2014iwe課件徐iwe經(jīng)濟(jì)性

1、3.4.31 經(jīng)濟(jì)性 Economics 沒(méi)有任何一種工藝方法人們可以說(shuō)它是最經(jīng)濟(jì)的，在任何一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都可以通過(guò)技術(shù)手段來(lái)謀求最經(jīng)濟(jì)的可能性。 一種焊接方法是否是經(jīng)濟(jì)的，取決于下列因素： 件數(shù)及焊縫長(zhǎng)度 材料 板厚 質(zhì)量要求 所應(yīng)用的設(shè)備，現(xiàn)有的或需購(gòu)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(píng)價(jià)一種焊接方法的效率指標(biāo)，以/h或g/min為單位。它是當(dāng)暫載率ED為100%時(shí)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(hào) 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(hù)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(qiáng)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(dá)300%在其它焊接方法中保護(hù)氣體及焊劑對(duì)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(dǎo)致焊接時(shí)間加長(zhǎng)。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(jìn)行焊接，下面給出相對(duì)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(shí)間 工作時(shí)間由實(shí)際工作時(shí)間和輔助工作時(shí)間所組成 實(shí)際工作時(shí)間：焊接時(shí)間 輔助工作時(shí)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(hù)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(jī)頭位置，更換焊絲盤，調(diào)節(jié)參數(shù)。降低實(shí)際工作時(shí)間降低輔助工作時(shí)間小的被焊截面裝配組對(duì)精確 選擇高熔化效率的工藝 方法選擇機(jī)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(jiǎn)單 易操作）減少清理工作采取熔池背面保護(hù)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(shí)間 補(bǔ)充：如何提高焊接生產(chǎn)率1）減少實(shí)際工作時(shí)間的途徑 工作時(shí)間由實(shí)際工作時(shí)間和輔助工作時(shí)間組成。一般認(rèn)為提高焊接生產(chǎn)率即降低實(shí)際工作時(shí)間有以下幾個(gè)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(shí)間內(nèi)使用允許的電流

5、強(qiáng)度時(shí)，選擇厚皮焊條 或高效焊條盡量采用自動(dòng)化、機(jī)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(biāo)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(hào)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(yīng)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(yīng)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(bǔ)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(duì)不同產(chǎn)品來(lái)進(jìn)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(jìn)行手工電弧焊時(shí)，在相同的焊接工作情況下進(jìn)行成本比較，同時(shí)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(jī)械化、自動(dòng)化的焊接工藝 對(duì)焊接結(jié)構(gòu)制造行業(yè)來(lái)講，全面推廣機(jī)械化自動(dòng)化是必然的趨勢(shì)。特別是對(duì)大中型骨干企業(yè)，可先推廣應(yīng)用CO2氣體保護(hù)焊工藝和埋弧焊工藝，以替代手工電弧焊。 補(bǔ)充：如何提高焊接生產(chǎn)率2) 減少輔助工作時(shí)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(jì)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(shí)際上是制定焊接方案。在制定時(shí)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(jì)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(bǔ)充：如何提高焊接生產(chǎn)率 b) 選擇合適的焊接電源 一機(jī)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(shí)，特別在采用CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，由于焊接時(shí)產(chǎn)生的飛濺，使輔助工作時(shí)間大

8、大增加。為此應(yīng)考慮使用清理劑，噴防堵劑，保護(hù)氣體使用混合氣體（80%Ar+20%CO2）補(bǔ)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(yīng)的滾輪架、變位器和操作架等，否則將大大增加輔助工作時(shí)間。e) 采用機(jī)械裝置進(jìn)行坡口準(zhǔn)備和清理 采用坡口加工機(jī)和清理機(jī)，例如管端清理機(jī)，磨銼機(jī)，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(hù)措施 在有些情況下要求采取熔池背面保護(hù)措施，一是保證焊接質(zhì)量，二是降低了輔助工作時(shí)間。 補(bǔ)充：如何提高焊接生產(chǎn)率5 工資費(fèi)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(jì)時(shí)工資，計(jì)件工資及獎(jiǎng)勵(lì)工資等方面降低費(fèi)用。通?；A(chǔ)工資

9、及附加工資費(fèi)用將占總成本的80%。 6 材料消耗 消耗材料的費(fèi)用僅次于工資費(fèi)用 焊絲：焊絲越細(xì)及合金成份越高，價(jià)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(hù)氣體： 焊鋁時(shí)為避免氣孔及保證熔合質(zhì)量可采用氦氬混合氣 焊鋼時(shí)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?xì)怏w，因?yàn)槎趸家葰鍤獗阋说枚唷?焊接用氣體須用量參見(jiàn)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(chǔ)罐7 設(shè)備費(fèi)用 焊接電源的成本費(fèi)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(fèi)用則體現(xiàn)在維護(hù)、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(fèi)用相比，能量消耗的費(fèi)用是很少的。但在成本核算時(shí)也應(yīng)予與考慮。通常焊接時(shí)所用電能的費(fèi)用可通過(guò)下式進(jìn)行計(jì)算： 電能費(fèi)用=初級(jí)功率（KVA）工作時(shí)間（h/a）暫載率ED（%）電費(fèi)/kwh（DM） 制造廠家Lb焊接變壓器（型號(hào)）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(jí)初級(jí)V303428349 暫載率（ED） 在實(shí)際焊接工作中應(yīng)注意焊機(jī)銘牌上所標(biāo)定的額定暫載率ED，對(duì)不同的焊接方法及不同的焊縫長(zhǎng)度焊機(jī)的工作時(shí)間，即暫載率是不同的。 例如：機(jī)械化的埋弧焊/氣體保護(hù)焊（80%/90%）， 手工電弧焊中的長(zhǎng)焊縫（50），中等長(zhǎng)度焊縫（ 4050 ），短焊縫（35 ） DB 連續(xù)工作 ED 對(duì)于下降特性：35%、60%、100%Nenn-HSB 額定-手工焊接 ED 對(duì)于平特性

12、： 60%、100%HSB 手工焊接10 焊工的工作時(shí)間 根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)及焊工的自身?xiàng)l件。一般情況下焊工的有效工作時(shí)間為220天/年。 11焊縫截面積的計(jì)算 在DIN8551和DIN8552標(biāo)準(zhǔn)中分別對(duì)鋼、鋁及鋁合金，銅及銅合金的焊縫準(zhǔn)備做了規(guī)定。 下面舉例說(shuō)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(jì)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(jì)算舉例：A=A1+A2+A3A1=2（S/2）2tan/2=2102tan30=115.472A