Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Роль дуговой сварки в сварочном производстве 13
1.1. Состояние и перспективы развития процессов дуговой сварки 13
1.2. Актуальность исследования сравнительной экономической эффективности способов и средств джутовой сварки 18
ГЛАВА 2. Вопросы анализа сравнительной экономичности процессов дуговой сварки 22
2.1. Содержание комплексного анализа сравнительной рациональности применения различных способов дуговой сварки. Общие и частные экономические показатели сравнительной экономичности процессов дуговой сварки 22
2.2. Критический обзор и обобщение методик и рекомендаций по определению экономичного способа дуговой сварки 33
2.3. Критический обзор исследований по определению сравнительной экономичности различных способов дуговой сварки 45
2.4. Цели и пути дальнейших исследований в области сравнительной экономичности процессов дуговой сварки 61
ГЛАВА 3. Исследование влияния основных технических и организационных факторов на экономические показатели дуговой сварки 64
3.1. Исследование влияния основных факторов на технологическую себестоимость ручной
сварки 64
3.2. Исследование влияния основных факторов на технологическую себестоимость полуавтоматической сварки 78
3.3. Исследование влияния основных факторов на технологическую себестоимость автоматической сварки 88
3.4. Исследование структуры технологической себестоимости и приведенных затрат процессов дуговой сварки 92
ГЛАВА 4. Определение областей экономически эффективного применения различных способов дуговой сварки 106
4.1. Оценка сравнительной экономичности способов сварки на основе частных технико-экономических показателей 106
4.2. Определение областей экономически эффективного применения ручной, полуавтоматической и автоматической сварки 110
4.3. Определение областей экономически эффективного применения оборудования для позиционирования свариваемых изделий 121
4.4. Об организации централизованного производства механического сварочного оборудования 132
Выводы 140
Литература 146
- Актуальность исследования сравнительной экономической эффективности способов и средств джутовой сварки
- Критический обзор и обобщение методик и рекомендаций по определению экономичного способа дуговой сварки
- Исследование влияния основных факторов на технологическую себестоимость полуавтоматической сварки
- Оценка сравнительной экономичности способов сварки на основе частных технико-экономических показателей
Введение к работе
В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на І98І-І985 годы и на период до 1990 года поставлена задача дальнейшего повышения эффективности всего общественного производства как основы неуклонного подъема уровня жизни советского народа.
Одним из важных направлений повышения технического уровня производства и снижения себестоимости продукции является внедрение прогрессивных и экономичных способов сварки. Сварка -прогрессивный и быстро развивающийся технологический процесс, широко используемый в промышленности и строительстве. Особенно широкое применение сварка находит в машиностроении. Из используемых в настоящее время видов сварки наибольшее применение имеет дуговая сварка, являющаяся ведущим технологическим процессом для многих предприятий и подотраслей народного хозяйства. Дуговая сварка непрерывно развивается в направлении механизации и автоматизации процесса, совершенствования сварочных материалов и оборудования.
Для изготовления одного и того же сварного узла могут быть применены разные способы и средства дутовой сварки. Для выбора оптимального варианта требуется анализ сравнительной технико-экономической эффективности способов и средств сварки. Общая методологическая основа выбора оптимальных способов и средств производства разработана советскими учеными. Большим вкладом в разработку этой проблемы являются труды Л.В.Барташева [5,б] , К.М.Великанова [9,70,97] , Л.В.Канторовича [43] , Д.С.Львова [50,52] , В.В.Новожилова [59] , С.А.Тиллеса [79] , Н.П.Федорен-ко [55,83І , Т.С.Хачатурова [80,8б] и др.
По вопросу анализа сравнительной технико-экономической эффективности способов сварки имеется ряд работ советских и зарубежных авторов: К.А.Грачевой [34 ] , А.Д.Диомидовского [Зб] , А.И.Красовского [4б] , В.В.Рыжовой [72] , П.И.Севбо [7б] , В.И.Снежко [96І , А.И.Фаермана Г8ІІ , П.ФДарченко [84] , О.И. Шейко [9б] , Г.Айхеле [lOl] , В.Р.Мак.Махона [l09] , Г.Р.Солтера ГіІ7 ] , Г.Чезани Гі05І и др. Эти работы являются важным вкладом в разработку методических основ определения экономичности способов сварки. Однако анализ выполненных исследований по определению экономичности способов сварки показывает, что ими не охвачен ряд важных аспектов экономики сварочного производства и, в частности, не исследовано влияние основных факторов на величину и структуру затрат при сварке и не установлены границы и области экономически эффективного применения различных способов и средств дуговой сварки.
Диссертационная работа направлена на исследование сравнительной экономической эффективности способов дуговой сварки в целях установления влияния технических и организационных факторов на величину и структуру технологической себестоимости и приведенных затрат и определения областей и путей эффективного применения различных способов и средств дуговой сварки. Основными задачами исследования являются:
- определение роли дуговой сварки в сварочном производстве и перспектив ее развития;
- критический анализ имеющихся рекомендаций по расчету себестоимости,, приведенных затрат и определению экономичного способа сварки и уточнение на этой основе методики и расчетных формул для оценки экономичности способов сварки;
- критический анализ выполненных исследований по определению экономичности способов сварки и разработка направлений дальнейших исследований в этой области;
- исследование закономерностей изменения себестоимости, приведенных затрат и их элементов в зависимости от технических и организационных факторов различных способов сварки и разработка на этой основе направлений развития и областей экономически эффективного применения способов дуговой сварки;
- анализ причин недостаточного применения механизированных способов дуговой сварки, разработка классификации и типажа механического сварочного оборудования для организации его централизованного производства в целях повышения уровня механизации и эффективности сварочного производства.
Работа выполнялась по рекомендации Координационного совета по сварке при головном Институте электросварки им. Е.О.Пато-на Ж УССР. Исследование проводилось применительно к условиям цехов сварных конструкций машиностроительных заводов.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка литературы.
В первой главе работы рассмотрены состояние и перспективы развития дуговой сварки. Анализ структуры сварочного производства в машиностроении показывает, что дуговая сварка для многих машиностроительных предприятий и отраслей является основным технологическим процессом производства сварных конструкций. В таких отраслях, как судостроение, строительно-дорожное и коммунальное машиностроение, тяжелое, энергетическое и транспортное машиностроение, химическое и нефтяное машиностроение, машиностроение для животноводства и кормопроизводства объем применения дутовой сварки в 1982 г. составил 94,4-81,9$ в общем объеме сварочных работ. В целом в машиностроении дуговая сварка используется в объеме 57,2$. Анализ выпуска сварочных материалов и оборудования показывает, что объем применения дуговой сварки непрерывно увеличивается. Однако структура применяемых в настоящее время в машиностроении способов сварки характеризуется большим удельным весом ручной (19,7$) и полуавтоматической (31,3$) сварки и недостаточным объемом автоматической сварки (6,2$). В общих трудозатратах на сварочные работы на долю дуговой сварки приходится 77,1$, из которых на ручную сварку падает 40,4$, на полуавтоматическую - 32,0$ и на автоматическую - 4,7$. В работе показано, что основными направлениями развития дутовой сварки являются: расширение применения автоматической сварки; организация централизованного проектирования и изготовления типового механического сварочного оборудования и комплексных сварочных установок; широкое внедрение сварочных роботов; совершенствование сварочных материалов. В главе обосновывается необходимость исследования сравнительной экономической эффективности способов и средств дуговой сварки.
Во второй главе изложено содержание комплексного анализа сравнительной рациональности применения различных способов дуговой сварки, рассмотрен порядок расчета общего и частных экономических показателей. Дан критический обзор методик, рекомендаций и исследований по определению сравнительной экономичности различных видов дуговой сварки. Изучение рекомендуемых в литературе и применяемых на практике методик по определению экономичности способов и средств дуговой сварки показало необходимость их дальнейшего углубления и совершенствования. В соответствии с этим в диссертационной работе даны предложения по уточнению ме - 9 тодики и разработаны расчетные формулы для определения удельных приведенных затрат и выбора экономичного способа сварки. В главе также сформулированы цели и пути дальнейших исследований в области сравнительной эффективности процессов сварки.
В третьей главе показаны результаты исследования влияния основных факторов на величину и структуру технологической себестоимости и приведенных затрат при ручной, полуавтоматической и автоматической сварке. При дуговой сварке основным видом сварных швов являются угловые швы, на которые падает порядка 70$ длины всех свариваемых швов. При этом швы катетом от 2 до 12 мм составляют около 8С$ длины свариваемых угловых швов. Поэтому исследование проводилось применительно к угловым бесскосным швам катетом 2-12 мм. В результате исследования установлены зависимости себестоимости, приведенных затрат и их элементов от типа электродов, положения шва при сварке, разряда работ, коэффициента основного времени, типа рабочего места и коэффициента его загрузки.
В четвертой главе приведены результаты определения областей экономически эффективного применения различных способов дуговой сварки. Дана сравнительная оценка экономичности вариантов на основе частных технико-экономических показателей. Установлены области экономически эффективного применения ручной, полуавтоматической и автоматической сварки по обобщающему показателю приведенных народнохозяйственных затрат. Определены области экономически эффективного применения механического сварочного оборудования для позиционирования свариваемых изделий при ручной и полуавтоматической сварке. Предложены классификация и типаж механического сварочного оборудования.
В результате проведенной работы:
- уточнена методика и разработаны расчетные формулы для определения удельных показателе! себестоимости и приведенных затрат и выбора экономичного способов дуговой сварки, наиболее полно охватывающие материальные и трудовые затраты процесса сварки, включая затраты на сопутствующие транспортные операции;
- определены наиболее существенные технические и организационные факторы, влияющие на величину приведенных затрат, исследованы зависимости себестоимости и приведенных затрат в целом и их элементов от этих факторов при различных видах и условиях сварки;
- определены области экономически эффективного применения способов и средств дуговой сварки, разработаны направления экономического развития и оптимизации структуры процессов дуговой сварки;
- разработана классификация и типаж механического сварочного оборудования.
Проведенная работа может служить руководством по обоснованному выбору экономичных способов дуговой сварки и позволяет резко сократить трудоемкость и длительность такого выбора. Работа является также руководством по планированию развития процессов дуговой сварки и внедрению прогрессивных способов и средств в производство. Разработанные классификация и типаж механического сварочного оборудования являются основой организации централизованного проектирования и изготовления типового механического сварочного оборудования в СССР.
Выполненные исследования и разработки используются на промышленных предприятиях, в проектных и технологических институтах в качестве руководства при выборе экономичных способов и средств дуговой сварки, а также в высших и средних учебных заведениях в качестве пособия при изучении экономики и механизации сварочного производства. По разработанному типажу механического сварочного оборудования организовано централизованное проектирование и изготовление типового оборудования. В настоящее время централизованно изготовляют 21 модель типажного оборудования. Для обеспечения централизованного проектирования и изготовления типажного оборудования организовано Научно-производственное объединение по выпуску механического сварочного оборудования - НПО ВИСП.
Результаты исследования, изложенные в диссертации, рассматривались и получили одобрение:
- на заседании секции "Экономика и организация сварочного производства" Научного совета по сварке ГКНТ, г.Киев, 27 октября 1980 г.;
- на Научно-техническом совещании - заседании секции Научно-технического совета Минтяжмаша по вопросу "О совершенствовании механизированных методов сварки и повышении производительности труда в производстве сварных металлоконструкций на предприятиях Минтяжмаша", г.Воронеж, 14 октября 1981 г.;
- на заседании секции "Сварочное - оборудование и средства комплексной механизации и автоматизации сварочного производства" Научного совета по сварке ИШТ, г.Киев, 20 октября 1981 г ;
- на семинаре "Повышение эффективности сварочных процессов в одиннадцатой пятилетке", г.Ленинград, 24 февраля 1982 г ;
- на Научно-технической конференции "Экономия материальных и трудовых ресурсов в сварочном производстве в свете решения ХХУІ съезда КПСС", г.Челябинск, 22 апреля 1982 г ;
- на заседании секции "Экономика и организация сварочного производства" Научного совета по сварке ГКНТ, г.Киев, II ноября 1982 г ;
- на ХХХІУ итоговом совещании по производственным и научно-исследовательским работам в области сварки, выполненным в 1982 году, г.Ленинград, 24 мая 1983 г ;
- на заседании секции "Экономика и организация сварочного производства" Научного совета по сварке ГШГ, г.Киев, 20 октября 1983 г.
По теме диссертации автором опубликовано 2к работы.
Актуальность исследования сравнительной экономической эффективности способов и средств джутовой сварки
Рациональный способ сварки выбирают на основе комплексного анализа сравнительной технологической, организационной, социальной и экономической целесообразности конкурирующих способов.
При анализе технологической целесообразности устанавливают соответствие конкурирующих способов сварки техническим условиям при изготовлении заданных программой сварных изделий и требованиям технологического процесса. Затем-сопоставляют конкурирующие способы по таким технологическим факторам и показателям как качество сварных швов, скорость плавления электрода и затраты вспомогательного и дополнительного времени при сварке, коэффициент использования сварочных материалов, маневренность и универсальность способа, сложность технологического оборудования и приспособлений, требуемая производственная площадь, квалификация сварщика, требования к смежным операциям.
Ручная дуговая сварка характеризуется наибольшей универсальностью и маневренностью, ее можно применять для любых пространственных положений сварного соединения, в самых труднодоступных местах. Для ручной сварки исйяьзуется самое простое оборудование, не требуются защитные газы и флюсы. С другой стороны ручная сварка имеет низкую скорость плавления электродов обычного типа и большие затраты вспомогательного и дополнительного времени на смену электродов, зачистку швов от шлака и на отдых из-за повышенной утомляемости сварщика Качество сварных швов зависит от квалификации и прилежности сварщика. При ручной сварке велики потери электродов на угар, разбрызгивание и огарки.
Полуавтоматическая сварка в COg характеризуется более высокими скоростями плавления электрода по сравнению с ручной сваркой обычными электродами, а также высокой концентрацией дуги, что позволяет увеличить глубину провара, уменьшить зону термического влияния и коробления изделия после сварки. Полуавтоматическая сварка в COg также, как и ручная сварка, позволяет сваривать швы в любом пространственном положении. Маневренность полуавтоматической сварки меньшая по сравнению с ручной сваркой, но значительно более высокая по сравнению с автоматической сваркой.
Недостатками полуавтоматической сварки в COg являются повышенное разбрызгивание электродного металла при сварке сплошной проволокой диаметром выше 1,2 мм и необходимость удаления брызг с поверхности изделия; низкая производительность, приближающаяся к ручной сварке высокопроизводительными электродами с металлическим порошком в покрытии; более сложная и тяжелая аппаратура по сравнению с ручной сваркой; повышенная утомляемость сварщика из-за постоянного манипулирования горелкой и шлангом; зависимость качества шва от квалификации и прилежности сварщика.
Автоматическая сварка под флюсом характеризуется наибольшей скоростью плавления электрода, обеспечивает высокое качество и хороший внешний вид сварных соединений. Этот вид сварки имеет наименьший расход электродного материала и электроэнергии в связи с возможностью уменьшения сечения сварных швов и минимальными потерями сварочной проволоки на угар, разбрызгивание и огарки. Качество сварки в наименьшей степени зависит от сварщика, а условия труда сварщиков наилучшие, так как процесс сварки полностью механизирован и отпадает необходимость в защите глаз и лица сварщика от действия дуги.
Недостатками автоматической сварки под флюсом являются невозможность сваривать швы в вертикальном," наклонном и потолочном положениях; невозможность сварки тонкого материала и швов малого калибра; сложность и громоздкость сварочного оборудования по сравнению с ручной и полуавтоматической сваркой и, как следствие, меньшая маневренность и мобильность, большие затраты вспомогательного времени при сварке коротких швов, большие затраты на ремонт и эксплуатацию оборудования; необходимость более тщательной (по сравнению с ручной сваркой) подготовки кромок и более точной сборки деталей под сварку; затрудненный контроль за направлением дуги по шву из-за невидимости дуги; невозможность сварки стыковых швов на весу, то есть без подкладки или предварительной под-варки корня шва; загрязнения воздуха флюсовой пылью.
Анализ организационной целесообразности вариантов заключается в установлении возможности изготовления нужных изделий в требуемом объеме и в заданные сроки при существующей или намечаемой организационной структуре подразделений производства и в выявлении преимуществ и недостатков сопоставляемых способов с точки зрения ускорения подготовки производства, сокращения длительности производственного цикла, обеспечения непрерывности и ритмичности производства.
С точки зрения социальной целесообразности способов дуговой сварки автоматическая сварка наиболее предпочтительна, так как является полностью механизированным процессом и обеспечивает наилучшие условия труда работающих.
Критический обзор и обобщение методик и рекомендаций по определению экономичного способа дуговой сварки
Предложенная автором методика расчета технологической себестоимости и приведенных затрат с учетом крановых операций изложена в главе 4 при определении областей экономически эффективного применения оборудования для позиционирования свариваемых изделий.
В работах [34 и 84J рекомендуется рассчитывать себестоимость и приведенные затраты в целом на сварную конструкцию по всему комплексу операций технологического процесса включая изготовление деталей, сборку сборочных единиц, сварку, отделку и др. При этом в себестоимость должны быть включены и затраты на основные материалы, идущие на изготовление сварных конструкций. Теоретически такой подход представляется весьма желательным. Однако при этом настолько усложняется расчет себестоимости, что практически этот метод оказывается невыполнимым. В связи с этим представляется более целесообразным при выборе экономичного способа сварки рассчитывать себестоимость лишь тех смежных операций, которые изменяются при использовании разных способов сварки.
Критический обзор исследований по определению сравнительной экономичности различных способов сварки.
В отечественной литературе способы дуговой сварки сопоставляются в большинстве случаев по отдельным частным показате- . лям, чаще всего по основному времени сварки или по производительности наплавки в течение времени горения дуги. Сопоставления по обобщающим экономическим показателям - по приведенным затратам или по технологической себестоимости - чрезвычайно редки. Рассмотрим опубликованные сопоставления способов сварки по обобщающим показателям [5,8,57,68,92j .
Прмер сопоставления технологической себестоимости ручной и полуавтоматической сварки в COg сплошной проволокой дан в работе Л.В.Барташева \ъ\ . Однако при расчете технологической себестоимости на сварку в COg неправильно установлены расходы по амортизации оборудования. Исходя из условий примера они занижены в 3,76 раза, так как приняты равными в размере, соответствующем использованию оборудования в течение I часа, в то время как на сварку узла затрачивается 3,76 часа. Кроме этого не учтены затраты на ремонт оборудования и занижены затраты на сварочную проволоку при сварке в С02. По ручной сварке не приведены исходные данные и расчет элементов затрат, а даны лишь итоговые цифры. В связи с этим оценить экономичность способов сварки по данным работы [5J не представляется возможным.
Сопоставление технологической себестоимости при ручной дуговой и полуавтоматической сварке сплошной и порошковой проволокой дано в работе Б.М.Шанкарева и А.М.Суптеля Г92І . Расчет затрат произведен по формулам (18),(19),(26),(32) на І т наплавленного металла.
Согласно полученным данным трудоемкость ручной сварки больше, чем при полуавтоматической сварке сплошной проволокой в COg в 8,7 раза (электроды У0ВЙ-ІЗ/55) и в 5,4 раза (электроды АНО-4), а себестоимость соответственно в 3 и 1,9 раза. Трудоемкость ручной сварки электродами У0Ш-ІЗ/55 выше, чем при полуавтоматической сварке порошковой проволокой Ш-АН8 в COg в 7,3 раза, а при использовании электродов АНО-4 - в 4,5 раза; себестоимость выше соответственно в 1,8 и 1,2 раза.
Такое резкое снижение трудоемкости полуавтоматической сварки по сравнению с ручной не реально и явилось результатом расчета по максимальным значениям сварочного тока для разных диаметров электродов. Сопоставление трудоемкости ручной и полуавтоматической сварки по различным типам сварных соединений различных толщин металла показывает, что такого значительного снижения трудоемкости нет. Посколько себестоимость рассчитана исходя из трудоемкости, то и с размером снижения себестоимости также нельзя согласиться.
Сопоставление ручной, полуавтоматической в СС и автоматической сварки под флюсом дано в работах М.П.Моисеева Г57І и Г.А.Васильева [в! . По данным М.П.Моисеева средняя технологическая себестоимость I кг наплавленного металла наименьшая при полуавтоматической сварке в СО2 (0,39 руб/кг), затем следует автоматическая сварка под флюсом (0,46 руб/кг) и далее ручная сварка (0,69-0,86 руб/кг). По данным Г.А.Васильева наименьшую себестоимость также имеет полуавтоматическая сварка в С0 (0,46-0,51 руб/кг), затем следует автоматическая сварка под флюсом (0,75 руб/кг) и далее ручная сварка (1,01 руб/кг).
С такой оценкой способов дуговой сварки согласиться нельзя. Уровень себестоимости различных способов сварки зависит от типа и размеров сварного соединения, типа сварочного .механического и вспомогательного оборудования, организационных условий проведения сварочных работ. В зависимости от этих факторов себестоимость полуавтоматической сварки в ( может быть меньше и больше себестоимости автоматической сварки под флюсом.
Исследование влияния основных факторов на технологическую себестоимость полуавтоматической сварки
Влияние основных факторов на технологическую себестоимость рассматривали на примере угловых швов без скоса кромок, свариваемых в положениях: нижнем, "в лодочку" и вертикальном, проволокой диаметром 1,2 мм и 1,6 мм. В табл.9 приведены масса наплавленного металла сварных швов и режимы сварки, установленные на основании обобщения данных машиностроительных заводов и научно-исследовательских институтов и принятые для расчета технологической себестоимости. Основное время рассчитано по формуле (7) исходя из этих режимов сварки и массы наплавленного металла.
На рис. 11-16 показаны зависимости технологической себестоимости от диаметра сварочной проволоки, положения шва при сварке, разряда работ, коэффиниента основного времени, типа рабочего места и коэффициента его загрузки. Эти зависимости установлены на основании расчетов по формуле (37).
Анализ полученных данных позволяет отметить следующие особенности изменения технологической себестоимости при полуавтоматической сварке в С02.
Применение проволоки диаметром 1,6 мм позволяет сократить технологическую себестоимость (см.рис.II). Величина ее при а = 0,5 в 1,25 раза меньше, чем в случае применения проволоки диаметром 1,2 мм. Это сокращение технологической себестоимости достигается за счет уменьшения затрат на заработную плату, сварочную проволоку, защитный газ и на содержание и эксплуатацию оборудования.
Положение сварного шва при сварке оказывает значительное влияние на технологическую себестоимость (см.рис.12). Так себестоимость при вертикальном положении два в 1,5 раза больше, чем при нижнем. Сокращение технологической себестоимости при переходе на сварку в нижнем положении происходит за счет значительного уменьшения затрат по заработной плате (в среднем в 1,9 раза), а также за счет снижения затрат на защитный газ и на содержание и эксплуатацию оборудования. Доля затрат по заработной плате, защитному газу и содержанию и эксплуатации оборудования в технологической себестоимости уменьшается, а доля затрат на сварочную проволоку и электроэнергию повышается.
Разряд работы оказывает определенное влияние на технологическую себестоимость полуавтоматической сварки ( см.рис.13). При пятом разряде себестоимость в 1,06 раза выше, чем при четвертом ив 1,1 раза выше чем при третьем. Эти изменения происходят исключительно за счет увеличения затрат по заработной плате, так как остальные элементы технологической себестоимости не изменяются при изменении разряда работ.
На величину технологической себестоимости большое влияние оказывает коэффициент основного времени (см.рис.14). При увеличении его с 0,2 до 0,7 себестоимость уменьшается в 2,2 раза. Это происходит за счет резкого уменьшения затрат по заработной плате (в 3,5 раза). Затраты на сварочную проволоку и защитный газ остаются неизменными, а расходы на электроэнергию и на содержание и эксплуатацию оборудования уменьшаются. Доля расходов по заработной плате и по содержанию и эксплуатации оборудования в технологической себестоимости падает, а доля затрат на сварочную проволоку, электроэнергию и защитный газ резко возрастает.
Механическое оборудование для поворота свариваемых изделий и перемещения сварщика обеспечивает резкое сокращение технологической себестоимости, так как позволяет выполнять сварку в наиболее удобном нижнем положении и "в лодочку", а также применять проволоку большего диаметра. Так при использовании позиционера или кантователя и сварке в нижнем положении технологическая себестоимость в 1,6 - 1,7 раза ниже, чем при сварке на стеллаже в вертикальном положении (см.рис.15) несмотря на значительное повышение расходов по содержанию и эксплуатации оборудования. Снижение технологической себестоимости происходит за счет резкого сокращения затрат по заработной плате.
Степень загрузки оборудования влияет на технологическую себестоимость в зависимости от оснащенности рабочего места сварщика. Так при увеличении коэффициента загрузки оборудования с 0,2 до 1,0 в случае использования позиционера или кантователя для крупных изделий и подъемной площадки для сварщика, себестоимость уменьшается в 1,4 раза, а при сварке на стеллаже - в 1,3 раза (см.рис.16). Уменьшение себестоимости происходит за счет снижения расходов по содержанию и эксплуатации оборудования в 4,5-5 раз.
Оценка сравнительной экономичности способов сварки на основе частных технико-экономических показателей
Энергоемкость способов сварки в некоторой степени зависит от коэффициента основного времени, который влияет на расход электроэнергии при холостом ходе источника питания. Современные источники питания для автоматической сварки снабжены устройствами для отключения источника при холостом ходе и, следовательно, при их использовании вовсе нет потерь электроэнергии при холостом ходе. При полуавтоматической сварке в большинстве случаев коэффициент основного времени либо равен, либо выше, чем при ручной сварке. Поэтому можно утверждать, что энергоемкость наибольшая при ручной сварке, затем следует полуавтоматическая и автоматическая сварка.
Таким образом материалоемкость и энергоемкость наибольшие при ручной сварке и наименьшие при автоматической сварке. По трудоемкости однозначного заключения сделать нельзя, так как в зависимости от конструкции свариваемых изделий и организационно-технических условий проведения сварочных работ каждый из способов дуговой сварки может иметь наибольшую и наименьшую трудоемкость по сравнению с другими способами. Это целиком зависит от величины вспомогательного и дополнительного времени при разных способах сварки или от коэффициента основного времени ат . Так, например, в случае применения автоматической сварки (в обычном ее понимании, то есть без автоматизации вспомогательных приемов) для коротких швов настолько повышается вспомогательное время и снижается коэффициент основного времени, что по трудоемкое -ти предпочтительными оказываются полуавтоматическая и ручная сварка. Капиталоемкость обычно наименьная при ручной сварке и наибольшая при автоматической сварке.
Выше отмечалось, что частные технико-экономические показатели помогают подойти к выбору экономичного варианта и обеспечивают увязку технических и организационных факторов с экономическим обоснованием выбираемого варианта. Однако однозначно выбрать способ сварки, а тем более установить границы эффективного применения различных способов по частным показателям нельзя, так как они противоречивы и выражают только отдельные, а не все затраты общественного труда.
Определение областей экономически эффективного применения ручной, полуавтоматической и автоматической сварки.
Области экономически эффективного применения различных способов сварки могут быть определены путем сопоставления приведенных народнохозяйственных затрат по конкурирующим вариантам, удовлетворяющим техническим условиям на изготовдвение заданных сварных изделий. Как было установлено выше при дуговой сварке приведенные затраты на І м сварного шва определяются по формуле (39).
Расчет по формуле (39) охватывает все элементы процесса сварки и все затраты времени сварщика. При этом затраты времени на вспомогательные приемы (установка, поворот и снятие свариваемого изделия, настроечные перемещения и установка сварочного аппарата, смена электродов, зачистка кромок и швов, сбор флюса и др.), а также на обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности и на элементы подготовительно-заключительной работы учитываются коэффициентом основного времени.
Наряду с параметрами, зависящими от способа сварки, в формулу (39) входят переменные величины, зависящие от организации работ, конструкции свариваемых изделий, механизации вспомогательных операций и приемов процесса сварки. Такими величинами являются коэффициенты загрузки оборудования Ь и основного времени CLM . Коэффициенты Ь и а. оказывают значительное влияние на приведенные затраты и во многих случаях являются решающими при выборе экономичного варианта процесса сварки. Поэтому области экономически эффективного применения различных способов сварки должны определяться в зависимости от изменения этих коэффициентов.
В работе определены области экономически эффективного применения основных способов дуговой сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей на примере углового шва без скоса кромок катетом 8 мм (табл.II). Автоматическая сварка благодаря глубокому проплавленню основного металла во многих случаях позволяет уменьшить катет сварного шва по сравнению с ручной и полуавтоматической сваркой сплошной проволокой в СОр. Поэтому для автоматической сварки рассмотрено два варианта катета: к = 6 мм и К = 8мм. На рис.23 показаны зависимости приведенных затрат от коэффициента загрузки, рассчитанные по формуле (39) и данным табл.11. Из графиков следует, что при равных коэффициентах загрузки для всех рассматриваемых способов сварки наименьшими приведенными затратами в широком диапазоне коэффициентов загрузки характеризуется автоматическая сварка под флюсом. При катете шва к = 6 мм у автоматической сварки наименьшие приведенные затраты в диапазоне о от 0,11 до I при а = 0,7 и от 0,19 до I при а « 0,2.
