Коэффициенты расхода электродов по группам (актуальные данные 2025)
| Группа электродов | Основные марки электродов | Коэффициент расхода на 1 кг наплавки | Потери на огарки, % | Потери на разбрызгивание, % |
|---|---|---|---|---|
| I | Э38, Э42, Э46, АНО-21 | 1,6-1,8 | 8-12 | 10-15 |
| II | Э50, Э55, УОНИ-13/55, ОК-46.00 | 1,7-1,9 | 8-12 | 12-18 |
| III | Э60, Э70, ЦУ-5, УОНИ-13/65 | 1,8-2,0 | 10-15 | 15-20 |
| IV | Наплавочные: ЦН-6Л, ЦН-12М, Т-590 | 1,9-2,3 | 12-18 | 15-25 |
Коэффициенты потерь на угар и разбрызгивание
| Тип сварки | Коэффициент потерь (Ψ) | Угар, % | Разбрызгивание, % | Огарки, % |
|---|---|---|---|---|
| Ручная дуговая сварка | 0,25-0,30 | 8-12 | 10-15 | 3-5 |
| Полуавтоматическая в CO₂ | 0,10-0,15 | 3-5 | 5-8 | 2-3 |
| Автоматическая под флюсом | 0,02-0,03 | 1-2 | 0,5-1 | 0,5-1 |
| Наплавка | 0,20-0,35 | 10-15 | 8-18 | 2-4 |
Типы электродов и их характеристики наплавки
| Диаметр электрода, мм | Коэффициент наплавки, г/А·ч | Рекомендуемый ток, А | Производительность, кг/ч | Расход на 1 кг наплавки, кг |
|---|---|---|---|---|
| 3,0 | 8,5-9,5 | 80-120 | 0,8-1,2 | 1,65-1,75 |
| 4,0 | 9,0-10,5 | 120-180 | 1,2-1,8 | 1,60-1,70 |
| 5,0 | 10,0-11,5 | 180-250 | 1,8-2,5 | 1,55-1,65 |
| 6,0 | 11,0-12,5 | 250-350 | 2,5-3,5 | 1,50-1,60 |
Поправочные коэффициенты по положению сварки
| Положение сварки | Код положения | Поправочный коэффициент | Увеличение расхода, % |
|---|---|---|---|
| Нижнее | PA | 1,00 | - |
| Горизонтальное | PB | 1,05 | 5 |
| Вертикальное снизу вверх | PF | 1,10 | 10 |
| Потолочное | PE | 1,15 | 15 |
Пример расчета расхода электродов
| Параметр | Значение | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|
| Масса наплавки | 10 | кг | Исходные данные |
| Коэффициент расхода | 1,7 | - | Для электродов группы II |
| Поправка на положение | 1,1 | - | Вертикальное положение |
| Расход электродов | 18,7 | кг | 10 × 1,7 × 1,1 |
Оглавление статьи
Общие принципы расчета расхода электродов
Расчет расхода электродов на килограмм наплавки является фундаментальной задачей в сварочном производстве, требующей учета множества технологических и экономических факторов. Точное определение потребности в сварочных материалах позволяет оптимизировать производственные затраты и обеспечить высокое качество сварных соединений.
Основой для расчета служит масса наплавленного металла, которая определяется геометрическими параметрами сварного соединения и физическими свойствами свариваемых материалов. При этом необходимо учитывать, что не весь металл электрода переходит в сварной шов — значительная часть теряется в процессе сварки.
Gэл = Gнапл × Kрасх × Kпоправ
где Gэл — расход электродов (кг), Gнапл — масса наплавленного металла (кг), Kрасх — коэффициент расхода электродов, Kпоправ — поправочный коэффициент.
Факторы, влияющие на расход электродов
Технологические факторы
Расход электродов существенно зависит от выбранной технологии сварки. Ручная дуговая сварка характеризуется наибольшими потерями металла, составляющими 25-30% от общей массы расплавленного электрода. При автоматической сварке под флюсом потери снижаются до 2-3%, что делает этот процесс более экономичным для крупносерийного производства.
Характеристики электродов
Тип покрытия электрода оказывает значительное влияние на коэффициент наплавки и, соответственно, на общий расход материалов. Электроды с основным покрытием обеспечивают более стабильное горение дуги и меньшие потери на разбрызгивание по сравнению с рутиловыми электродами.
Пространственное положение сварки
Положение сварки в пространстве критически влияет на расход электродов. Нижнее положение является наиболее экономичным, тогда как потолочная сварка может увеличить расход на 15-20% из-за повышенного разбрызгивания и необходимости использования пониженных токов.
Квалификация сварщика
Мастерство исполнителя напрямую влияет на эффективность использования электродов. Опытный сварщик способен минимизировать потери за счет правильного выбора режимов сварки, оптимальной длины дуги и рационального использования электродов.
Методы расчета расхода электродов
Теоретический метод расчета
Теоретический расчет основывается на определении массы наплавленного металла через геометрические параметры сварного соединения. Масса наплавки рассчитывается как произведение площади поперечного сечения шва на его длину и плотность металла.
Для стыкового соединения: F = S × B
где S — толщина металла, B — ширина разделки
Gнапл = F × L × ρ
где L — длина шва, ρ — плотность металла (7,85 г/см³ для стали)
Нормативный метод расчета
Нормативный метод основан на использовании коэффициентов расхода, установленных в ВСН 452-84 и других нормативных документах. Этот метод учитывает накопленный производственный опыт и обеспечивает более точные результаты для массового производства.
Коэффициенты расхода дифференцированы по группам электродов в зависимости от их характеристик и области применения. Группа I включает электроды общего назначения с коэффициентом 1,6-1,8, тогда как для специальных наплавочных электродов коэффициент может достигать 2,2.
Экспериментальный метод
Экспериментальное определение расхода проводится в производственных условиях путем контрольных замеров. Этот метод особенно важен при освоении новых технологий или работе с нестандартными материалами, когда нормативные данные могут не отражать реальные условия производства.
Вернуться к оглавлениюУчет потерь на огарки и разбрызгивание
Анализ структуры потерь
Потери металла при электродуговой сварке складываются из нескольких компонентов, каждый из которых требует отдельного рассмотрения. Основными составляющими являются угар металла в зоне сварки, разбрызгивание расплавленного металла и образование огарков — неиспользованных остатков электродов.
Потери на угар
Угар металла происходит вследствие окисления и испарения в высокотемпературной зоне дуги. Интенсивность угара зависит от состава защитной атмосферы, создаваемой покрытием электрода, и режимов сварки. При ручной дуговой сварке потери на угар составляют 8-12% от массы расплавленного металла.
Разбрызгивание металла
Разбрызгивание является следствием нестабильности дугового процесса и динамических явлений в сварочной ванне. Факторами, влияющими на интенсивность разбрызгивания, являются величина и полярность сварочного тока, длина дуги, состав покрытия электрода и пространственное положение сварки.
Учет огарков
Огарки представляют собой неиспользованные остатки электродов, длина которых ограничивается конструкцией электрододержателя и требованиями техники безопасности. Стандартная длина огарка составляет 40-50 мм для электродов диаметром 3-5 мм.
Погарки = (Lогарка / Lэлектрода) × 100%
где Lогарка — длина огарка, Lэлектрода — общая длина электрода
Интегральный коэффициент потерь
Общий коэффициент потерь Ψ определяется как сумма всех видов потерь и используется для корректировки теоретического расхода электродов. Для различных способов сварки значения коэффициента потерь существенно различаются.
Вернуться к оглавлениюНормативная база и стандарты
Ведомственные строительные нормы ВСН 452-84
ВСН 452-84 остается основным нормативным документом, регламентирующим производственные нормы расхода материалов в строительстве. Данный стандарт содержит детализированные таблицы коэффициентов расхода для различных типов электродов и условий сварки, основанные на обширных производственных испытаниях.
Нормы ВСН 452-84 предусматривают дифференциацию электродов на четыре основные группы в зависимости от их марки и коэффициента расхода на один килограмм наплавленного металла. Эта классификация учитывает особенности металлургических процессов и обеспечивает точность планирования материальных ресурсов.
ГОСТ 9466-75 и современные стандарты
ГОСТ 9466-75 "Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки" продолжает действовать и устанавливает классификацию электродов и технические требования к их характеристикам. Однако с 2009 года действует более современный ГОСТ Р ИСО 2560-2009, который гармонизирован с международными требованиями.
ГОСТ Р ИСО 2560-2009 "Материалы сварочные. Электроды покрытые для ручной дуговой сварки нелегированных и мелкозернистых сталей" устанавливает актуальные требования к классификации электродов по пределу текучести металла шва и энергии удара. Современные стандарты EN ISO 2560:2009 и аналогичные документы обеспечивают международную совместимость технических решений и методов расчета.
Нормы ВСН 416-81
ВСН 416-81 дополняет основные нормы расхода материалов специальными положениями для различных видов сварочных работ. Документ содержит поправочные коэффициенты для нестандартных условий сварки и методики их применения в производственных расчетах.
Практические примеры расчетов
Пример 1: Расчет для стыкового соединения
Рассмотрим практический расчет расхода электродов для сварки стыкового соединения листовой стали толщиной 12 мм. Длина сварного шва составляет 10 метров, сварка выполняется в нижнем положении электродами УОНИ-13/55 диаметром 4 мм.
- Толщина металла: 12 мм
- Длина шва: 10 м
- Площадь сечения шва: 120 мм²
- Плотность стали: 7,85 г/см³
Gнапл = 120 мм² × 10000 мм × 7,85 г/см³ = 9,42 кг
Для электродов группы II (УОНИ-13/55): Kрасх = 1,8
Gэл = 9,42 кг × 1,8 = 16,96 кг ≈ 17 кг
Пример 2: Расчет для угловых швов
Для расчета расхода электродов при выполнении угловых швов необходимо учитывать катет шва и коэффициент формы сварного соединения. Рассмотрим сварку угловых швов катетом 8 мм общей длиной 50 метров.
- Катет углового шва: 8 мм
- Длина швов: 50 м
- Площадь сечения шва: 32 мм² (0,5 × 8²)
- Электроды Э42, диаметр 3 мм
Gнапл = 32 мм² × 50000 мм × 7,85 г/см³ = 12,56 кг
Gэл = 12,56 кг × 1,65 = 20,72 кг ≈ 21 кг
Пример 3: Учет поправочных коэффициентов
При сварке в вертикальном положении снизу вверх к базовому расходу электродов применяется поправочный коэффициент 1,1. Для потолочного положения коэффициент составляет 1,15.
Базовый расход: 15 кг
Вертикальное положение: 15 × 1,1 = 16,5 кг
Потолочное положение: 15 × 1,15 = 17,25 кг
Оптимизация расхода электродов
Технологические методы оптимизации
Снижение расхода электродов достигается комплексом технологических мероприятий, направленных на повышение эффективности сварочного процесса. Основными направлениями являются оптимизация параметров сварки, правильный выбор типа электродов и совершенствование техники выполнения сварных соединений.
Использование электродов с железным порошком в покрытии позволяет повысить коэффициент наплавки на 20-30% и соответственно снизить удельный расход материалов. Такие электроды особенно эффективны при сварке в нижнем положении толстолистовых конструкций.
Организационные мероприятия
Рациональная организация рабочего места сварщика и правильное планирование последовательности сварочных операций способствуют минимизации непроизводительных потерь электродов. Важным фактором является обеспечение оптимальных условий хранения электродов, предотвращающих увлажнение покрытия.
Контроль качества и учет
Внедрение системы оперативного контроля расхода электродов позволяет своевременно выявлять отклонения от нормативных показателей и принимать корректирующие меры. Современные методы учета включают применение электронных систем взвешивания и автоматизированного учета материалов.
Перспективные технологии
Развитие порошковых проволок и современных защитных газов открывает новые возможности для снижения расхода сварочных материалов. Применение импульсных режимов сварки и адаптивного управления параметрами дуги позволяет достичь коэффициента потерь менее 10% при сохранении высокого качества сварных соединений.
Вернуться к оглавлениюИсточники
- ВСН 452-84. Производственные нормы расхода материалов в строительстве. Сварочные работы (действует).
- ГОСТ Р ИСО 2560-2009. Материалы сварочные. Электроды покрытые для ручной дуговой сварки нелегированных и мелкозернистых сталей. Классификация (действует).
- ГОСТ 9466-75. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки (действует).
- ГОСТ 10051-75. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами (действует).
- ВСН 416-81. Общие производственные нормы расхода материалов в строительстве (действует).
- EN ISO 2560:2009. Welding consumables - Covered electrodes for manual metal arc welding of non-alloy and fine grain steels.
- Производственные данные ведущих электродных заводов России, 2024-2025 гг.
- Исследования коэффициентов наплавки современных электродов, Научно-исследовательский институт сварки, 2024.
Отказ от ответственности
Данная статья носит исключительно ознакомительный характер и предназначена для получения общей информации о расчете расхода электродов при наплавке. Представленные данные, таблицы и расчеты основаны на действующих нормативных документах и открытых источниках по состоянию на июнь 2025 года.
Автор не несет ответственности за точность всех приведенных данных и их применимость к конкретным производственным условиям. Нормативная база может изменяться - перед практическим использованием информации рекомендуется проверить актуальность нормативных документов и провести собственные расчеты с учетом специфических условий производства.
Все расчеты должны выполняться квалифицированными специалистами с учетом требований действующих стандартов ГОСТ Р ИСО 2560-2009, ГОСТ 9466-75, ВСН 452-84 и технических условий. Автор настоятельно рекомендует проведение контрольных испытаний для подтверждения расчетных данных в конкретных производственных условиях.
