Kosten für den Schweißprozess
Grundsätzlich lassen sich die Schweißkosten in vier Komponenten aufteilen: 1. Ausrüstungskosten 2. Verbrauchsmaterialkosten 3. Arbeitskosten 4. Gemeinkosten.
1. Ausrüstungskosten:
Die Kosten für die Ausrüstung variieren stark mit dem Schweißprozess. Zu den Anfangskosten der Ausrüstung müssen die Wartungskosten für ihre Lebensdauer hinzugefügt werden. Im Allgemeinen werden SMAW-Anlagen über 10 Jahre, halbautomatische Anlagen über 5 Jahre und automatische Anlagen über 7 Jahre abgeschrieben.
Die Wartungskosten steigen mit der Komplexität und Komplexität der Ausrüstung. Unter den Lichtbogenschweißgeräten ist die halbautomatische GMAW-Anlage die teuerste Wartung. Normalerweise wird für die Wartung häufig ein Freibetrag von 5% der Investitionskosten der Ausrüstung gewährt.
2. Verbrauchsmaterialkosten :
Nahezu alle Schweißverfahren erfordern das eine oder andere Verbrauchsmaterial. Dieser Begriff wird jedoch meistens für das Lichtbogenschweißen von Verbrauchsmaterialien wie Elektroden, Flussmittel oder Schutzgas verwendet. Gegenstände wie Kontaktrohre, Wolframelektroden und Widerstandsschweißelektroden, die regelmäßig ausgetauscht werden müssen, werden normalerweise als Ersatzteile behandelt.
Bei Lichtbogenschweißprozessen müssen die während des Prozesses weggeworfenen Spritzer und Stub-Enden berücksichtigt werden. Der Stub-End-Verlust in SMAW hängt von der Länge der verwendeten Elektrode ab und kann zwischen 11 und 14% variieren. Der entsprechende Verlust in GMAW- und SAW-Prozessen aufgrund von Drahtsplittern kann jedoch 1 bis 2% betragen.
Somit spiegeln die Elektrodenkosten die Abscheidungseffizienz wider, die das Verhältnis des aufgebrachten Schweißmetalls zum Gewicht der verwendeten Elektrode ist. Die Abscheidungseffizienz wird durch Verluste wie Stummelenden, Schweißspritzer und Metallverdampfung usw. beeinflusst.
Die Menge an Metall, die für eine gegebene Verbindung erforderlich ist, hängt nicht nur von der Abscheidungseffizienz ab, sondern auch von der Elektrodeneffizienz oder der Füllmetallausbeute, wobei es sich um das Verhältnis des Gewichts des abgeschiedenen Schweißmetalls, dividiert durch das Gewicht des erworbenen Füllmetalls, handelt kann zwischen 50 und 100 Prozent variieren.
Der Spritzer- und Volatationsverlust variiert mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und Fabrikaten von Drähten und Elektroden, Schweißpositionen, Prozess- und Stromstärken. Für SMAW kann der Verlust bis zu 20 - 30% und für gasgeschützte Prozesse etwa 3 bis 15% betragen.
Die Abscheidungseffizienz, die Verschwendung und der Bedarf an Verbrauchsmaterialien für eine bestimmte Menge an abgelagertem Schweißgut sind in Tabelle 23.1 angegeben:
Ein Verlust durch beschädigte und verlorene Elektroden ist für SMAW normalerweise bis zu 30% zulässig, und dieser Wert wird für Schweißanwendungen vor Ort oft auf 40% erhöht. Bei gasgeschützten Prozessen liegt dieser Verlust normalerweise im Bereich von 5 bis 15%.
Die direkten Kosten des am häufigsten verwendeten Verbrauchsmaterials, dh der Elektrizität, können bei den meisten Lichtbogenschweißverfahren weniger als 5% der Gesamtkosten des Schweißens betragen. Für genaue Berechnungen für verschiedene Schweißstromtypen liefert Tabelle 23-2 die erforderlichen Richtlinien.
Elektrodendraht mit Flusskern hat etwas höhere Verluste als GMAW, da der Fluss in der Elektrode schmilzt und als Schlacke verbraucht wird. Die Flussmittelbestandteile im Kern betragen etwa 10-20% des Gewichts der Elektrode.
In SAW ist Fluss einer der Hauptverbrauchsmaterialien und seine Kosten hängen davon ab, ob die Flussrückgewinnungseinheit verwendet wird oder nicht. Da bei der Herstellung der Schweißnaht nur 33 - 50% des Flussmittels geschmolzen werden, kann der Rest recycelt werden.
In GTAW betragen die Kosten für den Ersatz der Wolframelektrode etwa 4% der beim Schweißen verwendeten Gase.
Die Flusskosten beim SAW-, ESW- und Oxy-Fuel-Gasschweißen beziehen sich normalerweise auf das Gewicht des abgelagerten Schweißgutes. In SAW wird normalerweise ein kg Flussmittel mit jedem abgeschiedenen kg Elektrodendraht verwendet. Dies ergibt ein Flussmittel-zu-Schweiß-Metallverhältnis von Eins. Dieses Verhältnis hängt vom Schweißverfahren und der Art des verwendeten Flussmittels ab. Für ESW- und Autogengas-Schweißverfahren wird ein Flussverhältnis von etwa 0-10 oder 10% als angemessen angesehen.
Das verwendete Schutzgas hängt von der Gasdurchflussrate und der zum Herstellen der Schweißnaht erforderlichen Zeit ab. Normalerweise basieren die Gaskosten auf den Kosten / m der Schweißnaht. Für die Kostenberechnung werden die Schutzgaskosten pro Minute verwendet. Tabelle 23.3 enthält die Richtlinien für den Gasverbrauch beim Schweißen und Schneiden.
3. Arbeitskosten :
Die Arbeitskosten machen den größten und bedeutendsten Anteil der gesamten Schweißkosten aus. Die Arbeitskosten sind eine Funktion der Zeit und dies hängt von der tatsächlichen Zeit ab, zu der der Lichtbogen brennt.
Dies wird durch den Operatorfaktor oder den Arbeitszyklus des Bedieners dargestellt und kann wie folgt ausgedrückt werden:
Der Operatorfaktor variiert von Job zu Job und von Prozess zu Prozess.
Die ungefähren Arbeitszyklen für die verschiedenen Prozesse sind wie in Tabelle 23.4 angegeben:
* Für das Vorwärmen beim Autogengasschweißen ist keine zusätzliche Zeit vorgesehen.
Die Abscheiderate, dh das Gewicht des in einer Zeiteinheit abgelagerten Zusatzmetalls, hat auch einen enormen Einfluss auf die Schweißkosten. Je höher die Abscheidungsrate, desto geringer ist die zum Herstellen einer Schweißnaht erforderliche Zeit. Abb. 23.6 zeigt den Schweißstrom in Abhängigkeit von den Abscheidungsraten für die meisten der üblicherweise verwendeten Schmelzschweißverfahren.
Abb. 23.6 Schweißstrom gegen Abscheidungsraten beim Schweißen von Stahl.
4. Gemeinkosten:
Alle diese Kosten, die nicht direkt für eine bestimmte Stelle in Rechnung gestellt werden können, werden als Gemeinkosten bezeichnet und können Management, Einrichtungen, Abschreibungen, Steuern, kleine Werkzeuge und allgemeine Sicherheitsausrüstung umfassen.
Normalerweise werden Gemeinkosten als Prozentsatz der Arbeitskosten berechnet, und dieser Prozentsatz wird als "On-Cost" bezeichnet. Die On-Cost-Werte von 250-350% sind ziemlich typisch für die verarbeitende Industrie, können jedoch je nach Organisation und Produkt bis zu 500-700% betragen. Diagramme und Diagramme, wie in Abb. 23.7 und 23.8 gezeigt, können zur Analyse der Schweißkosten sinnvoll herangezogen werden.
Diese können die Arbeitskosten und die Gemeinkosten direkt aus der Länge der Elektrode pro Meter Schweißnaht ergeben und können auch jegliche Variation der Betriebsfaktoren berücksichtigen, wie z. B. Arbeitszyklus des Bedieners, Arbeitsgeschwindigkeit und Prozentanteil der Kosten.
Die Kosten für das Schweißen können erheblich durch die Erhöhung der Produktivität beeinflusst werden, die von der vernünftigen Auswahl der Verbrauchsmaterialien, des Verfahrens, der Ausrüstung und der Betriebsart, dh manuell, halbautomatisch und automatisch, abhängt.
