Как рассчитать расход электродов во время сварки труб?

Сварочные работы могут выполняться в автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах. Если имеет место ручное сваривание, всегда необходимо предварительно делать расчет расхода электродов. Существует большое количество видов стержней, которые по-разному расходуются в процессе работы. Важен расчет расхода таких изделий и при обработке труб. Например, специально разработаны формулы, помогающие произвести расчет количества электродов при сварке труб.

Сварка труб

Для создания единого трубопровода из отдельных труб можно воспользоваться одной из нескольких методик их соединения. Наиболее продуктивная среди них – сварка. Выделяют сварку давлением и сварку плавлением. Соответственно, ей поддаются как неметаллические материалы (пластмасса, стекло), так и разнообразные металлы. Сегодня такой способ обработки материалов широко распространен в промышленности и народном хозяйстве.

Процесс сварки труб электродами

Для соединения труб применяются следующие разновидности сварки:

• газовая ручная;
• ручная электродуговая с применением стержней из металла;
• полуавтоматическая;
• автоматическая электродуговая;
• электроконтактная стыковая.

Ручная электродуговая сварка является наиболее распространенной при соединении и обработке труб. Она проводится с использованием постоянного или переменного тока. Допустима и прямая, и обратная полярность. Сварочные соединения при обработке труб могут быть:

• стыковыми;
• нахлесточными;
• угловыми.

Вне зависимости от того, каким способом производится сварка, швы, получаемые в процессе работы, должны быть прочными, пластичными и плотными. Важно чтобы прочность и пластичность шва не уступала таковым показателям металла, из которого произведена обрабатываемая труба. Но прежде чем начинать работу, необходимо знать, как правильно варить сваркой электродами.

Факторы, оказывающие влияние на расход стержней

Стержни в процессе сварки расплавляются. Их материал переносится в шов. Чем дольше длится работа, тем сильнее плавится изделие. По прошествии определенного промежутка времени приходится использовать новые стержни. Для ручной сварки электрической дугой характерно быстрое расходование материала.

Нормы расхода электродов для сварки трубопроводов зависят от многих факторов. Среди них следует выделить:

• диаметр изделия, применяемого для сварки. Чем больше диаметр стержня, тем медленнее будет расходоваться изделие. Для правильной сварки толщина стержня должна подбираться в соответствии с толщиной материала, который будет поддан обработке;
• зазор между свариваемыми трубами. Чем шире зазор, тем больше стержней будет потрачено на соединение труб. Чем уже зазор, тем уже необходимо будет сделать сварочный шов и, соответственно, тем меньше будет затрачено изделий;
• силу тока. Сила тока сильно влияет на расход стержней. Она должна подбираться в соответствии с толщиной электродов. При неправильном подборе расход может быть повышенным. К примеру, если сила тока, подобранная для тонкого стержня, слишком велика, он будет плавиться очень быстро. Кроме того, при чрезмерной силе тока происходит повышенное разбрызгивание металла, что также влияет на срок службы стержня. Слишком малая сила тока также может повысить расход, так как для создания качественного шва, в таком случае, придется использовать широкие колебательные движения, что также сказывается на расходе;
• толщину металла заготовки. Чем выше толщина обрабатываемого элемента, тем глубже необходимо проваривать, что влияет на время использования стержня и, соответственно, на общий расход стержней.

Перед началом проведения сварочных работ необходимо провести расчет приблизительного расхода изделий. Это позволит подготовить необходимое количество стержней и обеспечить безостановочный сварочный процесс. Классификация электродов поможет выбрать подходящие изделия.

Определение затрат стержней

Существует несколько методик расчета расхода изделий. Они различны как в точности итоговых результатов, так и в способе подсчета.

«Обратите внимание!

Наиболее простым способом, как можно подсчитать расход, является простое суммирование массы отходов от сгорания стержня с массой металла, который был наварен.»

Норма расхода электродов на 1 стык трубы представлена в следующей таблице:

Приведенная выше формула может использоваться, но ее недостатком является низкая точность итоговых результатов. Она не учитывает многих важных параметров, поэтому норма расхода, вычисленная таким образом, может быть искажена. Стоит рассмотреть более детальную формулу.

Материал для сварки обычно закупается в больших масштабах. Поэтому наиболее удобным способом расчета расхода стержней будет подсчет их количества в килограммах, затрачиваемых на один метр шва. Для того чтобы произвести более точные вычисления, необходимо знать вес наплавленного металла, а также площадь сечения.

«Важно!

Вычисления необходимо производить с использованием следующей формулы: Н = М * КР.»

В данном случае: Н – норма расхода в килограммах на метр; М – вес наплавленного материала; КР – коэффициент потери присадочного материала. Данный коэффициент учитывает марку стержня, его сгорание, брызги и остающиеся огарки. Он варьируется от 1,5 до 1,8 в зависимости от марки конкретного изделия.

Поштучный расход электродов

Вычисление массы расходуемых изделий не всегда удобно. В некоторых случаях возникает необходимость расчета точного количества электродов, которые уйдут на проведение работ. Для подобных вычислений необходимо применять иные формулы. В первую очередь, потребуется знать диаметр используемых изделий. Он влияет на массу наплавляемого одним стержнем материала.

«Важно!

Формула для расчета расхода за один проход: НОП = 103 * М * L / МЭ.»

В данном случае буква М  обозначает массу расплава, L отрезок, а МЭ обозначает массу расплава одного изделия (данный параметр измеряется в граммах). Узнать его можно, ознакомившись с таблицей:

Поскольку для проведения качественной работы нужно использовать не один проход, а несколько, определение количества электродов производится по следующей формуле: Нмп = (10³ *М – м) * L / МЭ. Новый элемент данной формулы – м. Им обозначается масса металла, получаемого в ходе плавления 1 изделия во время формирования корневого шва. Для определения данного параметра необходимо воспользоваться следующей формулой: м = (Ан * I) / U. В данной формуле Ан обозначает коэффициент наплавления, I – силу тока; U – скорость проведения работ.

Выбор электрода для сварки труб

Перед тем как решить, какие выбрать электроды для сварки труб, необходимо определить, из какого материала они сделаны. Большой популярностью среди населения используются электроды фирмы «ESAB».

Электроды марки Esab

Среди конкретных моделей можно выделить ОК 53.70 и ОК 74.70. Это едва ли не лучшие электроды для сварки труб, представленные на отечественном рынке. С их помощью можно создать качественный корень шва, который обеспечит успешное последующее сваривание.

Среди отечественных электродов выделяются изделия «МР-3». По качеству работы они практически не уступают стержням, выпускаемым компанией «ESAB». Однако их недостатком является повышенный расход материала из-за сильного разбрызгивания.

Какие электроды лучше для сварки труб, содержащих низколегированную и углеродистую сталь? Можно воспользоваться изделиями марки ЦУ-5. Швы, созданные при помощи данных электродов, выдерживают эксплуатационные температуры до четырехсот градусов Цельсия. Можно также воспользоваться следующими моделями электродов: АНО-ТМ60, КТИ-7А, ЦУ-8, УОНИ-13/45, ЛБ 52У.

Таким образом, перед проведением сварочных работ рекомендуется заранее просчитать необходимое для них количество электродов. Сделать это можно при помощи специальных формул. Используя их можно вычислить как количество килограммов материала, необходимого для одного метра сварочного шва, так и поштучное количество электродов, которые будет использовано с этой целью.