焊接工艺中材料定额的计算方法

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：任何采用焊接方法制造的锅炉、压力容器产品均要涉及焊接材料定额的计算和预估。表10-15 不同焊接方法的焊接材料定额损耗系数推荐根据以上计算公式，焊接材料定额计算工作似乎不难。焊接材料定额卡样表设计见表10-17。

任何采用焊接方法制造的锅炉、压力容器产品均要涉及焊接材料定额的计算和预估。在实际制造过程中，总是不可避免地存在焊接材料工艺定额与实际使用之间的偏差，如何使得这一偏差值降到最低，需要每一个焊接工程师在工作中不断探索。

焊接材料定额理论计算的基本公式如下：

G₁=G₂×S₁

G₂=V_熔×g

G_焊剂=G_焊丝×S₂ （10-1）

式中 G₁——某焊接方法的理论焊接材料消耗定额；

G₂——熔敷金属重量；

S₁——该焊接方法的损耗系数，见表10-15；

V_熔——熔敷金属体积；

g——金属的密度系数；

G_焊剂——埋弧焊剂理论消耗定额；

G_焊丝——埋弧焊丝理论消耗定额；

S₂——焊剂损耗系数，取值范围通常在1.0～1.5之间。

表10-15 不同焊接方法的焊接材料定额损耗系数推荐

根据以上计算公式，焊接材料定额计算工作似乎不难。实则不然，如果要得到一个相对精确的焊接材料定额值，其难度确实相当大。从微观来分析，前面所述的焊接方法损耗系数不是一个唯一不变的定值，它与焊工操作习惯、实际坡口加工尺寸以及装配后间隙、原材料实际壁厚或圆周尺寸、焊缝余高等均有着密不可分的联系，是一个随时变化的数据；埋弧焊剂损耗系数也会随着焊接设备、焊剂回收状况、焊接参数变化而改变。但是，从宏观上看，相对于一个稳定的企业而言，也就是指焊工队伍比较稳定、焊接设备相对稳定、坡口加工方式稳定、装配习惯较稳定等情况下，其损耗系数就会相对处于某一个稳定值。这就需要焊接工程师通过大量的基础数据统计和分析，才能得出适合该企业使用的损耗系数。当然，这一系数也不是一成不变的，随着企业实际情况的变化，需要不断地进行调整和修正。(https://www.chuimin.cn)

以压力容器壳体最常用的一条纵缝进行举例说明。通常纵缝的坡口形式示意图如图10-4所示。

根据此坡口形式，可以利用平面几何、三角公式计算焊缝长度为1m的碳钢纵缝采用埋弧焊时，其埋弧焊焊丝理论消耗。其重量的计算公式如下，同时为方便计算，焊缝余高的宽度和高度分别用坡口的上表面宽度和焊缝的余高表示：

G焊丝重量=S₁×7.8×10^-3×[bδ+δ（δtan（β/2））+c（b+2δtan（β/2））] （10-2）

式中 S₁——表示埋弧焊焊丝的损耗系数；

b、δ、β——如图10-4所示；

c——余高。

以上公式共存在4个变量，即S₁、b、δ、β。在计算焊接材料定额时，图样只给出一个理想的要求范围值，实际生产过程中，每一个变量都在发生变化，可能在设计允许范围值的最大、最小或介于两者之间，甚至偶尔出现超差情况。每一种情况实际的焊接材料消耗都不相同，可以通过一张表格更直观地看到这种差异。以长度为1m的壳体纵缝为例，其名义壁厚为100mm（采购允许公差为±10%），坡口间隙为（20±2）mm，坡口角度为12°±2°，余高为（2±2）mm，在不同制造偏差的情况下可能导致焊接材料消耗定额计算的偏差情况见表10-16。

图10-4 纵缝坡口形式示意图

表10-16 不同制造偏差引起的焊接材料消耗定额计算值的变化

（续）

因此，在进行焊接材料采购前预估时，应考虑各种最大偏差值并适当考虑加估少量返修定额；在工艺定额编制时，以基准值进行计算并下发定额；实际制造时，应实时了解工程的实际偏差情况，必要时补发甚至根据实际情况紧急采购焊接材料。焊接材料定额卡样表设计见表10-17。

焊接工艺中材料定额的计算方法

相关推荐