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发表于 2015-4-9 13:32:21
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一、概况
目前在各行业中管子的生产加工及安装等过程中,当不锈钢管壁厚超过4mm时,即需要开坡口,焊接前需要预留焊接间隙2-3mm,并在此间隙下点焊固定,此过程需要消耗较多的焊接装配时间,后进行打底焊,根据钢管厚度不同进行多层焊接,最后用较大直径焊丝盖面,完成对接接头的焊接。
在采用了不锈钢管活性剂技术后,对于厚度不超过6.8mm的不锈钢管,可以在不开坡口不留间隙的情况下一次焊接完成,单面焊双面成形;对于厚度大于6.8mm的不锈钢管,可以开小坡口,留根6mm左右,不留间隙,即节省了坡口加工及装配时间,又节省了焊丝的填充量。
不锈钢管活性剂焊接技术的应用,只需在点焊后的钢管上涂覆一层厚度为35~50微米,两侧各形成宽度为10mm的活性剂层,等待3分钟左右活性剂晾干后,即可用TIG焊打底而后盖面。与传统的TIG焊相比,在不增加焊接技术难度的情况下,提高了焊接效率,减小了熔宽,增加了熔深,并且焊缝表面成形美观,焊接检验表明接头的各项性能均未受影响。
在对某管业公司进行了不锈钢管涂覆活性剂的手工A-TIG焊接试验验证后,经与TIG焊工艺过程对比,发现其焊接效率及经济效益大大高于目前使用的TIG焊工艺。
二、A-TIG焊与TIG焊经济效益对比
A-TIG焊与TIG焊工艺过程不同之处,在概况中已介绍,其经济效益对比主要从三方面进行分析:加工工时、焊接材料消耗及能量消耗。
现以直径141mm,壁厚6.8mm的不锈钢管为例,进行分析如下:
1、加工工时
a、焊前准备时间:TIG焊坡口加工时间为15min,留间隙装配及点焊时间约为5min;而A-TIG焊,不需要开坡口,不需要预留间隙,装配及点焊时间不足两分钟,活性剂涂覆及晾干时间约为5min。
b、焊接时间:TIG焊需45min完成管子对接;而A-TIG焊仅需30min完成。
就加工时间而言,TIG焊共计用时65分钟,而A-TIG焊共计用时37分钟,可知采用A-TIG焊后加工工时为原来的56.9%,加工工时节省了43.07%。
2、焊接材料消耗
a、焊丝填充:TIG焊时需要打底,盖面两道焊,打底焊需添加两根直径2.0的焊丝,盖面焊时需要3根Φ2.4的焊丝,而改用A-TIG焊时只需要1.5根Φ2.4焊丝进行盖面焊。焊丝的填充量节省了65.77%。
b、保护气:TIG焊过程采用正面加背面保护的方式进行焊接,一般正面保护气流量大约为12~15L/min,背面保护气流量大约为15~20L/min。由于A-TIG焊接时间的减少使得保护气的使用量减少。其减少情况与焊接时间成正比,也即节省保护气43.07%。
3、能量消耗
能量消耗主要是电能的消耗,通常由三部分构成砂轮机打磨消耗电能、焊接消耗电能以及焊接过程中冷却水系统消耗电能。由于A-TIG焊可以不打磨或者少打磨,并且焊接时间短,故而电能的消耗量较TIG焊少。
综上所述,就直径141mm,壁厚6.8mm的不锈钢管对接焊缝而言,按照焊工每小时工资40元/小时,焊接材料和能源以市场价格计算,进行了TIG焊与A-TIG焊经济效益对比分析,详见下表:
该管业公司2008年年加工不锈钢管约1万根,壁厚4mm以上的年加工量为3048根,配套的法兰为4268只,三通为936只,弯头为2566只。管直径为DN25,DN30,DN50,DN80,DN150,DN200,DN250。
那么按照不锈钢管直径计算当量值141mm,焊缝条数为17288,最终得总节省费用为387191.1元。
初步估算该管业公司在壁厚超过4mm不锈钢管上使用活性剂后,年节省费用高达387191.1元。
3.1 A-TIG焊与传统TIG焊效率的比较
效率分析
单位:分钟
时间
未使用活性剂
使用活性剂
坡口加工时间
15
0
装配时间
5
2
涂抹及晾干时间
0
5
焊接时间
45
30
共计
65
37
节省时间
28
提高效率
43.08%
从以上分析可知看出,使用活性焊剂可以节省43.08%的工时。
3.2 A-TIG焊与传统TIG焊生产成本的比较
生产成本主要是由人工成本、材料成本和能源成本三部分组成。其中,材料成本包括焊丝和氩气的成本;能源成本主要计算坡口打磨和焊接所耗的电能。
成本分析
单位:元
项目
未使用活性剂
使用活性剂
单价
备注
人工成本
43.3
24.67
40元/小时
1
材料成本
焊丝
10.41
3.56
72元/公斤
2
氩气
13.13
8.75
50元/瓶
3
能源成本
坡口打磨耗电
0.13
0
0.746元/千瓦时
4
焊接耗电
1.33
0.89
5
共计
68.33
37.87
节省成本
30.46
降低成本率
44.58%
1该管业公司提供的焊工小时工资。
2未使用活性剂时,打底2根Φ2.0mm焊丝,盖面3根Φ2.4mm焊丝;使用活性剂时只需盖面1.5根Φ2.4mm焊丝。Φ2.0mm焊丝重量为22.8克/根;Φ2.4mm焊丝重量为33克/根。
3正面保护气流量为15 L/min,背面保护气流量为20 L/min。
4砂轮的功率为700瓦。
5水冷装置功率为320W,焊接电流为165A,电压为10V,焊机效率约为80%。
从以上分析可以看出,使用活性焊剂焊接不锈钢管可以节省近一半的成本。 |
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