Методические рекомендации по расчету расхода электродов при проведении сварочных работ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ № 79
ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ

Филиал № 7

Методические рекомендации

по расчету расхода электродов при проведении сварочных работ

Рассмотрено

на заседании методической комиссии

пос. Социалистический, 2015 г.

Методические рекомендации по расчету расхода электродов при проведении сварочных работ предназначены для учащихся филиала № 7 ФКП образовательное учреждение № 79, обучающихся по программе подготовки квалифицированных рабочих, служащих по профессии СПО 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы) при выполнении ими лабораторно-практических и выпускных письменных экзаменационных работ. 

Данными рекомендациями могут также руководствоваться мастера производственного обучения для определения нормативного количества сварочных электродов на стадии подготовки учебно-производственных заданий для проведения учебной и производственной практик и контролем над расходом электродов при их списании.

Методические рекомендации разработал преподаватель Матюхов Д.Н.

Введение.

Точный расчет количества необходимых для проведения сварочных работ электродов – это одна из важных составляющих подготовительного этапа сварочных работ. От того, насколько точно будут произведены данные расчеты, зависит и результативность самого сварочного процесса, и его эффективность, а также то, насколько правильно будут распределены средства, выделяемые на приобретение основных и вспомогательных материалов.

Существует несколько методик, помогающих наиболее точно рассчитать расход электродов при проведении сварочных работ.    В данных рекомендациях рассматривается методика расчета норматива расхода электродов по массе.

Нормы расхода электродов на сварку покрытыми электродами металлоконструкций определены расчетно-аналитическим методом с проверкой величины коэффициентов расхода сварочных материалов лабораторным методом.

В настоящих методических рекомендациях приведен расход сварочных электродов при ручной дуговой сварке для работ, выполняемых учащимися в рамках программ учебной и производственных практик по профессии СПО 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). 

Конструктивные размеры и условные обозначения сварных соединений соответствуют ГОСТ 5264-80 «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные».

Таблица 1

Основные типы сварных соединений.

Тип соединения	Форма подготовленных кромок	Характер сварного шва	Форма поперечного сечения		Толщина свариваемых деталей, мм	Условное обозначение соединения
			подготовленных кромок	сварного шва
Стыковое	Без скоса кромок	Односторонний			1 - 4	С2
	Без скоса кромок	Односторонний на съемной подкладке			1 - 4	С4
	Без скоса кромок	Двухсторонний			2 - 5	С7
	Со скосом одной кромки	Односторонний			3 - 60	С8
	С двумя симметричными скосами одной кромки	Двухсторонний			8 - 100	C15
	Со скосом кромок	Двусторонний			3 - 60	С21
	С двумя симметричными скосами кромок	Двусторонний			8 - 120	С25
Угловое	Без скоса кромок	Односторонний			1 - 6	У4
	Без скоса кромок	Односторонний			1 - 30
	Без скоса кромок	Двусторонний			2 - 8	У5
	Без скоса кромок	Двусторонний			2 - 30
	Со скосом одной кромки	Односторонний			3 - 60	У6
	С двумя симметричными скосами одной кромки	Двусторонний			8 - 100	У8
Тавровое	Без скоса кромок	Односторонний			2 - 10	Т1
	Без скоса кромок	Двусторонний			2 - 10	Т3
	Со скосом одной кромки	Односторонний			3 - 60	Т6
	С двумя симметричными скосами одной кромки	Двусторонний			8 - 100	Т8
Нахлесточное	Без скоса кромок	Двусторонний			2 - 60	Н2

Раздел 1.

Методика расчета нормативов расхода покрытых электродов по массе.

Одной из самых распространенных во многих странах  является методика, основанная на массе наплавленного металла, в данном случае расход электродов считается в килограммах.

Для того, чтобы рассчитать расход электродов с использованием данной методики, применяется следующая формула расхода электродов:

Н = М х К_р ,               

где

М – масса наплавленного металла (в килограммах);

К_р – коэффициент расхода электродов данной марки. Этот коэффициент учитывает потери при сварке на угар и разбрызгивание, длину огарка не более 50 мм.

Для определения коэффициента расхода электродов необходимо точно знать марку электрода, так как именно от нее зависит количество угара и разбрызгивание металла в процессе сварки, а также длина огарка электрода. Нормой считается при этом длина огарка в 50 мм при общей длине электрода в 450 мм.

Значение К_р для некоторых наиболее часто применяемых электродов длиной 350 и 450 мм приведены в таблице ниже.

Таблица 2

Коэффициент расхода покрытых электродов.

Коэффициент расхода электродов	Группа марок электродов	Марка покрытого электрода для сварки сталей
		Углеродистых и низколегированных	Теплоустойчивых и высоколегированных
1,5	І	АНО-1, АНГ-1К, ОЗС-17Н, АНО-19М, ДСК-50, АНП-6П, НИАТ-3М	ТМЛ-1У, ТМЛ-3У, ОЗЛ-25, ЦТ-28,  АНВ-17, АНЖР-1, АНЖР-2
1,6	ІІ	ОЗС-23, ВН-48, УП-1/45, АНО-5, АНО-13, АНО-19, АНО-20, ОЗС-6, АНО-10, АНО-11, АНО-30, АНО-ТМ, ВСО-50СК, ОЗС-18, ОЗС-25, УОНИ-13/55У, АНО-ТМ60, ВСФ-65, АНО-ТМ70, АНП-2, УОНИ-13/65, УОНИ-13/85	ЦЛ-20, КТИ-7А, ОЗЛ-6, ЗиО-8, ОЗЛ-8, АНВ-13,  АНВ-34, НИАТ-4, НИАТ-5, НИИ-48Г
1,7	ІІІ	АНО-4, АНО-6, АНО-6У, АНО-21, АНО-24, АНО-29М, АНО-32, МР-3, ОЗС-4, ОЗС-12, ОЗС-21, СМ-11, УОНИ-13/45, УОНИ-13/45,УОНИ-13/45СМ, АНО-27, АНО-25, УОНИ-13/55,  УОНИ-13/55СМ, ИТС-4С, ОЗС-24	ЦУ-5, ТМУ-21У, ЦЛ-51, УОНИ-13/НЖ, ОЗЛ-9А, ЦТ-15, ОЗЛ-17У, ЦЛ-11
1,8	ІV	ВСЦ-4, К-5А	НЖ-13, ЭА-395/9,  ЭА-981/15

Для того, чтобы определить массу наплавленного металла М, берут площадь его поперечного сечения и умножают на плотность металла, найти которую можно в специальных таблицах, и на длину сварного шва.

М - масса наплавленного 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 F - площадь поперечного сечения наплавленного металла шва данного сварного соединения, рассчитываемая по номинальным размерам конструктивных элементов подготовленных кромок свариваемых деталей и шва сварного соединения по ГОСТ 5264-80, см² (смотри Приложение 1);

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.

При расчете расхода электродов необходимо также учитывать поправочный коэффициент k, учитывающий пространственное положение выполнения типа шва. В зависимости от положения шва в пространстве поправочный коэффициент k имеет следующие значения:

- для нижнего - 1,0;

- для вертикального и горизонтального на вертикальной плоскости - 1,1;

- для потолочного - 1,2.

В связи с тем, что учащиеся выполняют работы не как квалифицированные сварщики, то следует еще учитывать переводной коэффициент 1,5.

Расход покрытых электродов для выполнения прихваток определяют на основании площади поперечного сечения шва и суммарной длины прихваток. В этом случае данные, приведенные в табл. 2, следует применять с коэффициентом 0,5.

Общий расход электродов на прихватку:

где L_пр – длина всех прихваток, м.

Раздел 2.

Нормы расхода электродов.

Расчет нормы расхода сварочных электродов при ручной дуговой сварке для работ, выполняемых учащимися в рамках программ учебной и производственных практик рассчитан по выше приведенной методике расчета нормативов расхода покрытых электродов по массе и сведен в общую таблицу.

  Таблица 3

Норматив расхода электродов

Условное обозначение сварного соединения	Толщина металла, мм	Площадь поперечного сечения шва, мм2	Масса наплавленного металла, кг	Нормативы расхода электродов, кг, по группам марок электродов
				I	II	III	IV
С2	1	4,1	0,032	0,048	0,051	0,054	0,058
	1,5	4,4	0,035	0,052	0,056	0,059	0,063
	2	8,9	0,070	0,105	0,112	0,119	0,126
	3	10,2	0,080	0,120	0,128	0,136	0,144
	4	18	0,141	0,211	0,226	0,240	0,254
С4	1	6,5	0,051	0,076	0,082	0,087	0,092
	1,5	6,8	0,053	0,079	0,085	0,090	0,095
	2	12,5	0,098	0,147	0,157	0,167	0,176
	3	13,8	0,108	0,162	0,173	0,184	0,194
	4	21,6	0,170	0,255	0,272	0,289	0,306
С7	2	18,6	0,146	0,219	0,234	0,248	0,263
	3	22,5	0,177	0,265	0,283	0,301	0,319
	4	24,6	0,193	0,289	0,309	0,328	0,347
	5	34,5	0,271	0,406	0,434	0,461	0,488
С8	5	19,3	0,152	0,228	0,243	0,258	0,274
	6	26,2	0,206	0,309	0,330	0,350	0,371
	7	32,7	0,257	0,385	0,411	0,437	0,463
	8	40,0	0,314	0,471	0,502	0,534	0,565
C15	8	32,6	0,256	0,384	0,410	0,435	0,461
	10	43,2	0,339	0,509	0,542	0,576	0,610
С21	5	21,3	0,167	0,251	0,267	0,284	0,301
	8	41,1	0,323	0,485	0,517	0,549	0,581
С25	8	31,9	0,250	0,375	0,400	0,425	0,450
	11	47,7	0,374	0,561	0,598	0,636	0,673
У4 (1)	2	3,7	0,029	0,044	0,046	0,049	0,052
	3	4,7	0,037	0,056	0,059	0,063	0,067
	4	6,9	0,054	0,081	0,086	0,092	0,097
	5	8,8	0,069	0,104	0,110	0,117	0,124
У4 (2)	2	2,7	0,021	0,032	0,034	0,036	0,038
	3	4,9	0,038	0,057	0,061	0,065	0,068
	4	7,7	0,060	0,090	0,096	0,102	0,108
	5	10,9	0,086	0,129	0,138	0,146	0,154
У5 (1)	5	26,5	0,208	0,312	0,333	0,354	0,374
	6	29,6	0,232	0,348	0,371	0,394	0,418
	8	36,3	0,285	0,428	0,456	0,485	0,513
У5 (2)	5	23,1	0,181	0,272	0,290	0,308	0,236
	6	32,6	0,256	0,384	0,410	0,435	0,461
	8	42,1	0,330	0,495	0,528	0,561	0,594
У6	5	19,3	0,152	0,228	0,243	0,258	0,274
	6	26,2	0,206	0,309	0,330	0,350	0,371
	8	40,0	0,314	0,471	0,502	0,534	0,565
У8	8	43,6	0,342	0,513	0,547	0,581	0,616
	11	65,4	0,513	0,770	0,8211	0,872	0,923
Т1	3	7,7	0,060	0,090	0,096	0,102	0,108
	4	12,2	0,096	0,144	0,154	0,163	0,173
	5	17,8	0,149	0,234	0,238	0,253	0,268
Т3	2	8,2	0,064	0,096	0,102	0,109	0,115
	3	15,3	0,120	0,180	0,192	0,204	0,216
	4	24,4	0,192	0,288	0,307	0,326	0,346
	5	35,5	0,279	0,419	0,446	0,474	0,502
Т6	5	23,7	0,186	0,279	0,298	0,316	0,335
	8	52,0	0,408	0,612	0,653	0,694	0,734
Т8	8	54,7	0,429	0,644	0,686	0,729	0,772
	11	81,7	0,641	0,962	1,026	1,090	1,154
Н2	2	8,2	0,064	0,096	0,102	0,109	0,115
	3	15,3	0,120	0,180	0,192	0,204	0,216
	4	24,4	0,192	0,288	0,307	0,326	0,346
	5	35,5	0,279	0,419	0,446	0,474	0,502

Для того чтобы рассчитать расход сварочных электродов в штуках необходимо норматив расхода электродов по группам марок электродов (кг) разделить на массу одного электрода. В приложение 2 приведена средняя масса одного электрода (г) в зависимости от его марки, длины и диаметра.

Приложение 1

Площадь поперечного сечения в зависимости от типа соединения

Условное обозначение	Конструктивные элементы		Формула для расчета площади поперечного сечения наплавленного металла шва
	подготовленных кромок свариваемых деталей	шва сварного соединения
С2
С4
С7
С8
C15
С21
С25
У4 (1)
У4 (2)
У5 (1)
У5 (2)
У6
У8
Т1
Т3
Т6
Т8
Н2

Приложение 2

Средняя масса одного электрода (г) в зависимости

от его марки, длины и диаметра.