Расчет электроэнергии при сварке

Без верного и наиболее точного расчёта потребляемой мощности сварочный аппарат из полнофункционального агрегата превратится в источник проблем. К ним относят выгорание проводки и электрики, повреждение счётчика, возможность возгорания и возникновения пожара.

Потребляемая мощность сварочных аппаратов – величина, приближённо определяемая простым умножением рабочего тока на напряжение сварочной дуги, минус потери на нагрев (с учётом КПД электроники агрегата). Бытовая сеть с одной фазой рассчитана на мощность, превышающую 3 киловатта в непрерывном режиме. Однако мощность более 3,5 кВт не может обеспечиваться непрерывно.

Традиционная схема – сварочный трансформатор – потребляет порядка 10 кВт электроэнергии ежечасно.

Этот показатель соответствует прерывистой работе в режиме «минуту варим, минута – перерыв в работе».

Старшее поколение технически подкованных людей помнит, как скакало напряжение по всей улице, когда кто-то из соседей занимался сваркой: оно падало во время сварки с 220 до 180-200 вольт.

Но уличные кабели с площадью сечения в 10 мм2 выдержат ток сварочной дуги до сотен ампер, чего не скажешь о межквартирной или внутридомовой проводке.

Потери электричества на трансформаторе при электросварке переменным током могут достигать 40%.

Соответственно, КПД сварочного трансформатора опускается до 60%, когда сварщик варит много мощных металлоконструкций по несколько часов без перерыва.

Сварочный инвертор, ставший наиболее популярным, вписывается в требования квартирной однофазной линии. Он работает с напряжением сварочной дуги от 25, а не 41 вольт, как сварочный трансформатор.

С учётом потерь и КПД импульсных схем, достигающих 90%, ток при 220 вольтах, равный 16 амперам, указанным на предохранителях-автоматах, при напряжении от 25 В достигнет порядка 120 А, минус потери на нагрев силовой электроники и работу охлаждающего вентилятора.

Тока в 120 А хватит, чтобы сварить детали толщиной в 4-5 мм, используя электрод со стержнем диаметром в 3-3,2 мм.

Опытный сварщик помнит, что напряжение дуги ниже 20 В может не позволить её зажечь. Либо дуга загорится, но тут же погаснет.

Возможно частое «чирканье» – по сути, короткое замыкание: искра приплавляет электрод к детали.

Из-за приваривания электрода к свариваемой поверхности его нередко отрывают до нескольких секунд, особенно когда выходную цепь закоротило на большом токе, а электрод слишком толст.

Если напряжения не хватает, а ток близок к максимальному, указанному на регуляторе аппарата, такие замыкания вредны: полупроводниковые силовые элементы быстро нагреваются. Кулер (вентилятор) не успевает охлаждать всю систему, происходит тепловой пробой. Сварочник отправляется на капремонт в сервисный центр.

Расчёт потребления сварочника начинается с напряжения дуги, равное 20 единицам, прибавляемым к сварочному току, умноженному на 4%. Эта формула – константа, и другого пути для импульсной сварки на постоянном токе не существует. Нетрудно прикинуть, что для тока в 120 А пользователь получит 24,8 В.

Разделив 220 В на 24,8, получаем 8,87. С учётом потерь порядка 5-10% округляем полученную величину в меньшую сторону – до 8. Ток в 16 А, указанный на автомате, берём не максимальным, а несколько меньшим – 15, и умножаем его на эти 8 единиц.

Выходит, что для относительно безопасной сварки с перерывами (10 минут варим, 10-30 минут – перерыв) получили рабочий сварочный ток в 120 А при потребляемой мощности в 3,5 кВт/ч от сети 220 вольт. Пересчёт потребляемых киловатт берётся с расчётом на суммарное фактическое время горения сварочной дуги.

Предположим, работа в общем отняла 3 часа – реально же сварщик варил, скажем, час с небольшим.

Если запас мощности инверторного агрегата позволяет (берётся полупрофессиональная модель на сварочный ток в 250-300 А), то можно, выставив 100-120 А на регуляторе, работать непрерывно по нескольку часов.

Дело в том, что мощная силовая электроника нагревается меньше – в лучшем случае охлаждаемый радиатор будет тёплый, а не как кипяток, что обеспечит долговечность и надёжность аппарата.

Структура полупроводника (силовых диодов и транзисторных ключей) не так быстро теряет оптимальные рабочие параметры. А значит, в преждевременной замене эти детали не нуждаются.

В целях безопасности на корпусе инверторных аппаратов печатается таблица соответствия толщины свариваемой стали диаметру электрода и рабочему току.

Уход за пределы указанных параметров приведёт к некачественным швам. Возможны отлом, обрыв, прогибы сваренной конструкции со всеми вытекающими последствиями.

С точки зрения экономии средств, действительно, не нужен сварочный инвертор на максимальный ток дуги в 220 А, когда можно обойтись 160 амперами, не превышая ток в 140-150 при диаметре стального (внутреннего) стержня электрода до 4-х мм. О том, что инвертор работает почти «в пику» и подвергается перегреву – горячие силовые каскады, горячий, как работающая лампочка накаливания в 80 ватт энергии, радиатор – задумываются немногие новички.

Сварочные агрегаты именитых брендов стоят дороже, чем аппараты от малоизвестных на сегодня китайских фирм. Практика показывает, что лучше перестраховаться и взять как минимум инверторник с двух-трёхкратным запасом мощности.

Такая модель даже при ежедневной работе до нескольких часов – в пересчёте на непрерывное горение сварочной дуги – проработает без проблем лет 10.

В течение данного срока потребителю не придётся менять сгоревшие силовые диодные мосты, конденсаторы и микросхему (если она есть).

Выбрав оптимальный по рабочим параметрам сварочный аппарат, пользователь обеспечит долговечную работу, многолетний срок его службы. Выходить за пределы рабочего тока и диаметра электродов, указанных в таблице, строго не рекомендуется.

Расчет расхода сварочных материалов и электроэнергию

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Нормой расхода электродов, электродной проволоки и флюса называется количество этих материалов, необходимое для сварки 1 пог. м сварного шва.

Расход проволоки и флюса на 1 пог. м шва при одинаковых толщине и разделке кромок свариваемого металла зависит от режимов сварки, диаметра электродной проволоки, рода тока и его полярности, поэтому при сварке металла одной и той же толщины расход проволоки и флюса на 1 пог. м шва может быть различным в зависимости от технологических условий выполнения сварки.

Например, для получения одной и той же глубины проплавления, при малом токе и малой скорости сварки потребуется значительно больше проволоки и флюса, чем при большой скорости сварки. Для сварки металла одинаковой толщины проволокой диаметром 2 мм потребуется больший расход флюса и меньший расход проволоки, чем при использовании проволоки большего диаметра.

Расход электродов. Масса наплавленного металла на 1 пог. м шва (г/пог. м) определяется по формуле:

Gн.м= (3.12)

где:

Gн.м — масса наплавленного металла на один пог.м, г;

— площадь сечения шва, мм2;

— плотность наплавленного металла, для стали равная 7,85 г/см3;

Площадь сечения шва определяется по конструктивным размерам шва с учетом средних допусков.

Для определения полного количества необходимого электродного металла Gн.м принимается коэффициент k, учитывающий потери электродного металла на угар, разбрызгивание и огарки. В зависимости от марки электрода, режима и условий сварки коэффициент k принимается равным 1,2…1,75. Зная Gн.м и вес одного электрода, определяем потребное количество электродов.

Расход проволоки. Практически расход электродной проволоки определяют исходя из массы наплавленного металла на 1 пог. м шва с коэффициентом К = 1,03, учитывающим неизбежные потери при наладке автомата или полуавтомата — возможные обрывы в процессе работы и неиспользованные концы проволоки в бухте.

Расход флюса. При определении расхода флюса учитывают образование шлаковой корки, неизбежные потери флюса в процессе сварки. Практически расход флюса можно принять равным расходу электродной проволоки с коэффициентом К = 1,13.

При сварке на флюсовых и флюсо-медных подушках расход флюса повышается и коэффициент К принимают равным 1,2 от нормы расхода для швов, свариваемых без флюсовой подушки. Расход электродной проволоки и флюса приведен (см.

табличные данные по справочнику сварщика).

Норму расхода электродов, проволоки и флюса на каждый тип и сечение шва подсчитывают, умножая удельную норму расхода на 1 пог. м на общую протяженность шва, т. е.

• Н = GL (3.13)
• где:
• G — удельная норма, соответствующая типу шва, толщине материала, положению шва в пространстве и марке электродов, проволоки и флюса, кг/пог. м;
• L — длина шва данного типа и калибра, м.
• Полная норма расхода сварочных материалов на сварку конструкций в объеме чертежа, технологического комплекта или судна определяется суммированием норм на выполнение всех типов швов, входящих в чертеж, комплект или судно, с разбивкой по маркам и диаметрам.

Норму расхода электродов на прихватки, выполняемые при сборке под сварку (прихватка гребенок, скоб, полотнища по контуру для предохранения от деформаций), а также при сварке, устанавливают в процентах от массы электродов, расходуемых на сварку, в зависимости от сложности конструкции и толщины свариваемого материала.

Суммарная норма расхода электродов на все виды прихваток не должна превышать: при толщине материала до 12 мм — 15%, а при толщине материала свыше 12 мм — 12% (от массы электродов).

Удельный расход электродов дан в табл. (см. табличные данные по справочнику сварщика).

Масса стальной сварочной проволоки, размеры и масса бухт указаны в ГОСТ 2246-70.

Расход углекислого газа Нг находится из соотношения, л

1. где:
2. qr — удельный расход газа, л/мин;
3. t0 — основное время сварки одного погонного метра шва;
4. LШ — длина шва, м;
5. 1,2 — коэффициент, учитывающий расход газа при настройке и продувке шлангов.
6. Один килограмм углекислоты дает 509 литров углекислого газа. Исходя из этого, расход углекислоты на сварку 1 погонного метра шва составит, кг:
7. Нг/509 = (кг).

Данные о расходе при сварке защитных газов (углекислого газа и аргона) (см. табличные данные по справочнику сварщика).

3.7.1. Расчет затрат на материалы.

М = Мэл. + Мэп + Мпм + Мгг + Мф (3.12)

• где:
• Мэл. – общие затраты на материалы;
• Мэп – затраты на электроды;
• Мпм – затраты на электродную проволоку;
• Мгг – на газ и жидкое горючее;
• Мф – на флюсы;
• Затраты на каждое из слагаемых:
• Мi =gi × Цi (3.13)
• где:
• gi – количество расхода материала;

Цi – цена за единицу веса материала.

3.7.2. Расчет затрат электроэнергии на одно изделие:

Зэл. = Нэ × Р × Ц Эл (3.14)

1. где:
2. Зэл – затраты электроэнергии на одно изделие;
3. Р – мощность сварочного оборудования, кВтч;
4. Цэл – цена электроэнергии, руб./кВтч;

Нэ – расход электроэнергии = 1/3 Т св. шт.;

Тсв. шт. – норма штучного времени на сборку и сварку одного изделия.

3.7.3. Калькуляция себестоимости сварочных работ единицы продукции и всего выпуска

Таблица 9. Калькуляция себестоимости

№ п/п	Наименование статей	Затраты на единицу продукции (руб.)	Затраты на весь объем (тыс. руб.)
1.	Материалы
2.	Затраты на электроэнергию
3.	Зарплата работающих
4.	Отчисления на соцстрах
5.	Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования
6.	Амортизация зданий
7.	ИТОГО

• Пункт 1 – Затраты материалов на единицу изделия;
• Пункт 2 – Затраты на электроэнергию на единицу продукции;
• Пункт 3 – Зарплата на весь объем берется из таблицы 7, строка 1, а зарплата на единицу продукции составляет;
• Пункт 4 – Отчисления на соцстрах – 30% от зарплаты;
• Пункт 5 – Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования берутся из таблицы 8 итоговая строка, на единицу;
• Пункт 6 – Амортизация зданий — 6% от стоимости зданий;
• Пункт 7 – Сумма всех пунктов.
• Калькуляция – определение в стоимостном выражении расходов, необходимых для выпуска и реализации продукции или объема работ по отдельным статьям затрат.
• Калькуляцию составляют при определении себестоимости отдельных видов продукции.
• Важнейшие задачи калькулирования себестоимости продукции – выявление и мобилизация имеющихся в производстве резервов для регулярного снижения затрат на её изготовление и роста на этой основе прибыльности цеха (участка).

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

ПОИСК

Таблица 11. Удельный расход электроэнергии при контактной сварке

    Расход электроэнергии на сварку одного стыка, кВт-ч [c.80]

•     РАСХОД КАРБИДА, ГАЗОВ, ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ПРИСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА ПРИ СВАРКЕ И РЕЗКЕ [c.220]
•     Расход электроэнергии в случае сварки на постоянном токе составит [c.80]
•     Расход электроэнергии при электродуговой сварке на 1 кг наплавленного металла, квт-ч [c.190]
•     Расход электроэнергии на 1 м шва при ручной электродуговой сварке Аа (в кВт-ч) определяют по формуле [c.214]

    Стыковая оплавлением Расход электроэнергии на сварку одного стыка, квт-ч…………. 0,006 0,024 0,60 0,125 0,4 1,275 [c.190]

    Та блица 10. Удельный расход электроэнергии при сварке [c.79]

    I) малый расход электроэнергии, примерно в 1,5— 2 раза меньший, чем при автоматической сварке под слоем флюса и в 4 раза меньший, чем при ручной электродуговой сварке  [c.121]

    Большое промышленное значение имеет получение из воздуха аргона, криптона и ксенона. Аргон применяется в процессах сварки, резки, в технологии цветных металлов и титана, длл наполнения осветительных и электронных ламп.

Криптон и ксенон благодаря своей малой теплопроводности являются наилучшими наполнителями ламп накаливания (теплопроводность криптона в 2 раза, а ксенона в 3 раза меньше теплопроводности аргона). Лампочки, наполненные криптоно-ксеноновой смесью, при одинаковой яркости освещения расходуют на 15—20% меньше электроэнергии, чем при наполнении ламп аргоном.

Кроме того, уменьшается размер ламп, а срок их службы увеличивается. Однако получение криптоно-ксеноновой смеси затруднительно из-за малого содержания этих газов (Кг и Хе) в воздухе. [c.90]

    Расход электроэнергии при контактной сварке стальных деталей [c.190]

    Стыковая сварка арматурных стержней производится на машинах с ручным, гидравлическим и электрическим приводами.

Достоинство м машин для стыковой сварки является их высокая производительность, высокое качество сварки, меньший (по сравнению с аппаратами для дуговой сварки) расход электроэнергии, недостатком — высокая их стоимость, возможность сварки стержней только определенных диаметров. [c.60]

    Род тока и способ сварки Удельный расход электроэнергии, кВт ч/кг [c.79]

    Точечная сварка применяется для сварки крестом арматурных стержней при изготовлении сеток и каркасов. Точечная сварка выполняется на машинах общего и специального назначения. Точечная сварка является высококачественной, высокопроизводительной, экономичной по расходу электроэнергии и наименее трудоемкой, по сравнению с вышеприведенными видами сварки. [c.60]

    В табл. 10 приведен расход электроэнергии при ручной дуговой электросварке и электрошлаковой сварке на 1 кг направленного металла. Приведенные удельные расходы электроэнергии при сварке на постоянном токе получены при использовании машинных преобразова- [c.79]

    Удельный расход электроэнергии от сети в вт-час на 1 м шва. ………… 120 120 5,6 20-30 100-150 1,6 при не-прерывно-последова-тельной сварке 20—23 при одновременной сварке [c.9]

    Стыковые соединения с X- и К-образными разделками кромок используют при сварке металла толщиной 12—100 мм.

При этом расход электродного металла, а следовательно, и электроэнергии почти в 2 раза меньше, чем при соединениях с У-образной разделкой кромок. Кроме того, такая разделка обеспечивает меньшие деформации после сварки.

При У- и Х-образной разделке кромки притупляют, чтобы предотвратить прожог металла при сварке. [c.366]

    Удельный расход технологической электроэнергии, используемой для сварочных работ, обычно определяется на 1 кг наплавленного металла. Он зависит от рода и величины сварочного тока, напряжения дуги, сечения шва, способа сварки, типа электрода и флюса, а также коэффициента загрузки источника тока. [c.154]

    Удельный расход технологической электроэнергии (кВт-ч/кг), затрачиваемой при различных видах дуговой сварки плавлением на 1 кг наплавленного металла, приближенно определяется по следующей формуле  [c.178]

    Укрупненный расчет расхода электроэнергии на 1 кг наплавленного металла для различных видов дуговой сварки плавлением стальных деталей может быть произведен на основе средних величин расхода на 1 кг наплавленного металла, примерные значения которых приведены ниже. [c.178]

    Норма — это максимально допустимая величина абсолютного расхода материалов, топлива, энергии, а также затрат живого труда на изготовление единицы продукции заданного качества.

Например, норма расхода электродов, электроэнергии, защитных газов или флюсов на изготовление одного изделия в соответствии с техническими условиями или же на сварку 1 м шва заданных размеров.

 [c.195]

    Устойчивое энергоснабжение страны требует строжайшей экономии топливно-энергетических ресурсов.

Для этого необходимо создавать и широко внедрять более экономичное энергогенерирующее и энергопотребляющее оборудование, оборудование для менее энергоемких технологических процессов, использовать вторичные энергоресурсы, слабонагретые воды, теплоту вентиляционных выбросов, энергию Солнца и термальных вод и осуществлять другие мероприятия по экономии топливно-энергетических ресурсов в различных сферах народного хозяйства. В черной и цветной металлургии необходимо совершенствовать технологию плавки н нагрева металла, увеличивать загрузку печей и уменьшать их простои, устанавливать рекуператоры за нагревательными и термическими печами, применять более совершенные горелочные устройства и теплоизоляцию печей, электроды с обожженными анодами в производстве алюминия (снижает расход электроэнергии на 5—7 %), повышать температуру подогрева дутья и обогащать его кислородом (снижает удельный расход топлива на 10—15%). В машиностроении и металлообработке — повышать технический уровень механической обработки, сварки, загрузки оборудования, применять комбинированные нагревательные и термические пе и. В химической промышленности — внедрять энерготехнологические схемы крупных установок по производству из природного газа аммиака, метанола, слабой азотной кислоты, этилена, предусматривающие использование теплоты химических реакций для получения пара (дает экономию, например, в производстве аммиака 15%, метанола — около 50% расхода условного топлива). В сельском хозяйстве нужно лучше использовать технику, укреплять ремонтную базу, совершенствовать техническое обслуживание машинно-тракторного парка, средства доставки и хранения топлива. В коммунально-бытовом хозяйстве городов необходимо внедрять высокоэкономичные печи и котлы для децентрализованного теплоснабжения и пищеприготовления, повышать удельный вес централизованного теплоснабжения, улучшать теплоизоляцию жилых и общественных зданий. [c.170]

    Перевод сварки с постоянного тока на переменный обеспечивает снижение удельных расходов электроэнергии. При предварительных расчетах эффективности перевода можно принимать снижение удельных расходов электроэнергии на 1 кг направленного металла для ручной дуговой сварки—2,9 кВт-ч/кг для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом —2,0 кВт-ч/кг. [c.81]

    Замена ручной дуговой сварки механизированными и автоматизированными способами сварки. Замена ручной сварки на автоматическую под слоем флюса обеспечивает снижение удельных расходов электроэнергии на 1 кг наплавленного металла при переменном токе на 3,17 кВт-ч/кг и при постоянном токе на 0,65 кВт-ч/кг. [c.81]

    Замена ручной дуговой сварки на контактную шов-1ую сварку снижает расход электроэнергии на 15%. [c.81]

    Экономически более выгодна сварка на переменном токе вследствие меньшего расхода электроэнергии, меньшей стоимости оборудования и более простого ухода за ними по сравнению с машинами постоянного тока. [c.132]

    Основные мероприятия по сниясению удельных расходов электроэнергии на сварку оптимальный выбор способа электросваркп устранение или сокращение холостого хода, сварочных агрегатов совершенствование технологии электросварки. [c.81]

    Удельный расход электроэнергии на сварку обратно ропорциопалеп коэффициенту наплавки. Расчет эффек-ивности перехода на электрошлаковую сварку можно ести по (43), определяя удельный расход электроэнер-ии для действующего процесса сварки и для электро-1лаковой сварки. [c.83]

    При таком способе лента в меньшей степени деформируется от воздействия сварочного ролика, сокращается расход электроэнергии, так как температура припоя меньше, чем температура плавления стали. Расход энергии на сварку таюке меньше, поскольку происходит большая концентрация тепла по отдельным фебням, что характерно для рельефной сварки [10]. [c.57]

    Экономич. затраты иа получение А. термоокислительным крекингом и пиролизом внолне сравнимы с экономикой получения А. карбидным методом.

Эти способы выгодно отличаются от карбидного метода отсутствием прямого расхода электроэнергии и являются перспективными для районов с месторождениями природного газа, лишенных дешевой электроэнергии. А. производится в огромных масштабах производственные мощности но А.

в индустриальных странах исчисляются в сотнях тысяч тонн напр., в США превышают 1 млн. т в год. А. служит исходным сырьем для синтеза большого числа технически весьма важных органич. соединений. Наряду с таким крупным потребителем А., каким является быстро растущее произ-во хлоронренового каучука, А.

находит широкое применение для получения винилхло-рида, ацетальдегида, уксусного ангидрида, акрилонитрила, винилацетата, трихлорэтилена и мн. др. Около 70% производящегося А. расходуется иа нужды тяжелой органич. пром-сти и ок. 30% на сварку. [c.174]

    Потребность в электрической энерпп прп контактной сварке рассчитывают по соответствующим формулам или определяют путем замеров фактического расхода на сварной стык, точку или 1 м шва. Расход электроэнергии при различных способах контактной сварки стальных деталей для использования в укрупненных расчетах приведен в табл. 20. [c.178]

    Нормы, обеспечивающие экономию в расходе электроэнергии на сварочные работы, должны основываться на введении усовершенствованных режимов и внедрении автоматизированных способов сварки.

Так, при автоматической сварке под флюсом расход электроэнергии может быть уменьшен на 40—50% по сравнению с ручной дуговой сваркой. Применение автоматической сварки трехфаз1юй дугой позволяет снизить нормы расхода электроэнергии на 25—30% по сравнению с автоматической сваркой однофазной дугой.

Расход электродов значительно снижается благодаря применению способа безогарковой сварки. [c.196]

    Па рис. 74 приведен и график зависимости об цего времени газовой сва )-ки о г диаметра свариваемой трубы (линия 4).

Сравнение зависимостей Я и 4 ие в пользу последней очевидно, что скорость сварки токами высокой частоты примерно в 1,75—2,0 раза выше газовой.

Здесь следует иметь в виду создание более благоприятных условий труда обслул(ивающего персонала, снижение расхода газа и кислорода при относительно небольшом расходе электроэнергии и более в1>1Сокое качество сварных швов. [c.124]

    Автоматическая дуговая сварка под флюсом являе ся наиболее распространенным способом сварки. Д. повышения производительности и снижения удельн расходов электроэнергии применяют присадку в флюсе виде металла в порошке, металлической стружки и, [c.82]

    Некоторые режимы автоматической микроплазменной сварки особотонкостенных труб представлены в табл. 4.30.

В работе [261 отмечается возможность значительного увеличения скорости сварки труб до 300—350 м/ч, причем наиболее значащими параметрами режима являются ток, расход плазмообразующего газа и диаметр канала рабочего сопла плазмотрона.

Плазменное напыление [9, 14] классифицируют по способам ввода электроэнергии в разряд, подачи плазмо образующей среды, ввода напыляемого материала, его [c.409]

Нормирование материалов и электроэнергии для сварки днища и фланца

Заказать ✍️ написание работы

При определении нормирования необходимо сделать расчет расхода сварочных материалов. В ниже приведенных расчетах содержится информация для выбранных изменений, внесенных в базовый технологический процесс.

• Для определения норм расхода необходимо определить норму расхода, которая рассчитывается по формуле:
• Н=Н1*L1+H2*L2…
• Где: Н-норма расхода.

H1, Н2…- норма расхода на один метр погонный шва

L1,L2…- длинна шва в метрах.

1. Так же необходимо рассчитать массу наплавленного металла, определяем по формуле:
2. Q=F*Y/1000.
3. Q- Масса металла кг/м.
4. F- Площадь сечения шва.

Y-Плотность металла(7,85).

Q=58*7.85/l 000=0,45кг/м.

• Расчет производим по формуле:
• Hp=Q*Kн, кг/м.
• Где: Q- Масса металла кг/м
• Кн- коэффициент, учитывающий технологические потери и отходы при
• сварке.
• К технологическим потерям и отходам относятся отходы от обрезки конца электродной проволоки перед зажиганием дуги, отхода от вырезки дефектных участков от перегиба проволоки, отходы в виде концевых остатков проволоки в подающих механизмах автоматов.

Сумма всех технологических отходов и потерь сварочной проволоки составляет 5% . Таким образом, коэффициент перехода = 1,05.(8).

Расчёт норматива расхода флюсов

Норматив расхода флюса для сварки 1 м шва определяется, исходя из его расхода на образование шлаковой корки и потерь на распыление при сварке, и может быть рассчитан по формуле:

На основе опытно-производственных данных коэффициент потерь и отходов флюса при сварке принимается:

1. = 0,45* 1,3 = 0,585 кг/м.
2. Расчет энергии.
3. Э=
4. где:
5. Э — расход технологической электроэнергии на сварку всего изделия. кВт ч;
6. — расход электроэнергии на сварку одного шва. кВт ч;
7. I — порядковый номер сварного шва:
8. n- количество швов в изделии;
9. — потери электроэнергии при работе источника питания на холостом ходу, кВт ч;
10. где:
11. U, I — параметры режима сварки, соответственно — напряжение и ток;
12. — основное время сварки шва, мин;
13. — КПД сварочного источника питания.
14. Э= 1,23 + 1,47 = 2,7 кВт ч
15. Базовый расчет.
16. Расчёт норматива расхода флюса.
17. Норматив расхода флюса для сварки одного погонного метра шва определяется исходя из его расхода на образование шлаковой корки и потерь на распыление при сварке и может быть рассчитан по формуле:
18. где:
19. — норматив расхода флюса на один погонный метр шва, кг;

• — коэффициент потерь и отходов флюса;
• Q – масса наплавленного металла на один погонный метр шва, кг.
• где:
• F- площадь поперечного сечения шва с учетом его поперечного корочения, ;
• — плотность металла, г/ .
• где:
• — расчетная площадь, ;
• — толщина свариваемого металла, мм.
• где:
• e- ширина шва, мм;
• b-зазор между кромками, мм;
• g- высота шва.
• = 1,2 — при сварке без флюсоудерживающих приспособлений;
• = 1,35 — при сварке на флюсовой подушке;
• = 1,3 — при сварке на флюсомедной подкладке.
• Расчёт норматива расхода сварочной проволоки.
• Норматив расхода сварочной проволоки на один погонный метр шва определяется по номинальным конструктивным элементам шва, массе наплавленного металла с учётом технологических потерь и отходов и рассчитывается по формуле:
• где:
• — норматив расхода сварочной проволоки на один погонный метр шва, кг;
• Q — масса наплавленного металла на один погонный метр шва, кг;
• — коэффициент перехода от массы наплавленного металла к расходу сварочной проволоки, учитывающий технологические потери и отходы при сварке.
• где:
• F — площадь поперечного сечения шва с учётом его поперечного укорочения, ;
• — плотность металла, г/ .
• где:
• — расчётная площадь, мм2;
• S — толщина свариваемого металла, мм.
• где:
• е — ширина шва, мм;
• b — зазор между кромками, мм;
• g — высота шва, мм.
• Расчет технологической энергии.
• Э=
• где:
• Э — расход технологической электроэнергии на сварку всего изделия, кВт ч;
• — расход электроэнергии на сварку одного шва, кВт ч;
• I — порядковый номер сварного шва:
• n- количество швов в изделии;
• — потери электроэнергии при работе источника питания на холостом ходу, кВт ч;
• где:
• U, I — параметры режима сварки, соответственно — напряжение и ток;
• — основное время сварки шва, мин;
• — КПД сварочного источника питания.
• Э= 2,68 + 2,5 = 5,18 кВт ч

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Мощность сварочного аппарата и дуги: чем определяется и сколько потребляет инвертор

Потребляемая мощность сварочного инвертора довольно просто вычислить по нехитрой формуле.

Для понимания всех нюансов, связанных с работой сварочника, и аспектов вычисления его мощности нужно прояснить несколько моментов, которые необходимо знать всем, кто занимается сваркой.

И неважно где вы проводите сварочные работы, у себя дома, в гараже, на даче или в профессиональном коллективе большого цеха или завода.

Устройство сварочного инвертора.

Типы сварочных инверторов

Аппараты инверторного типа делятся на три категории. Бытовые инверторы рассчитаны на небольшую продолжительность включения и работу от однофазной сети переменного тока 220 В.

Это означает, что работать таким аппаратом на предельных мощностях можно лишь непродолжительное время – минут 20-30, давая ему отдых, равный этому времени либо превышающий его на порядок. Полупрофессиональные аппараты позволяют увеличивать время работы от 5 до 8 часов без перерыва.

Для полупрофессиональных инверторов время отдыха снижено благодаря особенностям конструкции. Профессиональные инверторы рассчитаны на потребление тока 220/380 В зачастую от трехфазной сети электрического тока.

Современные типы сварочных аппаратов.

Бытовые, полупрофессиональные и некоторые профессиональные сварочные агрегаты бывают рассчитаны на работу от сети 220 В. Однако следует помнить, что для бытовых электросетей ток максимальной нагрузки не может превышать 160 А. Потребляемая мощность всей фурнитуры, такой как розетки, штепсельные вилки и силовые автоматы не рассчитана на превышение этого порога.

Поэтому подключение инверторного сварочного аппарата с более высокими показателями либо спровоцирует срабатывание автоматов, либо вызовет выгорание контакта на стыке вилка-розетка, либо что самое опасное, приведет к выгоранию электрической проводки. Это противоречит всем правилам техники безопасности. Так что запитывая профессиональный агрегат от бытовой электросети для работы со сварочным током более 160 А, будьте готовы к проблемам. Но лучше этого не допускать.

Факторы, влияющие на потребление энергии

Перед проведением подсчетов, вы должны четко понимать, из каких величин складывается общее потребление электричества. Мощность, указанная на коробке, тоже учитывается в просчете, это важная составляющая, но она не является единственной. Также нужно знать несколько величин, чтобы более точно составить формулу.

Из основных факторов, влияющих на напряжение, выделяют:

• мощность аппарата;
• диапазон входящего напряжения;
• максимальный сварочный ток, на который способен инвертор;
• параметры напряжения электрической дуги;
• коэффициент полезного действия конкретной модели;
• длительность работы.

Совокупность всех значений будет определять суммарную мощность агрегата.

Из дополнительных составляющих потребляемой мощности учитывают:

• состояние вашей проводки;
• условия и режимы сварки;
• надежность проводов.

Также нужно обратить внимание, что бытовая электросеть не всегда выдает общепризнанное напряжение в 220 вольт. В лучшем случае, вы получите 200. Когда вы включаете сварочный аппарат, то снижается диапазон сварочного тока, необходимый при работе.

Это затрудняет произвести точный расчет. В первую очередь это касается не мощных инверторов. Если же аппарат рассчитан на работу в пределах 150-250 вольт, то подсчеты производятся с более точными показателями.

Так как среднее арифметическое значение примерно равно напряжению электросети.

Теперь поговорим о продолжительности работы аппарата. Она относится к основным условиям расчета мощности. Эта важная характеристика показывает, сколько времени может работать инвертор непрерывно. У каждой модели разные значения работы и отдыха.

Например, сварочник работает в течение четырех минут, а для охлаждения ему потребуется такое же время. Но есть сварочные инверторы, которые работают 5 минут, а отдыхают 2 минуты. В этом случае, расход потребления будет выше.

Этот факт нужно запомнить в последующих расчетах.

Устройство инвертора

Устройство сварочного инвертора таково, что вначале переменное напряжение 220 В с частотой 50 Гц преобразуется в постоянное, а после того в переменное высокочастотное напряжение с рабочим показателем частоты колебания до 200 Гц.

После этого напряжение вновь преобразуется в постоянное и подается на сварочную дугу. Контроль качества дуги происходит автоматически, с помощью микропроцессорной начинки блока управления инвертора.

Залипания электрода, такие частые при сварке посредством трансформатора, практически сходят на нет.

Схема внутреннего устройства инвертора.

При коротких замыканиях длительностью менее 0,5 секунды управляющий блок генерирует последовательность коротких по времени, но очень мощных импульсов тока. Это приводит к разрушению возникающих перемычек из жидкого металла.

При замыкании длительностью 0,5 секунды инвертор попросту отключается, не примораживая электрод и не перегревая цепи агрегата.

Это устройство является базовым для всех типов инверторов и отличает их от трансформаторов и выпрямителей на базе диодного моста.

Самое главное свойство сварочного инвертора – это потребление энергии. Неважно, какова потребляемая мощность аппарата инверторного типа, она практически полностью расходуется на сварку. Отсюда можно сделать вывод, что коэффициент полезного действия инверторного агрегата очень высок. От 85 до 95%.

Что нужно знать?

Перед тем как начать подсчет потребляемой мощности инверторного сварочного аппарата, нужно узнать следующее:

1. Диапазон входного напряжения.
2. Диапазон сварочного тока.
3. Напряжение сварочной дуги.
4. Коэффициент полезного действия конкретной модели сварочного аппарата.
5. Продолжительность включения.
6. Коэффициент мощности конкретной модели.

Характеристики инвертора

Диапазон сварочного тока нужен для того, чтобы узнать при каких характеристиках сети электрического тока нам придется работать. Наверняка ни для кого не является тайной, что часто в наших электросетях не наблюдается номинального напряжения 220 В.

Часто оно едва дотягивает до 200 В. Следует запомнить: просадка напряжения при подключении сварочного инвертора бытового типа составляет 5-10% от общего номинала сети.

Потому лучшие показатели мощности будут у таких инверторов, которые рассчитаны на напряжение питания от 150-170 В и до 220-250 В.

Диапазон сварочного тока дает нам значения максимального и минимального уровня, мощность аппарата напрямую зависит от этих параметров. Для бытовых инверторов эти показатели в нижней границе разнятся от 10 до 50 А, а в верхней 100-160 А.

Напряжение выходного тока, оно же может называться напряжением сварочной дуги, колеблется для недорогих бытовых моделей от 20 до 30 В. Коэффициент полезного действия у инверторов с максимальным показателем выходного тока160 А, как правило, редко превышает 0,85%.

Высокий КПД сварочного агрегата напрямую зависит от продолжительности включения.

На инверторе написано 250 Ампер, а по факту 180

• Здесь уместным будет вспомнить стихотворение рубаи с глубоким смыслом от Омара Хайяма:
• Все, что видим мы – видимость только одна.
• Далеко от поверхности моря до дна.
• Полагай несущественным явное в мире,
• Ибо тайная сущность вещей не видна.

Как правило, указанную на корпусе сварочного инвертора информацию, например ММА-200 или ММА-250, большинство расценивает как пресловутую силу тока, а ведь зачастую – это далеко не так. Особенно, если речь заходит про инверторы произведенные в Китае. На самом же деле, на практике – это маркетинговый ход производителей.

Большинство таких аппаратов имеют реальную рабочую силу тока от 140 до 180 Ампер. А порой, встречаются инверторы с током и в 120 Ампер, на корпусе которых гордо указана цифра – 250.

Более того, как правило, шкала регулировки тока, тоже подвергается модификации, получая градацию значений до 250 Ампер (которых по сути в инверторе нет), а это уже добавляет сложности пользователю в регулировке сварочного тока при работе с различными типами электродов, либо при регулировании уровня провара металла.

Поэтому первое что стоит запомнить при выборе сварочного инвертора, не ориентируйтесь на то что написано на панеле аппарата.

Вычисление мощности

Продолжительность включения – это характеристика, которая показывает, насколько качественный аппарат вы собираетесь использовать.

Обычно это процентный показатель времени непрерывной работы инвертора относительно общего времени его использования. Показатель на уровне 50% скажет о том, что при работе 2,5 минуты аппарат должен отдыхать 2,5 минуты.

Чем ниже показатель, тем дольше должны отдыхать цепи и тем быстрее сработает автоматическое реле отключения при перегреве.

Напротив, высокий процент покажет, что аппарат можно использовать достаточно долго, прерываясь лишь на замену электродов и проверку сварочного шва.

Схема работы сварочного инвертора.

Процент мощности вычисляется путем деления времени непрерывной работы на сумму времени непрерывной работы и времени паузы до следующего включения аппарата. Результат умножается на 100. Например, аппарат исправно работал 3 минуты, пока не сработала защита от перегрева, затем он находился в покое 2 минуты, после чего вновь был готов к работе:

3 мин / (2 мин + 3 мин) х 100 = 60

Коэффициент мощности для бытовых или полупрофессиональных сварочных аппаратов инверторного типа редко превышает порог 0,6-0,7. Это необходимо просто запомнить.

Все нужные для вычисления значения легко можно найти в технической документации для данного устройства, на сайте производителя либо на кожухе самого сварочного аппарата.

Представим, что для примера мы имеем сварочный аппарат, питающийся от сети переменного тока 160-220 В, имеющий максимальное значение тока 160 А при максимальном напряжении сварочной дуги в 23 В. КПД этой модели инвертора 0,89, а показатель ПВ, продолжительность включения, составляет 60%.

Теперь вычисляем максимальную потребляемую мощность инвертора с приведенными выше параметрами. Для этого сначала умножаем максимальное значение выходной силы тока на максимальное выходное напряжение. Получившийся результат разделим на значение КПД аппарата.

1. 160 А х 23 В / 0,89 = 4135 Ватт
2. 4,1 кВт – это мощность, которую аппарат потребляет непосредственно при сварке. Средняя мощность вычисляется путем умножения значения максимальной мощности на показатель продолжительности включения:
3. 4135 Ватт х 0,6 = 2481

Средняя мощность инвертора является наиболее актуальным показателем, потому что сварка обычно не происходит непрерывно на протяжении многих часов или дней. Случаются паузы, когда сварщику требуется сменить электрод или подготовить детали к последующей обработке.

Нередко сварочные работы можно провести на более низком показателе силы тока, в этом случае снизится и общая мощность, потребляемая инвертором.

Подставляем в первую формулу значения, которые можно выставить на консоли сварочного агрегата и находим нужные параметры мощности.

Подбираем электроды

Таблица разновидностей электродов.

У начинающих сварщиков нередко возникает вопрос, электроды каких диаметров использовать при определенных параметрах выходной силы тока и толщине металла?

1. При толщине металла 1-4 мм используют электроды диаметром до 2 мм. Сила тока, выставляемого на выходе, должна подбираться оптимально в диапазоне от 20 до 90 А.
2. При толщине металла 5-7 мм используют электроды 3 мм в диаметре. Сила тока выставляется в диапазоне 90-130 А.
3. Если металл имеет толщину 8-12 мм, используют электроды 4 мм. Сила тока в диапазоне 140-180 А.
4. Металл толщиной 12-16 мм сваривается электродами 5 мм в диаметре при силе тока 180-220 А.
5. Металл толщиной свыше 15 мм должен подвергаться воздействию электродов, начиная от 6 мм при силе тока от 220 А на выходе инвертора.

Металл толщиной более 15 мм лучше подвергать сварке с помощью газового сварочного аппарата.

Использование электросварки может оказаться в данном случае нерентабельной и высокозатратной