2014iwe课件徐iwe经济性

1、3.4.31 经济性 Economics 没有任何一种工艺方法人们可以说它是最经济的，在任何一个应用领域都可以通过技术手段来谋求最经济的可能性。 一种焊接方法是否是经济的，取决于下列因素： 件数及焊缝长度 材料 板厚 质量要求 所应用的设备，现有的或需购置的 焊接位置的可接近性 制造方式，车间/工地 1 熔化效率 熔化效率是评价一种焊接方法的效率指标，以/h或g/min为单位。它是当暂载率ED为100%时的理论值，并与下列因素相关： 焊接电源 焊条（焊丝）尺寸 焊条（焊丝）型号 焊接位置 焊接参数 辅助材料 几种熔焊方法的熔化效率1 E2 MAG3 UP-单丝4 UP-单丝+1热丝5 UP双丝

2、(单电源)6 UP双丝(双电源)7 UP双丝(双电源) +2热丝8 UP-3丝9 UP-4丝手工电弧焊的熔化效率 熔化极气体保护焊的熔化效率（135，MAG） 埋弧焊的熔化效率 （注：本表数据是在暂载率为100%的情况下得出） 2 熔敷率 熔敷率的概念：熔敷率= 熔敷率与焊条类型、直径、电流强度及焊接位置有关。一般焊条的熔敷率均低于100%，而高效焊条的熔敷率最高可达300%在其它焊接方法中保护气体及焊剂对熔敷率也将产生影响。 举例：IWE 3.4.313 焊接位置 在受限制的焊接位置，熔敷率下降，导致焊接时间加长。在正常的焊接位置（如平焊）由于熔池易保持在较大尺寸，故其熔敷率可得到提高。但在

3、大件或修理焊接中经常只能在受限制位置上进行焊接，下面给出相对于平焊位置（w=PA）的参考系数： 平焊PA（w）=1.0 平角缝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飞溅及熔化金属的损失将增大，例如：在PF位置大约为13%，PE位置大约18%，在手工电弧焊中大约为58%。 4 与焊接技术相关的工作时间 工作时间由实际工作时间和辅助工作时间所组成 实际工作时间：焊接时间 辅助工作时间：如 手工电弧焊：焊条更换，清渣，调节焊接电流。 熔化极气体保护焊：清理焊枪，调节焊接参数，喷咀涂防飞溅油，更换焊丝盘。 埋弧焊：填加

4、焊剂，清理焊道，调节机头位置，更换焊丝盘，调节参数。降低实际工作时间降低辅助工作时间小的被焊截面装配组对精确 选择高熔化效率的工艺 方法选择机械化焊接工艺优先考虑平焊及横焊位 置 选择最佳的焊接顺序选择合适的焊接电源（简单 易操作）减少清理工作采取熔池背面保护选择脱渣性好的焊条及焊剂选择合适的提升装置 4 与焊接技术相关的工作时间 补充：如何提高焊接生产率1）减少实际工作时间的途径 工作时间由实际工作时间和辅助工作时间组成。一般认为提高焊接生产率即降低实际工作时间有以下几个途径：提高焊接熔化效率减少接头所须熔敷金属重量(选择尽可能少的焊接截面)采用高能量密度的焊接方法在相等时间内使用允许的电流

5、强度时，选择厚皮焊条 或高效焊条尽量采用自动化、机械化的焊接工艺 a) 提高焊接熔化效率 焊接工艺常用的效率指标是熔化效率，以kg/h表示。 熔化效率与下列因素有关：焊接电源极性 ，焊条（焊丝）直径、型号或根数、焊接位置、焊接参数及辅助材料等。b) 减少接头所须熔敷金属重量(选择尽可能小的焊接截面) 由于接头截面尺寸减小后，所须填充的金属减少，相应地提高焊接生产率。这方面的典型工艺是窄间隙焊接技术的应用。特别是在锅炉压力容器中的大厚度板焊接，现在很多企业采用窄间隙埋弧焊，大大地提高了焊接生产率，与普通埋弧焊方法相比，焊接总效率可提高50%80%；节省焊丝38%50%；节省焊剂56%65%。补充

6、：如何提高焊接生产率 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：电子束焊，激光焊，等离子焊等，可针对不同产品来进行选择。 d) 选择厚药皮焊条或高效焊条（即药皮中加入铁粉或金属粉） 用厚药皮焊条或高效焊条进行手工电弧焊时，在相同的焊接工作情况下进行成本比较，同时现有电源也允许使用较大的焊接电流，那么采用高效焊条可以总共节省3545%的成本。 e) 采用机械化、自动化的焊接工艺 对焊接结构制造行业来讲，全面推广机械化自动化是必然的趋势。特别是对大中型骨干企业，可先推广应用CO2气体保护焊工艺和埋弧焊工艺，以替代手工电弧焊。 补充：如何提高焊接生产率2) 减少辅助工作时间的途径

7、a)规定和遵守最佳的焊接顺序 为了能够经济地、高质量地生产制造焊接结构，规定和遵守最佳的焊接顺序是必须的，实际上是制定焊接方案。在制定时除了考虑到选择不同的熔化效率的焊接工艺外，还要制定焊接顺序方案。制定依据主要有以下几条：法定规定，一般技术条件和供货协议最佳的经济性（包括合理的装配焊接，例如不能随意变形的焊缝最先焊；采用尽可能小的热量和尽可能少的焊缝等）补充：如何提高焊接生产率 b) 选择合适的焊接电源 一机多用，手工焊/TIG焊，焊割电源等 焊接电流调节范围广 焊接参数优化调节 c) 减少清理工作 在大量采用气保焊工艺时，特别在采用CO2气体保护焊时，由于焊接时产生的飞溅，使辅助工作时间大

8、大增加。为此应考虑使用清理剂，喷防堵剂，保护气体使用混合气体（80%Ar+20%CO2）补充：如何提高焊接生产率d) 采用合适的工装夹具 根据产品型式选择相应的滚轮架、变位器和操作架等，否则将大大增加辅助工作时间。e) 采用机械装置进行坡口准备和清理 采用坡口加工机和清理机，例如管端清理机，磨锉机，清根装置等。f) 使用具有优良脱渣性能的焊条和焊剂g) 采用熔池保护措施 在有些情况下要求采取熔池背面保护措施，一是保证焊接质量，二是降低了辅助工作时间。 补充：如何提高焊接生产率5 工资费用 人员的基础工资是按规定（工资表）而制定的，可考虑在计时工资，计件工资及奖励工资等方面降低费用。通常基础工资

9、及附加工资费用将占总成本的80%。 6 材料消耗 消耗材料的费用仅次于工资费用 焊丝：焊丝越细及合金成份越高，价格越贵 成盘的焊丝比成捆的焊丝贵 焊剂：消耗量取决于焊剂颗粒度、电弧电压及焊接电流 熔炼焊剂的消耗量高于烧结焊剂 保护气体： 焊铝时为避免气孔及保证熔合质量可采用氦氩混合气 焊钢时可采用氩和二氧化碳的混合气，在保证焊接接头质量要求及减少飞溅的前提下可尽量多加二氧化碳气体，因为二氧化碳要比氩气便宜得多。 焊接用气体须用量参见下表（须用量M3/月） 气体300600C2H2单瓶串联(钢瓶)编组(钢瓶)编组(钢瓶)O2单瓶串联(钢瓶)）编组(钢瓶)液态气体Ar单瓶串联(钢瓶)编组(钢瓶)液

10、态气体CO2单瓶串联(钢瓶)串联(钢瓶)储罐7 设备费用 焊接电源的成本费用取决于其结构形式、功率及功能（脉冲、遥控等）。而其它的费用则体现在维护、修理及更换零部件方面。 下图为几种典型焊接电源结构形式。 几种焊接电源结构型式 整流器式(抽头)磁放大器整流式 可控硅整流式 晶体管整流式 晶体管逆变式 8 能量消耗 与工资及材料消耗费用相比，能量消耗的费用是很少的。但在成本核算时也应予与考虑。通常焊接时所用电能的费用可通过下式进行计算： 电能费用=初级功率（KVA）工作时间（h/a）暂载率ED（%）电费/kwh（DM） 制造厂家Lb焊接变压器（型号）V220380kVA1515A6840A最大9

11、153cos=0.70 额定条件下(手工操作) cos =0.72在150A下50HzDB(连续操作）100%ED额定(手工操作）55%ED范围A26036080360最高空载电压 66V次级初级V303428349 暂载率（ED） 在实际焊接工作中应注意焊机铭牌上所标定的额定暂载率ED，对不同的焊接方法及不同的焊缝长度焊机的工作时间，即暂载率是不同的。 例如：机械化的埋弧焊/气体保护焊（80%/90%）， 手工电弧焊中的长焊缝（50），中等长度焊缝（ 4050 ），短焊缝（35 ） DB 连续工作 ED 对于下降特性：35%、60%、100%Nenn-HSB 额定-手工焊接 ED 对于平特性

12、： 60%、100%HSB 手工焊接10 焊工的工作时间 根据企业的生产性质及焊工的自身条件。一般情况下焊工的有效工作时间为220天/年。 11焊缝截面积的计算 在DIN8551和DIN8552标准中分别对钢、铝及铝合金，铜及铜合金的焊缝准备做了规定。 下面举例说明焊缝截面及焊缝重量：V型坡口角度60，板厚20，余高2.0，间隙2.0 焊缝截面积=304.342；重量/m=2.389kg双V型坡口角度60，板厚20，余高2.0，间隙2.0 焊缝截面积=191.62；重量/m=1.504kg焊缝宽度a与坡口角度和壁厚s的关系单面V型焊缝截面积的计算：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焊缝截面积和焊缝重量的计算举例：A=A1+A2+A3A1=2（S/2）2tan/2=2102tan30=115.472A