作時間。e) 采用機械裝置進行坡口準備和清理 采用坡口加工機和清理機，例如管端清理機，磨銼機，清根裝置等。f) 使用具有優(yōu)良脫渣性能的焊條和焊劑g) 采用熔池保護措施 在有些情況下要求采取熔池背面保護措施，一是保證焊接質(zhì)量，二是降低了輔助工作時間。 補充：如何提高焊接生產(chǎn)率5 工資費用 人員的基礎(chǔ)工資是按規(guī)定（工資表）而制定的，可考慮在計時工資，計件工資及獎勵工資等方面降低費用。通?；A(chǔ)工資

9、及附加工資費用將占總成本的80%。 6 材料消耗 消耗材料的費用僅次于工資費用 焊絲：焊絲越細及合金成份越高，價格越貴 成盤的焊絲比成捆的焊絲貴 焊劑：消耗量取決于焊劑顆粒度、電弧電壓及焊接電流 熔煉焊劑的消耗量高于燒結(jié)焊劑 保護氣體： 焊鋁時為避免氣孔及保證熔合質(zhì)量可采用氦氬混合氣 焊鋼時可采用氬和二氧化碳的混合氣，在保證焊接接頭質(zhì)量要求及減少飛濺的前提下可盡量多加二氧化碳氣體，因為二氧化碳要比氬氣便宜得多。 焊接用氣體須用量參見下表（須用量M3/月） 氣體300600C2H2單瓶串聯(lián)(鋼瓶)編組(鋼瓶)編組(鋼瓶)O2單瓶串聯(lián)(鋼瓶)）編組(鋼瓶)液態(tài)氣體Ar單瓶串聯(lián)(鋼瓶)編組(鋼瓶)液

10、態(tài)氣體CO2單瓶串聯(lián)(鋼瓶)串聯(lián)(鋼瓶)儲罐7 設(shè)備費用 焊接電源的成本費用取決于其結(jié)構(gòu)形式、功率及功能（脈沖、遙控等）。而其它的費用則體現(xiàn)在維護、修理及更換零部件方面。 下圖為幾種典型焊接電源結(jié)構(gòu)形式。 幾種焊接電源結(jié)構(gòu)型式 整流器式(抽頭)磁放大器整流式 可控硅整流式 晶體管整流式 晶體管逆變式 8 能量消耗 與工資及材料消耗費用相比，能量消耗的費用是很少的。但在成本核算時也應予與考慮。通常焊接時所用電能的費用可通過下式進行計算： 電能費用=初級功率（KVA）工作時間（h/a）暫載率ED（%）電費/kwh（DM） 制造廠家Lb焊接變壓器（型號）V220380kVA1515A6840A最大9

11、153cos=0.70 額定條件下(手工操作) cos =0.72在150A下50HzDB(連續(xù)操作）100%ED額定(手工操作）55%ED范圍A26036080360最高空載電壓 66V次級初級V303428349 暫載率（ED） 在實際焊接工作中應注意焊機銘牌上所標定的額定暫載率ED，對不同的焊接方法及不同的焊縫長度焊機的工作時間，即暫載率是不同的。 例如：機械化的埋弧焊/氣體保護焊（80%/90%）， 手工電弧焊中的長焊縫（50），中等長度焊縫（ 4050 ），短焊縫（35 ） DB 連續(xù)工作 ED 對于下降特性：35%、60%、100%Nenn-HSB 額定-手工焊接 ED 對于平特性

12、： 60%、100%HSB 手工焊接10 焊工的工作時間 根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)及焊工的自身條件。一般情況下焊工的有效工作時間為220天/年。 11焊縫截面積的計算 在DIN8551和DIN8552標準中分別對鋼、鋁及鋁合金，銅及銅合金的焊縫準備做了規(guī)定。 下面舉例說明焊縫截面及焊縫重量：V型坡口角度60，板厚20，余高2.0，間隙2.0 焊縫截面積=304.342；重量/m=2.389kg雙V型坡口角度60，板厚20，余高2.0，間隙2.0 焊縫截面積=191.62；重量/m=1.504kg焊縫寬度a與坡口角度和壁厚s的關(guān)系單面V型焊縫截面積的計算：A=A1+A2+A3A1=S2tan =202tan30=230.92A2=其中a=220tan30+2=220 +2=2200.377+2=25.082A2= 2A3=as=220=402故 A=A1+A2+A3=230.92+33.442+402=304.342重量/m=304.347.8510-3=2.389kg/m焊縫截面積和焊縫重量的計算舉例：A=A1+A2+A3A1=2（S/2）2tan/2=2102tan30=115.472A