不銹鋼焊接成本分析

1、不銹鋼焊接分析U前的不銹鋼壓力容器生產企業(yè)，普遍采用的主要焊接方法均為成熟的焊接工 藝，如磚極氮弧焊(GTAW)、焊條電弧焊(SMAW)、藥芯焊絲電弧焊(FCAW)、埋弧自動 焊(SAW)等。對于riOmm的lCrl8Ni9Ti薄板不銹鋼,主要采用鵠極氨弧焊 (GTAW)、焊條電弧焊(SMAW)和藥芯焊絲電弧焊(FCAW);而對于4 10mm的304薄板不 銹鋼(相當于我國的0Crl8Ni9),則主要采用鉤極氮弧焊(GTAW)、焊條電弧焊(SMAW), 山于藥芯焊絲電弧焊(FCAW)采用的保護氣體為Ar+C02,易使焊接接頭產生增碳問題, 導致其耐腐蝕性能下降，故對于低碳、超低碳不銹鋼的焊接，

2、一般情況下不采用藥芯 焊絲電弧焊。本文以板厚8mm的低碳、304不銹鋼為例，對其常用焊接方法及焊接成本進行 分析和對比。焊接方法分析鴿極氨弧焊采用的保護氣體為純Ar,焊接時它既不與金屬起化學反應,也不溶 解與液態(tài)金屬中，故可以避免焊縫中金屬元素的燒損和山此帶來的其它焊接缺陷，同 時因其密度較大，在保護時不易漂浮散失,保護效果好。該焊接方法由于熱源和填充 焊絲是分別控制的,熱量調節(jié)方便，使輸入焊縫的焊接線能量更容易控制，故適合于 各種位置的焊接，也容易實現(xiàn)單面焊雙面成型。鉤極氨弧焊的最大缺點是熔深淺、 熔敷速度慢、生產效率低,因而其焊接變形也就較大。焊條電弧焊由于操作靈活、方便，焊接設備簡單、易

3、于移動，設備費用比其它 電弧焊方法低，因而得到了廣泛的應用。該焊接方法與熔化極氣體保護焊(GMAW)、 埋弧自動焊(SAW)等焊接方法相比,其熔敷速度慢及熔敷系數(shù)低，并且每焊接完一條 焊道均需要清理熔渣，而坡口內的清渣是比較繁瑣的。熔化極惰性氣體保護焊(MIG焊)，由于采用Ar或在Ar中添加了少量的02作 為保護氣體，因而其電弧穩(wěn)定,熔滴細小且過渡穩(wěn)定，飛濺很小。該焊接方法的電流 密度高、母材熔深深，因而其焊絲的熔化速度和焊縫的熔敷速度高，焊接生產效率高, 尤其適于中等卑度和大母度結構的焊接。該焊接設備比較復雜，設備成本較高。表1給出了薄板不銹鋼常用焊接方法的相關數(shù)據(jù)。該表中的GTAW焊的熔敷

4、速 度為實際測量的數(shù)據(jù)。表1薄板不銹鋼常用焊接方法數(shù)據(jù)焊接方法TIG SMAW MIG熱源最小加熱面積(cm2) 10-3 10-2 10-4特性最大功率密度(W/cm2) 1.5X104 104 104105熱效率(功率有效系數(shù))0. 770. 99 0.770.87 0. 660. 69焊接電流(A) 100130 170200 200300焊接速度焊材直徑(mm)2. 44.01.2及效率熔敷速度(g/min) 710 1822 7585熔敷效率(%) 98100 5560 96為9低碳、超低碳薄板不銹鋼焊接成本對比對于薄板不銹鋼壓力容器，山于其特殊性及相關標準的要求，因而對打底焊的 焊

5、縫背面的質量要求比較高。對于打底焊而言，鉤極氨弧焊(GTAW)均優(yōu)于焊條電弧 焊(SMAW)、熔化極惰性氣體保護焊(MIG焊)等焊接方法，這主要是由于熱源和填充 焊絲是分別控制的，熱量調節(jié)方便；同時，該種焊接方法對焊工的操作技能、接頭的 組對質量要求不高。因此，對于單面焊雙面成型的焊接接頭，其打底焊均采用鉤極氨弧焊(GTAW)。對于不銹鋼的焊接，焊接時必須充背面保護氣(通常為純Ar),以防止 焊縫背面的氧化。1焊接成本對比表2給出了板厚8mm、材質304不銹鋼對接接頭的焊接成本對比。表中的焊 材、氣體及工資的價格均是按照目前的價格進行計算的。GTAW焊的2. 4mm的焊 絲是直條的，長度為36

6、英寸，每根焊絲的剩余長度約8000mm;不銹鋼焊條的剩余 長度約50、80mm。表2薄板不銹鋼常用焊接方法的成本對比焊接方法 GTAW GTAW+SMAW GTAW+MIG施焊條件V型坡口，對接接頭，單面焊雙面成型。母材厚度為8mm,材質為304;坡口角度70 ,鈍邊0mm,根部間隙2. 0mm焊絲 直徑打底焊02.4 02.4 02.4(mm)填充及蓋面2. 41.2焊條直徑打底焊焊(mm)填充及蓋面4.0接焊接電流打底焊110 110 110規(guī)(A)填充及蓋面130 170 140范電弧電壓打底焊12 12 12(V)填充及蓋面12 24 24焊縫厚度打底焊2.5 2.5 2.5(mm)填

7、充及蓋面5. 5 5. 5 5. 5氣體流量(L/min) 20 20 20需要金屬量打底焊74.4 74.4 74.4(g/m)填充及蓋面 407. 9 407. 9 407. 9綜合熔敷效率打底焊90 90 90焊(粉填充及蓋面90 48 98材焊材消耗量焊絲 535. 9 82. 7 82. 7+416. 2=498. 9費(g m)焊條849. 8 用焊材單價焊絲70. 0 70. 0 70. 0(元/kg)焊條34. 0焊材費用(元/m) 37.51 5. 79+28. 89=34. 68 34. 92熔敷速度打底焊7 7 7氣(g/min)填充及蓋面10 20 80體燃弧時間打底焊

8、10.6 10. 6 10. 6費(min/m)填充及蓋面40. 8 20.4 5. 1用氣體單價（元/L） 0. 003 0. 003 0. 003/0. 012氣體費用焊接氣體3.09 0.64 1.85（元/m）背面保護氣體3. 09 1. 86 0. 95其它時間層間冷卻時間3X20二60 3X20二60 1X20=20其（min/m）清渣時間 3X3=9 1X3+2X10=23 1X3=3它總作業(yè)時間（min/m） 120. 4 114.0 38.7費工資單價（元/h） 11.36 11.36 11.36用工資費用（元/m） 22.80 21.58 7. 33電力費用（元/m） 0.

9、 64 0. 92 0. 26焊接成本（元/m） 67. 13 59.68 45.31當然,焊接成本還包括焊接設備的折舊、維修等費用。山于該費用很少，故本文未予考慮。各種焊接數(shù)據(jù)的計算公式為：焊材消耗量二需要金屬量寧綜合熔敷效率焊材費用二焊材消耗量X焊材單價燃弧時間二需要金屬量寧熔敷速度氣體費用二氣體流量X燃弧時間X氣體單價總作業(yè)時間二燃弧時間+其它時間工資費用二總作業(yè)時間X工資單價電力費用二(焊接電流X電弧電壓X燃弧時間X單價)4-60000焊接成本二焊材費用+氣體費用+工資費用+電力費用2焊接成本分析以往的資料所進行的焊接成本對比，均是九十年代初的相關數(shù)據(jù)，它是在不同 坡口尺寸條件下進行的，且主要是對碳鋼、中厚板常用的藥芯焊絲電弧焊、實芯焊 絲CO2電弧焊、焊條電弧焊等焊接方法進行成本對比與分析。表2的焊接成本是對于相同的坡口尺寸、薄板不銹鋼進行對比的。市場經濟 條件下的產品隨客戶要求的不同而不同，且對于生產制造企業(yè)而言，產品也會隨不同 板厚而采取更加經濟的焊接丄藝。因此，相同類別的焊接接頭,如果采用不同的坡口 尺寸，會給生產帶來許多弊端和不便。由表2的數(shù)據(jù)可以看出，對于70的V型坡口、304材質、8mm板厚的對接次 之,GTAW+MIG最低。GTAW+MIG的焊接成本約為GTAW的67%左右，其焊接生產效率