Сварочный электрод представляет собой основной расходный материал для ручной дуговой сварки. Электроды должны быть сухими и по своему составу максимально подходить к свариваемому металлу.
Чтобы рассчитать расход электродов нужно учесть такие нюансы, как:
- марку сварочных электродов;
- сечение сварочного шва;
- тип сварочного соединения.
Площадь сварного соединения, а, следовательно, и расход электродов на 1 кг наплавленного металла, в первую очередь зависит от типа сварочного соединения, которое бывает:
- угловым;
- стыковым;
- тавровым.
Расчет расхода электродов
Нормы расходов электродов при сварке регламентируются следующими документами:
- ВСН 416-81 «Общие производственные нормы расхода материалов в строительстве. Сборник 30. Сварочные работы», 1990
- ВСН 452-84 «Производственные нормы расхода материалов в строительстве. Сварка трубопроводов из легированных сталей, автоматическая сварка под флюсом листовых конструкций, сварка стержней арматуры и закладных деталей, газовая резка», 1986.
Чтобы определить расход электродов при сварке нужно сложить массу наплавленного металла, учитывая при этом различные потери, которые связаны с образованием шлака, разбрызгиванием металла и т.д.
Рассмотрим нормы расхода электродов при сварке:
Здесь они указаны на один стык и один метр для разных видов сварки:
- MMA ручной дуговой,
- TIG аргонодуговой,
- MIG/MAG полуавтоматической в среде защитного газа.
Расход электродов на 1 метр сварочного шва определяется по таблице:
Узнать массу наплавленного металла просто: нужно перемножить длину сварного соединения на площадь поперечного сечения и плотность металла.
Плотность металла легко найти в технической литературе.
Например, для углеродистой стали плотность составляет порядка 7,85 г/куб. см, а для нихромовой - 8,5 г/куб. см.
Нормой расхода считается площадь наплавленного металла, умноженная на коэффициент расхода Кр.
где:
Кр - это коэффициент расхода, который зависит от конкретной марки сварочных электродов.
Этот параметр, как правило, указывается производителем на самой упаковке с электродами.
Расход электродов на 1 метр сварочного шва указан в таблице:
Чтобы правильно рассчитать расход электродов при сварке нужно применять дополнительно так называемый поправочный коэффициент согласно ВСН 452-84, п.4. Производственные нормы расхода сварочных материалов даны для сварки неповоротных стыков трубопроводов.
При сварке поворотных стыков необходимо пользоваться следующими поправочными коэффициентами:
- при ручной дуговой сварке покрытыми электродами - 0,826;
- при ручной аргонодуговой сварке: для электрода плавящегося - 0,930,
- для электрода вольфрамового сварочного неплавящегося - 1;
- для аргона на сварку и на поддув - 0,714.
При ручной аргонодуговой сварке горизонтальных стыков трубопроводов (при вертикальном расположении оси трубопровода) необходимо пользоваться следующими поправочными коэффициентами:
- для плавящегося и неплавящегося сварочного вольфрамового электрода - 1;
- для аргона на сварку и поддув - 1,43.
Полный список поправочных коэффициентов указан в ВСН 452-84.
В общем виде норма расхода электродов Нэ (в килограммах) при сварке может быть описана формулой:
где:
М — масса наплавленного металла;
Мо — масса технологических отходов и потерь (на угар, разбрызгивание, огарки, вспомогательные прихватки при сборке).
ПРИМЕЧАНИЕ: В состав норм расхода при данном расчете не учтены технологические отходы и потери, возникающие из-за нарушения или несоблюдения технологии сварки, из-за неисправности источников питания, применения не стандартизированных электрододержателей, использования электродов, которые не соответствуют требованиям стандартов и технических условий и не имеют сертификата соответствия в системе УкрСЕПРО.
Нормативный расход электродов на 1кг наплавленного металла в общем виде определяется по формуле:
где:
Кр – коэффициент расхода электродов данной марки. Этот коэффициент учитывает потери при сварке на угар и разбрызгивание, длину огарка не более 50мм.
Значение Кр для некоторых наиболее часто применяемых электродов длиной 350 и 450 мм приведены в таблице:
Масса направляемого металла на 1 м шва для сварных соединений типов С1, С3, С26, У1, У2, У4, У5, Т1, Т3, Н1 и Н2 определяют по формуле:
где:
М - масса наплавленного металла на 1 м шва для сварных соединений типов С1, С3, С26, У1, У2, У4, У5, Т1, Т3, Н1 и Н2
F - площадь поперечного сечения (в см2) наплавленного металла шва данного сварного соединения наплавленного металла шва данного сварного соединения, рассчитываемая по номинальным размерам конструктивных элементов подготовленных кромок свариваемых деталей и шва сварного соединения по ГОСТ 5264-80;
р - плотность металла, принятая для углеродистых и низколегированных сталей равной 7,85 г/см3;
L - длина шва, равная 100 см.
Для остальных типов сварных соединений площадь поперечного сечения наплавленного металла рассчитывают с учетом поперечного укорочения шва. В этом случае формула принимает следующий вид:
Где:
S - толщина свариваемого металла, мм.