第四章焊工识图 第三节 焊接材料定额课程材料

1、焊接职业素养课程材料第四章 第三节 焊接材料定额哈尔滨职业技术学院第四章 焊工识图第三节 焊接材料定额 焊工在学会能够读懂焊接结构图，才能按照图纸的要求进行产品的制造和加工。因此在实际焊接生产组织中，一定要学会按照焊接零件装配图图纸的尺寸的和技术要求等，懂得如何进行焊接耗材以及工时定额的计算，即所谓焊接定额计算。然后报送焊接车间主任完成焊接结构件需要的多少焊材和制造生产周期。这是焊工必备的职业素质。 在焊接生产中，焊接定额计算是确定焊接成本的重要内容之一。焊接定额包括焊接材料定额和焊接操作(时间)定额。 为了确保形成焊缝所消耗的金属质量(P )，必须用计算出来的焊缝的横截面积(F)乘上焊缝长度

2、(L)和密度(一般焊条可认为是一常数，即7.8 g/cm )，即P= F×L×7.8 (3-1)焊缝的横截面积可按表3-1所示的求出，在表中列出了最简单的焊缝形式。表3-1 焊缝的横截面积 焊条定额 焊条的使用量应根据焊缝所消耗的金属质量来计算。其计算方法是 (3-2)式中，焊条金属的质量系数，一般厚皮焊条KHT= 0.65。 焊丝定额 焊丝用于气焊、埋弧自动焊、CO2焊、电渣焊和氩弧焊。在这五种焊接方法中，粗丝CO2焊由于飞溅严重，其飞溅率可达10%以上，CO2焊的焊丝定额为PCO2 = PHF(1+10%) (3-3) 其他焊接方法的飞溅很小，电渣焊、埋弧自动焊和钨极氩

3、弧焊几乎无飞溅，细丝CO2焊和熔化极氩弧焊的飞溅也很小，但考虑焊丝两端的损失和焊接过程中的意外情况(焊丝卡住、送丝系统故障处理等损失，及焊丝的尺码不足等，也应给1%3%的损失量。这样焊丝的定额为PCO2 = PHF 1+(1%3%) (3-4) 气体保护焊的气体定额 气体保护焊的气体定额计算为V = (1.11.2)TR (3-5)式中 V气体的总消耗量，L；T焊接总时间，min；R气体的流量，Lmin，该值与焊接方法有关。 考虑到焊接时一般都提前送气和延迟停气的损耗和每瓶气需保留0.10.2 MPa的气压，在计算总量时应乘一个系数(1.11.2)。 CO2气体保护焊：细丝焊时R = 815

4、L/min；粗丝焊时R = 1525L/min。 熔化极氩弧焊：熔化极氩弧焊时R = 3060 L/ min。钨极氩弧焊时按表3-2、表3-3取值。表3-2 手工交流钨极氩弧焊接铝合金时的R值 表3-3 钨极氩弧焊焊接不锈钢时的R值在生产中，气体一般都是按瓶算，因此需要计算出消耗多少瓶气体。可以从有关资料上查出一瓶气体的数量，如一瓶氩气充满时为14.7 MPa，当气容积为40 L时，储存气体的体积为6000 L。其计算公式为 (3-6)式中M气瓶内储存气体的体积，L；V瓶气瓶的容积，L；P瓶内气体的压力，MPa；P余瓶内残留不可用或不允许用的气压，MPa； 需要强调的是，公式(3-6)只能计算

5、压缩气瓶，具体地说就是氩气瓶、氧气瓶、氢气瓶、氮气瓶、氦气瓶，均适用此公式。而CO2气瓶、液化石油气瓶皆为液化气瓶，气体的数量按质量计算；乙炔气瓶是溶解气瓶，这3种气瓶都不适用于此公式。(2)焊接操作(时间)定额焊接操作的定额制定是先确定基本时间(TJ)，然后再确定辅助时间(TF)，基本时间和辅助时间加起来便可得到操作时间(TC)即TC = TJ + TF (3-7)为了得到单位时间(TDJ)，需将操作时间加上工作地点的管理时间(TGL)休息及自然需要的时间(TXX)，即TDJ = TC + TGL + TXX (3-8)在确定整批工件的时间定额时，还应该加上准备结束时间(TZB)。在确定由n

6、个工件组成的成批生产的时间定额时，可按式(3-9)求得，即TP = TDJ×n + TZB (3-9) 基本时间是焊条熔化的时间，或者说是电弧燃烧的时间。基本时间和形成焊缝所需的金属质量(P)、焊接电流的强度(I)以及在单位时间内1A电流所熔化的金属质量，即所谓熔化系数(dH)等有关。 基本时间等于熔化金属的总质量除以熔化系数和电流强度的乘积所得的商数，即 (3-10) 熔化系数(dH)与焊条类型有关，一般手工焊的熔化系数为812 g/(A·h)。焊接电流可按工艺规程确定。操作要领 试求一批由3个部件组成的焊件的焊接时间定额，每个部件是由焊接在底板上的高为1000 mm、直

7、径D = 600 mm的焊接圆筒构成，如图3-1所示。图3-1 管板连接为了求出基本时间，必须知道焊缝的横截面积、焊缝长度、熔化系数和焊接电流强度。 焊缝的横截面积可由表3-1查出。当钢材厚度为16 mm，反面需要封底焊的对接接头，其焊缝的横截面积为215 mm2或2.15 cm2。对于圆筒焊在底板上的角焊缝，当焊脚K = 20 mm时，角焊缝的横截面积等于273 mm2或2.73 cm2。 圆筒的纵缝长度L1等于1000 mm或100 cm。圆筒焊在底板上的环形焊缝的长度L2为：D= 600×3.14 = 1884 mm或188 cm。 对接焊缝的体积为：2.15×100

8、 = 215 cm3。 角焊缝的体积为：2.73×188 = 513 cm3。 整个焊件上焊缝的总体积为：215 + 513 = 728 cm3。 对接焊缝熔化金属的质量为：215×7.8 = 1677 g。 T字接头焊缝熔化金属的质量为：513×7.8 = 4001 g。 焊缝金属的总质量为：1677 + 4001 = 5678 g。 如以直径为5 mm的焊条在电流强度为250 A时进行焊接，熔化系数取0.15 g/(A·min)。按公式可求得基本时间为第一部分是完成与焊缝有关的一些操作所消耗的时间。 换焊条时间(t1)。 测量和检查焊缝(t2)。 清

9、理焊缝和边缘(t3)第二部分是完成下列一些操作所消耗的时间。 焊件的装卡、旋转和卸下(t4)。 焊缝打印(t5)。 换焊条的时间以焊缝金属的体积乘上熔敷1 cm3焊条金属时所需要的平均更换焊条时间(见表3-4)来求出。 表3-4 熔敷1 cm3金属时平均更换焊条的时间 测量和检查焊缝的时间是以焊缝长度乘上表3-5中与焊缝位置有关的指标来确定。表3-5 测量和检查焊缝的时间 清理焊缝和边缘的时间(t)与焊缝长度L(m)和熔敷金属的层数有关，可按式(3-11)求得，即t = L0.6 +1.2 (n-1) (min) (3-11)式中，n层数。 零件的装卡、旋转和卸下所消耗的时间与零件的质量有关。

10、当零件的质量小于40 kg时，可用手工来完成这些操作，超过40 kg时，则用起重机来完成这些操作，见表3-6。表3-6 零件的装卡、旋转和卸下的时间表 在焊件上作标记(焊缝打印)的时间取0.2 min。这样则可计算出前述焊件的辅助时间。换焊条时间：熔敷金属的体积为728 cm3，由表3-4查得焊条直径为6 mm和焊缝位置在平焊时的指标为0.026 min/ cm3，则t1为t1 = 728×0.026 = 18.9 min 焊缝的测量和检查的时间：焊缝长度为100+188 = 288 cm或2.88 m。由表3-5查得时间指标为0.35 min/ m，则t2为t2 = 2.88

11、15;0.35 = 1 min 清理焊缝时间：焊接层数不同，清理时间不同，焊接层数的计算为 (3-12) 式中n焊接层数；t焊件厚度或焊脚尺寸，mm；k系数，一般取0.81.2；d焊条直径，mm。 对接焊缝的板厚t = 16 mm，焊四层；角焊缝的焊脚为20 mm，焊五层。则每米焊缝的清理时间为 对接焊缝：0.6 + 1.2(4-1)= 4.2 min 角焊缝：0.6 + 1.2(5-1)= 5.4 min 对接焊缝的长度是1m，其清理时间为t3= 4.2×1 = 4.2 min 角焊缝的长度为1.88 m，其清理时间为 t3= 4.2×1.88 = 10.2 min 因此

12、，清理焊缝的总时间为t3”= 4.2 + 10.2 = 14.4 min 零件的装卡、旋转和卸下的时间：假设零件装卡一次，旋转3次和卸下一次。该零件的质量为400 kg左右，表3-6中只有250 kg和500 kg，按500 kg查得时间指标为：每次装卡2.4 min，每次旋转2.4 min，每次卸下2.3 min。由此求得：t4 = 4.2×1 + 2.4×3 + 2.3×1 = 11.9 min作标记时间： t5 = 0.2 min,因此，总的辅助时间为：TF = 18.9 + 1.0 + 14.4 + 11.9 + 0.2 = 46.4 min焊件的焊接操作

13、时间为：TC = TJ+ TF= 151 + 46.4 = 197.4 min 工作地点的管理时间规定为完成下面一些操作：安装保护罩； 焊机的接入和调整；收拾工作地点。几乎在所有的定额中，这3项时间均为操作时间的3%。如果是在室外进行工作时，某些定额应将指标增加到5%。 休息时间取决于焊工的工作条件。在方便位置进行焊接时，休息时间取操作时间的5%；在不方便的位置焊接时取7% ；在紧张的条件下焊接时取10%；如果是在密闭的容器内焊接时，根据工作地的大小和通风的情况，该时间确定为17%20%。 自然需要的时间通常取操作时间的2%。 如把例1中的工作地点的管理时间定为3%；休息时间取5%；自然需要时间为2%，于是：TGL = 197.4×3% = 5.9 minTxx = 197.4×7% = 13.8 min 根据焊接工作的复杂程度，准备-结束时间确定如下：简便的工作时间是10 min；中等复杂的工作时间是17 min；复杂的工作时间是24 min。 对于讨论的这个例题，取TZB = 17 min。 因此焊接单件的时间是：TDJ = 197.4 + 5.9 + 13.8 = 217.1 min 整批的焊接操作时间连同准备-结束的时间共为TP = 217.1×3 + 17 = 668.3 min 即：1