Сварщики под флюсом и GMAW: Какой метод уменьшает стоимость на проход вдвое?
В промышленной сварке выбор правильного процесса напрямую влияет на производительность, качество и затраты. Два популярных метода — это сварка под флюсом (SAW) с использованием сварщики под флюсом и газометаллическая сварка (GMAW), также известная как MIG-сварка. Оба процесса соединяют металлы с помощью электрической дуги, но их конструкция, возможности и стоимость значительно различаются. Основной вопрос для производителей и монтажников: какой из процессов сокращает затраты на проход — сварщики под флюсом или GMAW? В этом руководстве представлен сравнительный анализ двух технологий, рассматриваются такие факторы, как скорость наплавки, расход материалов, затраты на рабочую силу и энергию, чтобы определить, какой вариант позволяет сократить затраты на проход вдвое.
Основы сварки под флюсом и GMAW
Сварщики под флюсом
Сварщики под флюсом используют непрерывную электродную проволоку, подаваемую в сварное соединение, при этом дуга и расплавленная сварочная ванна защищены слоем гранулированного флюса. Флюс плавится, образуя защитный шлак, предотвращающий загрязнение воздухом и улучшающий качество сварного шва. Сварщики под флюсом известны высокой скоростью наплавки, глубоким проплавлением и пригодностью для толстых материалов (6 мм и более). Они часто используются в тяжелой промышленности, такой как судостроение, строительство трубопроводов и изготовление стальных конструкций.
GMAW (сварка металлическим электродом в среде инертного газа)
GMAW использует непрерывную электродную проволоку, подаваемую через сварочное ружье, при этом дуга защищена защитным газом (таким как аргон или диоксид углерода). Газ защищает сварочную ванну от кислорода и азота, обеспечивая чистое сплавление. GMAW универсальна, применяется для тонких до средней толщины материалов (0,5–12 мм) и популярна в автомобилестроении, производстве и ремонтных работах благодаря своей портативности и простоте использования.
Основные факторы стоимости: сравнение по проходам
Стоимость прохода рассчитывается путем объединения расходов на расходные материалы, рабочую силу, энергию и износ оборудования. Давайте рассмотрим, как полуавтоматическая сварка под флюсом и сварка MIG-пистолетом справляются с каждой категорией.
1. Скорость наплавки и производительность
Скорость наплавки — количество наплавленного за час присадочного металла — напрямую влияет на стоимость прохода. Более высокие скорости означают, что для заполнения стыка требуется меньше проходов, что снижает трудозатраты и расходы на время.
- Сварщики под флюсом : Эти машины превосходно справляются со скоростью наплавки, которая обычно составляет от 5 до 20 кг в час. Некоторые высокомощные сварочные аппараты под флюсом могут достигать 30 кг/час для толстых материалов. Такая высокая производительность означает, что одним проходом можно заполнить большие стыки, уменьшая количество необходимых проходов по сравнению с MIG-сваркой. Например, сварка стальной пластины толщиной 20 мм может занять 2–3 прохода при использовании сварки под флюсом и 5–7 проходов при использовании MIG-сварки.
- ГМОВ : Скорости наплавки ниже, обычно от 1 до 8 кг в час. Процесс медленнее, потому что защитный газ ограничивает величину тока, который можно применять без возникновения брызг или пористости. Более толстые материалы требуют большего количества проходов, что увеличивает общее время и затраты на рабочую силу на каждый шов.
Более высокие скорости наплавки делают сварку под флюсом более производительной, значительно сокращая время и расходы на рабочую силу за проход.
2. Стоимость расходных материалов: электрод, флюс и газ
Расходные материалы (сварочная проволока, флюс, защитный газ) составляют значительную часть затрат на проход.
- Сварщики под флюсом : Расходные материалы включают сварочную проволоку и флюс. Флюс относительно недорог, и часть неиспользованного флюса может быть восстановлена и повторно использована (до 50–70% в некоторых установках), что снижает отходы. Сварочная проволока для сварки под флюсом часто дешевле по сравнению с проволокой для MIG/MAG-сварки в расчете на килограмм, так как не требует специальных покрытий для совместимости с газом.
- ГМОВ : Расходные материалы включают электродную проволоку и защитный газ. Защитный газ является регулярной статьей расходов; типичный баллон может стоить от 50 до 100 долларов и рассчитан на 8–12 часов непрерывного использования. Проволока для сварки MIG- MAG также дороже, чем проволока для сварки SAW, из-за специальных покрытий. Кроме того, MIG- MAG сварка создает больше брызг, что приводит к расходу проволоки и требует очистки после сварки, увеличивая косвенные затраты.
Сварщики с флюсовой защитой имеют более низкие затраты на расходные материалы на килограмм наплавленного металла, особенно при использовании флюса повторно.
3. Стоимость рабочей силы
Стоимость рабочей силы зависит от времени, затрачиваемого сварщиком на каждый проход, и необходимого уровня квалификации.
- Сварщики под флюсом : Сварка под флюсом часто бывает автоматической или полуавтоматической, что снижает потребность в высококвалифицированных операторах. После установки параметров машина может работать непрерывно, а операторы контролируют процесс, а не вручную направляют дугу. Это снижает затраты на рабочую силу на проход, поскольку один оператор может управлять несколькими машинами.
- ГМОВ : GMAW часто выполняется вручную, требуя от сварщиков высокой квалификации для управления горелкой, поддержания скорости сварки и корректировки параметров в зависимости от изменений в стыке. Ручная работа медленнее и требует больше усилий, особенно при сварке крупных стыков, требующих нескольких проходов. Квалифицированные сварщики GMAW также получают более высокую почасовую оплату, что увеличивает стоимость каждого прохода.
Автоматизация с использованием сварочных аппаратов с флюсовой защитой снижает затраты на рабочую силу, что является ключевым фактором в уменьшении стоимости каждого прохода.
4. Энергоэффективность
Потребление энергии влияет на эксплуатационные расходы, особенно при высоких объемах сварки.
- Сварщики под флюсом : SAW использует более высокий ток (300–1000 ампер), но при этом обладает высокой эффективностью преобразования энергии в тепло для сварки. Флюс помогает концентрировать тепло в сварочной ванне, уменьшая потери энергии.
- ГМОВ : GMAW использует более низкий ток (100–400 ампер), но является менее энергоэффективной. Больше энергии теряется в виде брызг или рассеивания тепла, а необходимость выполнения нескольких проходов увеличивает общее потребление энергии на стык.
Хотя сварщики под флюсом потребляют больше энергии в час, их более высокая скорость наплавки означает меньшее общее потребление энергии на килограмм сварочного металла, что снижает энергетические затраты на проход.
5. Очистка и доработка после сварки
Затраты на очистку и доработку увеличивают расходы на каждый проход.
- Сварщики под флюсом : Сварка под флюсом производит минимальное разбрызгивание и образует шлаковый слой, защищающий сварной шов при его охлаждении. Шлак легко удаляется с помощью зубила, что сокращает время очистки. Качество сварки высокое, с меньшим количеством дефектов, таких как пористость или непровар, что снижает затраты на доработку.
- ГМОВ : При сварке в среде защитных газов происходит большее разбрызгивание, удаление которого требует шлифовки или скалывания. Недостаточное газовое покрытие может вызвать пористость, а неравномерная скорость перемещения привести к неровным швам, что увеличивает потребность в доработке. Эти дополнительные этапы увеличивают время и трудозатраты на проход.
Сварка под флюсом снижает затраты после сварки, дополнительно уменьшая стоимость каждого прохода.
Сравнение реальных затрат: пример из практики
Для демонстрации различий сравним стоимость на проход для сварки соединения стального листа толщиной 15 мм (длиной 1 метр) с использованием обоих процессов. При использовании сварочного аппарата с флюсом скорость наплавки составляет 10 кг/час, для завершения соединения требуется 2 прохода. Стоимость рабочей силы составляет 30 долларов США в час из-за автоматизации, а расходные материалы (проволока и флюс) стоят 1,20 доллара США за кг. Стоимость энергии — 0,15 доллара США за кВт·ч, а минимальная очистка сохраняет дополнительные расходы низкими. Общая стоимость на проход для сварочного аппарата с флюсом составляет 18,50 долларов США.
Для процесса GMAW скорость наплавки ниже — 3 кг/час, для того же соединения требуется 5 проходов. Стоимость рабочей силы выше — 45 долларов США в час из-за ручной работы, а расходные материалы (проволока и газ) стоят 2,50 доллара США за кг. Из-за большего разбрызгивания требуется дополнительное время на очистку, а потребление энергии выше из-за увеличенного количества проходов. Общая стоимость на проход для процесса GMAW составляет 42,30 доллара США.
В этом сценарии сварщики с использованием подфлюсовой дуги уменьшают стоимость на проход более чем на 50% по сравнению с GMAW, что обусловлено более высокой производительностью, более низкой стоимостью расходных материалов и сокращением затрат на рабочую силу.
Когда GMAW обеспечивает большую экономию средств?
Хотя сварщики с использованием подфлюсовой дуги превосходны в тяжелых условиях эксплуатации, GMAW может быть дешевле в определенных ситуациях:
- Тонкие материалы : Для материалов толщиной менее 6 мм GMAW требует меньше подготовительных шагов и позволяет завершить соединения за 1–2 прохода, избегая более высоких начальных затрат на настройку SAW.
- Мелкие, сложные стыки : Портативность и ручное управление делают GMAW более подходящей для сложных соединений или небольших деталей, где автоматизация непрактична.
- Производство малыми партиями : Для редких сварочных работ оборудование GMAW дешевле в покупке и обслуживании по сравнению с подфлюсовым сварочным аппаратом, что снижает общие затраты.
Часто задаваемые вопросы
Является ли подфлюсовый сварочный аппарат более дорогим для покупки, чем машина GMAW?
Да, первоначальные вложения в сварочные аппараты для дуговой сварки под флюсом выше ($10 000–$50 000) по сравнению с полуавтоматами ($2 000–$15 000). Однако для крупносерийного производства экономия на каждом проходе быстро компенсирует первоначальные затраты.
Можно ли использовать сварочные аппараты для дуговой сварки под флюсом для тонких материалов?
Они не являются идеальными. Высокий тепловой ввод при дуговой сварке под флюсом может привести к прожогам на материалах толщиной менее 6 мм. Для тонких металлов лучше подходит полуавтоматическая сварка.
Действительно ли восстановление флюса позволяет снизить затраты при использовании сварочных аппаратов для дуговой сварки под флюсом?
Да. Восстановление и повторное использование флюса могут снизить расходы на материалы на 30–40 %, что делает дуговую сварку под флюсом более экономичной для крупных проектов.
Является ли полуавтоматическая сварка более быстрой для небольших работ?
Да. Полуавтоматическая сварка требует меньше времени на подготовку по сравнению с дуговой сваркой под флюсом, что делает её более быстрой для коротких, простых соединений или работ небольшого объема.
Требуют ли сварочные аппараты для дуговой сварки под флюсом большего обслуживания, чем полуавтоматы?
Нет. В дуговой сварке под флюсом меньше движущихся частей, чем в полуавтоматических горелках, которым требуется регулярная очистка сопел и замена вкладышей. Обслуживание дуговой сварки под флюсом в основном касается систем подачи флюса и подачи проволоки, что требуется реже.
Hot News
EN
