Расход ацетилена и кислорода при сварке труб

Как определить расход сварочной смеси?

Во время планирования бюджета для сварочных работ основное внимание уделяется комплектующим и расходным материалам. В случае использования защитных газов важным показателем является расход сварочной смеси, особенно если речь идет о серийном и крупносерийном производстве. И хотя на данный параметр могут оказывать влияние несколько факторов, все же осуществить приблизительные расчеты, и на их основе составить план заправки газовых баллонов, вполне реально.

От чего зависит потребление защитного газа

Основными показателями во время сварки, которые влияют на расход сварочных смесей, являются:

Сила тока;
Диаметр используемой проволоки;
толщина свариваемого металла.

Многие производители указывают эти значения в паспортных данных на конкретный защитный газ, что значительно упрощает расчет.

Например, среднее потребление аргоновой смеси, применяемой при сварке методом TIG с током 100 А, будет равняться 6 л/мин. При увеличении силы тока до 300 А, расход увеличится до 10 л/мин.

Таблица влияния силы тока, напряжения дуги, скорости сварки на размер и форму шва

Такая же тенденция наблюдается и при методе MIG – увеличение диаметра проволоки с 1 мм до 1,6 мм приводит к увеличению потребления газа с 9 л/мин до 18 л/мин.

Диаметр проволоки также имеет важное значение

Большое влияние оказывают условия, в которых происходят сварочные работы. На открытом пространстве, или при наличии сквозняков, расход будет увеличиваться, поскольку для создания оптимальной защиты металла от влияния посторонних факторов потребуется больше защитного газа. В этом случае заправка баллонов будет осуществляться чаще, чем при работе в закрытом помещении. Кстати, обо всех нюансах наполнения газовых баллонов читайте в статье: заправка газовой смесью: как это делается.

Расчет расхода сварочной смеси

Существует формула, которая позволяет выяснить приблизительный расход сварочной смеси в процессе сварки:

Р = Ру х Т

где, Ру – удельный расход газа, заявленный производителем,

Т – основное время, потраченное на сваривание одного прохода.

Удельное потребление защитного газа в зависимости от диаметра проволоки при средних значениях силы тока можно посмотреть ниже:

1,0 мм – 9 л/мин;
1,2 мм – 12 л/мин;
1,4 мм – 15 л/мин;
1,6 мм – 18 л/мин;
2,0 мм – 20 л/мин.

Таблица 1 по зависимости параметров

Таблица 2 по зависимости параметров

Исходя из того, что в стандартном 40-литровом баллоне находится 6 м³ или 6000 литров сварочной смеси, можно легко вычислить, на сколько хватит одного резервуара при непрерывном процессе сварки.

Например, при использовании проволоки диаметром 1 мм и соединения аргона с углекислым газом, баллон объемом 40 л полностью опорожнится через 10-11 часов непрерывного процесса.

Естественно, такие расчеты являются достаточно грубыми, так как в них не учитывается потребление газа на подготовительные и финишные операции при одном проходе. Однако, они позволяют увидеть приблизительную картину. При использовании расходомеров и сверке показаний данные вычисления будут более точными и объективными.

Как можно сократить расход

Основным показателем в процессе сварки является качество и надежность шва. С данной целью, собственно, и применяется защитный газ. Поэтому не имеет особого смысла искусственно занижать расход сварочных смесей, так как это может привести к образованию пор и других побочных эффектов.

Дефектный шов, использовалась некачественная сварочная смесь

Также немаловажную роль играют качественные показатели самого газа. Например, при использовании многокомпонентного состава «Микспро 3212», потребление сокращается минимум в два раза, по сравнению с применением бинарных защитных газов на основе аргона и углекислоты. Кроме того, в случае с «Микспро», качество шва будет на порядок выше.

Кстати, больше информации о сварочных смесях Вы найдете в этом разделе блога.

Почему важно работать с проверенными поставщиками

Использование ненадежных компаний в качестве поставщиков не дает гарантию получения продукции, отвечающей всем нормам и требованиям, которые предъявляются к защитным газам. Поэтому очень важно сотрудничать с проверенными организациями, зарекомендовавшими себя только с лучшей стороны.

Заправляйте баллоны сварочной смесью в компании “Промтехгаз”, и вы получите газ наивысшего качества от лучших поставщиков на российском рынке.

§ 3. Техническое нормирование газовой сварки. Расчет нормы времени на газовую сварку партии деталей. Нормы расхода материалов на 1 м шва при ацетилено- кислородной сварке стали.

Расчет нормы времени на газовую сварку партии деталей производится по формуле

Т пар =[Т н.ш L+(P-1) t раз +t в.и ]n пар мин,

где Т пар — норма времени на газовую сварку партии деталей, мин;

Т н.ш — неполное штучное время на сварку 1 пог. м шва, мин;

L — общая длина всех однотипных швов на свариваемом изделии, м;

Р — количество швов на свариваемом изделии;

t раз — время на разогрев металла в начале сварки, мин;

t в.и — вспомогательное время, зависящее от изделия и типа оборудования, мин;

n пар -количество изделий в партии.

В неполное штучное время входят:

вспомогательное время, связанное со свариваемым швом;

время обслуживания рабочего места;

время перерывов на отдых и личные надобности;

Основное время газовой сварки на 1 пог. м шва определяется по формуле T о =CF мин,

где Т о -основное время газовой сварки 1 пог. м шва, мин;

С-время наплавки 1 см 3 металла (табл. 85);

F — площадь поперечного сечения шва, мм 2 .

85. Время наплавки 1 см 3 стали ацетилено-кислородным пламенем

Толщина свариваемой детали, мм	№ наконечника	Время наплавки 1 см 3 стали С, включая подогрев в начале сварки, мин
1-1,5	1	1,3
2-4	2	1,1
5-7	3	0,73
8-9	4	0,62
10-12	5	0,52
13-18	6	0,42
19-30	7	0,38

Неполное штучное время на ацетилено-кислородную сварку одно сторонних швов стыковых соединений без скоса кромок приведено в табл. 86, а нормы расхода материалов на 1 пог. м шва при ацетилено-кислородной сварке стали — в табл. 87.

86. Неполное штучное время на ацетилено-кислородную сварку односторонних швов стыковых соединений без скоса кромок

Толщина металла,мм	Низко-углеродистая сталь	Легированная сталь	Чугун	Медь	Латунь и бронза	Алюминийи его сплавы
Толщина металла,мм	время на 1 пог. м шва, мин
Нижний шов
1	5,82	7,0	4,48	4,95	4,08	3,49
1,5	6,20	7,45	4,77	5,27	4,34	3,72
2	7,77	9,32	5,98	6,60	5,45	4,66
2,5	11,5	13,8	8,90	9,77	8,05	6,90
3	15,9	19,1	12,2	13,5	11,1	9,55
Вертикальный шов
1	6,95	8,35	5,35	5,90	4,87	4,17
1,5	7,38	8,85	5,68	6,28	5,17	4,43
2	9,30	11,1	7,15	7,90	6,50	5,57
2,5	13,7	16,4	10,5	11,6	9,60	8,22
3	19,1	22,9	14,7	16,2	13,4	11,4
Горизонтальный шов
1	8,10	9,72	6,25	6,88	5,68	4,85
1,5	8,65	10,4	6,65	7,35	6,05	5,18
2	10,8	13,0	8,33	9,20	7,55	6,50
2,5	16,0	19,2	12,3	13,6	11,2	9,60
3	22,3	26,8	17,2	19,0	15,6	13,3
Потолочный шов
1	9,25	11,1	7,12	7,85	6,48	5,55
1,5	9,90	11,9	7,62	8,40	6,94	5,94
2	12,2	14,6	8,40	10,4	8.55	7,32
2,5	18,3	22,0	14,1	15,6	12,8	11,0
3	25,3	30,4	19,5	21,5	17,7	15,2

Читать еще: Выбор электродов для сварки инвертором для начинающих

Примечания:

1. При сварке в зимнее время на открытом воздухе следует применять поправочные коэффициенты:

при температуре воздуха на рабочем месте от 0 до 10° С-1,1,

при температуре воздуха на рабочем месте ниже 10 ° С-1,2.

2. Нормы рассчитаны для мелкосерийного производства. Для единичного производства следует применять коэффициент 1,1, а для серийного — коэффициент 0,9.

87. Нормы расхода материалов на 1 м шва при ацетилено- кислородной сварке стали

Толщина металла,мм	Стыковые швы				Швы внахлестку (односторонние), угловые (внутренние) и тавровые				Угловые швы (внешние)
Толщина металла,мм	кислород, л	ацетилен, л	карбид кальция, г	присадочная проволока, г	кислород, л	ацетилен, л	карбид кальция, г	присадочная проволока, г	кислород, л	ацетилен, л	карбид кальция, г	присадочная проволока, г
0,5	2,5	2,1	8,5	15	3,5	2,9	11,6	6	1,89	1,53	6,26	6,6
1,0	10,0	8,3	33,0	24	14,0	11,7	47,0	14	7,16	6,29	25,0	15,4
1,5	22,5	19,0	75,0	26	31,5	26,0	104	23	17,0	13,6	55,8	25,3
2,0	40,0	33,0	132	42	56,0	47,0	188	35	29,9	25,0	101	35,8
2,5	62,5	52,0	208	55	83,0	73,0	292	50	47,1	39,4	157	55,0
3,0	90,0	75	300	70	126	105	420	66	67,7	56,3	227	72,6
3,5	122	102	408	75	172	143	572	85	92,8	76,9	308	93,5
4,0	160	133	532	103	224	187	748	106	121,0	101,0	404	116,6
5,0	260	208	832	238	—	—	—	—	—	—	—	—
6,0	360	300	1200	307	—	—	—	—	—	—	—	—
7,0	490	408	1632	383	—	—	—	—	—	—	—	—
8,0	640	533	2132	489	—	—	—	—	—	—	—	—
9.0	810	670	2680	575	—	—	—	—	—	—	—	—
10,0	1000	833	3330	675	—	—	—	—	—	—	—	—
11,0	1210	1010	4040	788	—	—	—	—	—	—	—	—
12,0	1440	1200	4800	910	—	—	—	—	—	—	—	—

Примечание. Нормы расхода присадочной проволоки для стыковых швов при толщине металла до 4 мм включительно предусматривают сварку без скоса кромок, а при толщине свыше 4 мм — с односторонним скосом двух кромок.

Расход кислорода и пропана на резку металла

Себестоимость процесса резки металла определяет расход кислорода и пропана, суммируемый с оплатой труда резчика. Причем расход окислителя и топлива зависит от технологии термического разделения металлов.

Поэтому мы начнем нашу статью с описания способов резки и дальше рассмотрим расход кислорода при резки труб.

Технологии резки металлов

На сегодняшний день в промышленности используются три типовых технологии термического разделения металлических заготовок:

Кислородная резка.
Плазменная резка.
Лазерная резка.

Первая технология – кислородная резка – используется при разделении заготовок из углеродистой и низколегированной стали. Кроме того, кислородным резаком можно подравнять края кромок уже отрезанных заготовок, подготовить зону раздела стыка перед сваркой и «подчистить» поверхность литой детали. Расход рабочих газов, в данном случае, определяется тратой и топлива (горючего газа), и окислителя (кислорода).

Вторая технология – плазменная резка – используется при разделении сталей всех типов (от конструкционных до высоколегированных), цветных металлов и их сплавов. Для плазменного резака нет недоступных материалов – он режет даже самые тугоплавкие металлы.

Причем качество разделочного шва, в данном случае, значительно выше, чем у конкурирующей технологии. При определении объемов рабочих газов, в данном случае, важен расход кислорода — при резке металла плазмой за горение материала отвечает именно окислитель. А сама плазма используется, как катализатор процесса термического окисления металла.

Третья технология – лазерная резка – используется для разделения тонколистовых заготовок. Соответственно, объемы расходуемых газов, в данном случае, будут существенно меньше, чем у кислородной и плазменной резки, которые рассчитаны на работу с крупными, толстостенными заготовками.

Нормы расчета горючих газов и окислителя

Нормы расхода пропана и кислорода или ацетилена и кислорода или только окислителя рассчитываются следующим образом:

Норматив расхода топлива или окислителя на погонный метр разреза (H) умножается на длину разделочного шва (L).
После этого к полученной сумме прибавляют произведение все того же норматива расхода (H) на коэффициент потерь (k), связанных с продувкой и настройкой резака.

В итоге, расход кислорода при сварке (или расход горючего газа) считается по формуле:

Причем коэффициент k принимают равным 1,1 (для мелкосерийного производства или штучной резки, когда требуется часто включать и выключать резак) или 1,05 (для крупносерийного производства, когда резак работает почти без перерывов).

Определение норматива расхода газов

Для точного определения объемов расходуемых газов необходимо определить основу формулы — норму, которой определяется расход газа на погонный метр прорезаемого металла, обозначаемую в формуле литерой «H».

Согласно общим рекомендациям нормированный расход равняется частному от допустимого расхода разделяющего аппарата (p) (кислородного, плазменного или лазерного резака) и скорости резания металла (V).

То есть формула, по которой рассчитывается нормированный расход кислорода на резку металла (Н), а равно и любого другого газа, участвующего в процессе термического разделения, выглядит следующим образом:

Искомый результат подставляют в первую формулу и получают конкретное значение расходуемого объема.

Таблица расхода кислорода при резке труб

Труба (наружный диаметр × толщина стенки), мм	Расход кислорода, м 3
Ø 14 × 2,0	0,00348
Ø 16 × 3,5	0,00564
Ø 20 × 2,5	0,00566
Ø 32 × 3,0	0,0102
Ø 45 × 3,0	0,0143
Ø 57 × 6,0	0,0344
Ø 76 × 8,0	0,0377
Ø 89 × 6,0	0,0473
Ø 108 × 6,0	0,0574
Ø 114 × 6,0	0,0605
Ø 133 × 6,0	0,0705
Ø 159 × 8,0	0,119
Ø 219 × 12,0	0,213
Ø 426 × 10,0	0,351
Ø 530 × 10,0	0,436

Читать еще: Коэффициент наплавки при ручной дуговой сварке

Определение значения допустимого расхода и скорости резания

Используемые во второй формуле операнды p (допустимый расход) и V (скорость резания) зависят от множества факторов.

В частности значение допустимого расхода определяется паспортными данными сварочного аппарата. По сути p равно максимальной пропускной способности форсунки резака в рабочем режиме.

А вот скорость резания – V– определяется исходя из глубины шва, ширины режущей струи окислителя или плазмы, типа разделяемого материала и целой серии косвенных параметров.

В итоге, значение допустимого расхода извлекают из паспорта «резака», а скорость резания находят в справочниках, которые содержат специальные таблицы или диаграммы, связывающие все вводные данные.

И согласно справочным данным допустимый расход кислорода равняется 0,6-25 кубическим метрам в час. А максимальная скорость резания – 5-420 м/час. Причем для лазерной резки характерен минимальный расход (0,6 м3/час) и максимальная скорость (420 м/час): ведь такой резак разделит только 20-миллиметровую заготовку.

А вот плазменный резак «сжигает» до 25 м3/час кислорода и 1,2 м3/час ацетилена. При этом он разделяет даже 30-сантиметровые заготовки, делая разрез на скорости в 5 метров в час.

Словом, в таких расчетах все относительно: чем больше скорость, тем меньше глубина и чем больше расход, тем меньше скорость.

Газовая сварка

Принцип сварки

Расплавление металла при газовой сварке происходит, под воздействием локализованного или пламени (рис. 1.1). Из различных температурных областей факела наибольший интерес представляет область, расположенная В зоне сварки (рис. 1.2).

Рисунок 1.1

Рисунок 1.2

Границы применимости

Толщина свариваемых материалов: применение газовой сварки экономически целесообразно для материалов толщиной до 10 мм.

Типы материалов: нелегированные и легированные стали, стальное литье, серый чугун, цветные металлы.

Область использования: сварка тонкостенных металлических изделий, сельскохозяйственное и транспортное машиностроение, монтаж и ремонт трубопроводов.

Параметры: скорость плавления стали 0,2 — 0,5, алюминия 0,15 — 0,2 кг/ч.

Выбор характеристики пламени: нейтральное пламя (соотношение горючий газ: кислород = 1: 1) применяют при сварке стали, окислительное пламя (избыток кислорода) — при сварке латуни, восстановительное пламя (избыток горючего газа) — при сварке алюминия и алюминиевых сплавов.

Положение шва при сварке: нижнее, горизонтальное, горизонтальное на вертикальной поверхности, полупотолочное, потолочное, вертикальное (снизу вверх и сверху вниз).

Расход сварочных материалов

Расход горючего газа: при толщине материала s = 1 мм 100 ацетилена (из 1 кг карбида кальция получают 300 л ацетилена; для полного разложения 1 кг карбида кальция необходимо 10л воды).

Расход сварочной проволоки при газовой сварке в зависимости от толщины металла (при разделке кромок с углом раскрытия 50°)

Максимально допустимый отбор газа из баллона: ацетилена 1000, кислорода 10 000 из каждого баллона.

Рабочие давления, регистрируемые манометром редуктора: для ацетилена 0,2, для кислорода 2,5 — 3,5 кг/см².

Таблица 1.1

Горючие газы для газовой сварки

Параметр	Ацетилен С₂Н₂	Бытовой газ	Водород H2	Пропан С₃Н₈
Мощность пламени, ккал/(см². с) Температура пламени при использовании кислорода, °С	10,7	3,03	3,34	2,56
	3200	2000	2100	2750
Концентрация, обеспечивающая воспламенение, % (объемн.)	2,8 — 82	6,5 — 35	4,1 — 75	2,1 — 9,5
Концентрация, обеспечивающая воспламенение, % (объемн.)	2,8 — 93	4,5 — 95	3,0 — 45
Минимальная температура воспламенения в кислороде, °С	300	450	450	490
Минимальная температура воспламенения в кислороде, °С	1,171	0,680	0,090	2,004
Условия хранения	В стальном баллоне под давлением до 15 кг/см²	Отбор из городской сети	В стальном баллоне под давлением до 150 кг/см²	В стальном баллоне
Цвет маркировки баллона	Желтый	Красный	Красный

Гранулометрия зерен карбида (по TGL 11649, лист I):

Гранулометрия зерен карбида

Группа	Размер зерен карбида, мм
Пылевидный	3 мм, а = 50°.

Оборудование

Для выполнения газовой сварки используют сварочные устройства, установки для выработки ацетилена, сварочную арматуру и вспомогательное оборудование.

Устройства для газовой сварки

Установки для получения ацетилена (изготовитель asug)

Вспомогательная арматура для газовой сварки

Вспомогательное оборудование для газовой сварки

Таблица 1.6

Вспомогательное оборудование для газовой сварки

Вспомогательное оборудование	Среда	Параметры	Изготовитель
Распределительный стеллаж I	Кислород, азот, сжатый воздух, водород, пропан, ацетилен, двуокись углерода	Распределительный стеллаж для 4 — 12 стальных баллонов	Autogen
Распределительный стеллаж II		Распределительный стеллаж для 2×6, 2×8; 2×10, 2×12, 2×24 стальных баллонов
Стандартные стальные баллоны для сжатого газа	Кислород, азот, сжатый воздух, ацетилен, двуокись углерода	Объем 40 л, масса без газа 70 кг
Тележка для стеллажа	Кислород, азот, водород	Стеллаж для 20, 33, 54, 72 стальных баллонов
Соединение баллонов	Кислород, водород, пропан, ацетилен	—
Транспортная тележка для баллонов:
тип исполнения I	2 стальных баллона	—	Предприятие , Грефендорф, ГДР
тип исполнения II	1 стальной баллон, 1 газогенератор	—	Предприятие , Грефендорф, ГДР
Быстродействующий клапан, один газ	Кислород, ацетилен	Расход 5200 м³/ч	Autogen
Быстродействующий клапан, смесь двух газов	Смеси: кислород — ацетилен, кислород — бытовой газ, кислород — водород	Расход кислорода 5200, ацетилена 2000 м³/ч	Autogen

Выбор основных и присадочных материалов, термообработка

Для групп материалов, указанных в п. 1.1.1, выбор основных и присадочных материалов при сварке сталей производится по табл. 1.7. Свойства (химический состав и параметры прочности) приведены в табл. 1.8. Параметры сварки стального литья соответствуют параметрам сварки стали. Сварку серого чугуна производят с предварительным подогревом или до 250 °С («полугорячая сварка»), или до 600 °С (горячая сварка); скорость нагрева и охлаждения 50 °. Присадочный материал — сварочный пруток из аманита (серого чугуна, Ó в = 30 кгс/мм2, твердость НВ 200, температура плавления 1200 °С), диаметром 4, 5, 6, 8, 10, 12 мм (изготовитель — предприятие по сварочной технике, Эйзенах). Наиболее интересными (в аспекте газовой сварки цветных металлов) являются прежде всего алюминий и его сплавы. Присадочные материалы можно выбрать по TGL 14908, флюсы — по TGL 14709, лист 2, F-; подготовка соединений — по TGL 14906, листы 1 — 5.

Основные и присадочные материалы для газовой сварки

Свойства присадочных материалов для газовой сварки

Техника сварки
Производство металлов и сплавов
Рекомендации по выбору бизнеса
Строительное оборудование МСД
Тепловые насосы

Сварка, пайка, склейка и резка материалов

Наплавка

Наплавка представляет собой разновидность сварки, заключающуюся в локальном нанесении методом сварки материала на основное изделие для защиты его от коррозии и износа или для наращивания и увеличения его объема.

Лазерная сварка

При лазерной сварке для оплавления свариваемых кромок используют световой пучок. Сконцентрированный световой луч характеризуется монохроматичностью, когерентностью, параллельностью и высокой плотностью энергии.

Электроннолучевая сварка

В процессе сварки используется тепло, выделяющееся при соударении ускоренных электронов с металлом свариваемых деталей.

Продажа шагающий экскаватор 20/90

Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5
Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788