薄板不銹鋼焊接成本的分析與對比

1、現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)薄板不銹鋼焊接成本的分析與對比楊寶雷摘要薄板不銹鋼容器的不同焊接方法的焊接成本差異較大。以往的焊接成本對比,均為20世紀(jì)90年代的相關(guān)數(shù)據(jù),同時(shí)它是在不同坡口尺寸條件下進(jìn)行的。通過對相同坡口尺寸的常用焊接方法的成本分析,給出目前條件下的焊接成本,從而為相關(guān)企業(yè)提供了相應(yīng)的焊接方法選擇依據(jù)。關(guān)鍵詞:薄板不銹鋼焊接成本中圖分類號:TG47文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:16713133(2005)08010702目前,不銹鋼壓力容器生產(chǎn)企業(yè)普遍采用的主要焊接方法均為成熟的焊接工藝,如鎢極氬弧焊(GTAW)、焊條電弧焊(SMAW)、藥芯焊絲電弧焊(FCAW)、埋弧自動(dòng)焊(SAW)等。對于410mm的

2、1Cr18Ni9Ti薄板不銹鋼,主要采用鎢極氬弧焊(GTAW)、焊條電弧焊(SMAW)和藥芯焊絲電弧焊(FCAW);而對于410mm的304薄板不銹鋼(于我國的0Cr18Ni9),則主要采氬(GTAW)、焊條電弧焊()焊(FCAW)r+2,故對于低碳、,一般情況下不采用藥芯焊絲電弧焊。我公司410mm的薄板不銹鋼,均為低碳、超低碳不銹鋼,原來均采用鎢極氬弧焊。隨著市場競爭的加劇及國外制造中心向中國的轉(zhuǎn)移,該焊接方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的要求。為此,低成本、高效率的焊接方法推廣應(yīng)用就顯得尤為重要。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(jìn)行分析和對比。敷速度慢及熔敷系

3、數(shù)低,并且每焊接完一條焊道均需要清理熔渣,而坡口內(nèi)的清渣是比較繁瑣的。熔化極惰性氣體保護(hù)焊(MIG焊),由于采用Ar或在Ar中添加了少量的O2,因而其電,。該焊接方法,尤其適于中等厚。該焊接設(shè)備比較復(fù)雜,設(shè)備。表1給出了薄板不銹鋼常用焊接方法的相關(guān)數(shù)據(jù)。表1薄板不銹鋼常用焊接方法數(shù)據(jù)焊接方法熱源最小加熱面積/cm2TIG10-3115×10401770199100130SMAW10-210401770187170200MIG10-410410501660169200300特性/(Wcm-2)熱效率(功率有效系數(shù))焊接電流/A焊材直徑/mm焊接速度及效率熔敷速度/(gmin-1)熔敷效

4、率(%)<21471098100<41018225560<112758596991焊接方法分析鎢極氬弧焊采用的保護(hù)氣體為純Ar,焊接時(shí)它既不與金屬起化學(xué)反應(yīng),也不溶解于液態(tài)金屬中,故可以避免焊縫中金屬元素的燒損和由此帶來的其他焊接缺陷,同時(shí)因其密度較大,在保護(hù)時(shí)不易漂浮散失,保護(hù)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(diào)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(shí)現(xiàn)單面焊、雙面成型。鎢極氬弧焊的最大缺點(diǎn)是熔深淺、熔敷速度慢、生產(chǎn)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(shè)備簡單、易于移動(dòng),設(shè)備費(fèi)用比其他電弧焊

5、方法低,因而得到了廣泛的應(yīng)用。該焊接方法與熔化極氣體保護(hù)焊(GMAW)、埋弧自動(dòng)焊(SAW)等焊接方法相比,其熔現(xiàn)代制造工程2005(8)2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,由于其特殊性及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,因而對打底焊的焊縫背面的質(zhì)量要求比較高。對于打底焊而言,鎢極氬弧焊(GTAW)均優(yōu)于焊條電弧焊(SMAW)、熔化極惰性氣體保護(hù)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(diào)節(jié)方便;同時(shí),該種焊接方法對焊工的操作技能、接頭的組對質(zhì)量要求不高。因此,對于單面焊、雙面成型的焊接接頭,其打底焊均采用鎢極氬弧焊(GTAW)。對于不銹鋼的焊接,焊接時(shí)必須充

6、背面保護(hù)氣(通常為純Ar),以防止焊縫背面的氧化。211焊接成本對比107現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)表2給出了板厚8mm、材質(zhì)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(jià)格均是按照目前的價(jià)格進(jìn)行計(jì)算的。GTAW焊<214mm的焊絲是直條的,長度為36英寸,每根焊絲的剩余長度約80100mm;不銹鋼焊條的剩余長度約5080mm。表2薄板不銹鋼常用焊接方法的成本對比焊接方法施焊條件焊絲直徑/mm焊焊條直徑/mm接焊接電流/A規(guī)范焊縫厚度/mm電弧電壓/V打底焊填充及蓋面打底焊填充及蓋面打底焊填充及蓋面打底焊填充及蓋面打底焊填充及蓋面-1電力費(fèi)用=(焊接電流×電弧電壓×燃弧

7、時(shí)間×單價(jià))÷60000焊接成本=焊材費(fèi)用+氣體費(fèi)用+工資費(fèi)用+電力費(fèi)用當(dāng)然,焊接成本還包括焊接設(shè)備的折舊、維修等費(fèi)用。由于該費(fèi)用很少,故本文未予考慮。212焊接成本分析GTAWGTAW+SMAWGTAW+MIGV型坡口,對接接頭,單面焊雙面成型;母材厚度為8mm,材質(zhì)為304,坡口角度70°,鈍邊0mm,根部間隙210mm以往的資料所進(jìn)行的焊接成本對比,均是20世紀(jì)90年代初的相關(guān)數(shù)據(jù),它是在不同坡口尺寸條件下進(jìn)<214<214<214<410<214<1128217+41612=49819行的,且主要是對碳鋼、中厚板常用的藥

8、芯焊絲電弧焊、實(shí)芯焊絲CO2電弧焊、焊條電弧焊等焊接方法進(jìn)行成本對比與分析。表2、薄板不。,產(chǎn)品也會(huì)隨。因此,相同類如果采用不同的坡口尺寸,會(huì)給生產(chǎn)帶。由表2可以看出,對于70°V型坡口、304材質(zhì)、8mm板厚的對接接頭,GTAW的焊接成本最高,GTAW+SMAW次之,GTAW+MIG最低;焊接效率GTAW最氣體流量/(Lmin需要金屬量/(gm-1)焊材綜合熔敷效率/(%)打底焊焊絲焊條焊絲焊條焊材消耗量費(fèi)/(gm-1)焊材單價(jià)用(元/kg)70107010低,GTAW+SMAW次之,GTAW+MIG最高。GTAW+MIG的焊接成本約為GTAW的67%左右,其焊接生焊材費(fèi)用(元/m

9、)熔敷速度/-1氣(gmin)燃弧時(shí)間/體(minm-1)費(fèi)氣體單價(jià)(元/L)用氣體費(fèi)用(元/m)焊接氣體背面保護(hù)氣體打底焊填充及蓋面打底焊填充及蓋面產(chǎn)效率為GTAW的311倍左右。不僅如此,由于MIG焊的焊接熱輸入少,因而GTAW+MIG的焊接變形比GTAW要小得多,它更有力于產(chǎn)品的質(zhì)量保證。3結(jié)論通過表2的焊接成本對比,可以得到如下結(jié)論:1)GTAW+MIG焊的焊接成本低,生產(chǎn)效率高,應(yīng)加以31093109推廣應(yīng)用。2)對于薄板不銹鋼的焊接,提供了焊接方法的選擇依據(jù)。參考文獻(xiàn)1美國金屬學(xué)會(huì).金屬手冊(第六卷).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1984其他時(shí)間層間冷卻時(shí)間3×203×20=60其/(minm-1)清渣時(shí)間3×3=91×3+2×10=23他費(fèi)用總作業(yè)時(shí)間/(minm-1)工資單價(jià)(元/h)工資費(fèi)用(元/m)電力費(fèi)用(元/m)焊接成本(元/m)焊材消耗量=需要金屬量÷綜合熔敷效率焊材費(fèi)用=焊材消耗量×焊材單價(jià)燃弧時(shí)間=需要金屬量÷熔敷速度