Hur lyckas man med svetsaffär?

Introduktion:

Framgången för en affärsverksamhet mäts vanligen av lönsamheten baserat på organisationens förmåga att tillverka produkten till ett konkurrenskraftigt försäljningspris. Kostnader för svetsning och termisk skärning kan lätt uppskattas för alla jobb om de faktorer som påverkar dessa kostnader är kända och nödvändiga åtgärder vidtas för att bestämma dem. Noggrannhet i kostnadsberäkning för svetsning är avgörande för att dessa framgångsrikt ska användas för budgivning eller för jämförelse av svetsad konstruktion till en konkurrerande process eller för fastställande av incitamentsprogram.

Den grundläggande funktionen i den svetsade tillverkningen av generella verkstadsprodukter kan innefatta följande steg:

1. Förvaring och lagring av råmaterial inklusive svetsförbrukningsmaterial,

2. Förbereda materialet beroende på fogkonstruktionen med användning av skärning, böjning, bearbetning, etc.,

3. Montera komponenterna med tads, jigs och fixtures etc.,

4. Svetsning inklusive processval, inställning av svetsprocedur och sekvens, bedömning av automatiseringens roll för att öka produktiviteten,

5. Postweld operation som slipning, bearbetning, chipping etc.,

6. Postsvetsvärmebehandling (PWHT), och

7. Inspektion.

De relativa ungefärliga kostnaderna för ovanstående föremål i procent av den totala produktionskostnaden kan uttryckas enligt följande:

När designen har valts och materialet skaffat kostnaden för svetsad struktur byggs upp när tillverkningen och efterföljande operationer fortsätter.

Materialberedning:

Material som ska svetsas rengörs i skala, fett, färg etc. innan det skärs till önskad form, antingen genom skärning, bearbetning eller termisk skärning. Tunna skivor kan enkelt skäras och ingen ytterligare kantförberedelse kan krävas. Gasskärning används i allmänhet för skärning av kol- och låglegeringsstål medan icke-järnmetaller och rostfria stål ofta bearbetas med hjälp av bandsåg eller annan bearbetning.

Plasma skärning kan användas för att skära de flesta av de tekniska materialen men den ursprungliga kostnaden för utrustningen är hög. Gasskärutrustning är billig men kostnaden för bränslegas och syre är en kontinuerlig kostnad. Mekaniska metoder för kantförberedelse är vanligtvis begränsade till raka, cirkulära och cylindriska kanter. Stack och flera skärningar kan göras både genom gas- och plasmaskärningsmetoder. Datorstyrda enheter används för konturskärning för storskalig drift som vid varvsindustrin.

Eftersom svetskostnaden varierar ungefär som volymen (eller vikten) av svetsmetall avsatt är det nödvändigt att veta den relativa mängden metall som krävs för att fylla olika standardfogar. Fig. 23.1 ger de jämförande värdena för volymen svetsmetall som krävs för fyra typer av den mest använda kanten och visar att upp till 25 mm plåttjocklek är det mycket liten skillnad mellan dem.

Vid 50 mm plåttjocklek är en enkelvätskepreparat dock dyrare än andra tre metoder och över 90 mm blir även en enkel U-förberedelse billigare än antingen en-vejs- eller dubbelväggskonstruktion.

För filettsvetsar är styrkan i fogen proportionell mot svetsskärmens tvärsnittsarea, fördubblingen av svetslängden fördubblar styrkan och även kostnaden men fördubbling av halsstorleken ökar volymen och därmed kostnaden fyra gånger. Sålunda bör filetsvetsstorleken hållas så liten som möjligt för ekonomi och långa kontinuerliga svetsar bör användas i stället för intermittenta eller åtskilda svetsar av större storlek.

De viktigaste faktorerna som ska beaktas vid utformningen av svetsfogen är följande:

1. Ekonomi för kantförberedelse och volymen av svetsmetall som krävs,

2. Typ av fog beroende på graden av penetration som krävs,

3. Tjockleken på materialet förenas,

4. Undvik förvrängning genom att använda minsta volym av svetsmetall och dubbelsidig förberedelse, och

5. Typ av preparat som snabbt kan avmarkera, producera och sätta upp för svetsning.

Montering och förvärmning:

Skivor och tunna plattor är klibbade, små jobb kan placeras i jiggar och de stora konstruktionsenheterna är monterade med temporära starka ryggar och kilar enligt fig 23.2 respektive 23.3.

Med stort konstruktivt arbete som fartyg utförs arbetets sammansättning av en separat arbetskraft som heter platers och de kan utgöra så mycket som 15 till 18% av den totala arbetskraften i en varvsorganisation.

Om ett antal komponenter ska tillverkas sparas mycket värdefull tid genom att använda korrekt utformade jiggar och armaturer som hjälper arbetaren att montera komponenterna snabbt och noggrant utan att använda mätinstrument.

I avsaknad av jiggar och armaturer skulle det vara nödvändigt att montera delarna för hand medan de klibbar dem på plats, vilket skulle vara besvärligt, tidskrävande och föremål för fel. Jigs and fixtures kan minska tiden från 50 till 90 procent.

Eftersom jiggar och armaturer inte är nödvändiga för att uppfylla någon speciell standard för utseende och billigare konstruktion är huvudmålet, material för att bygga jiggar och armaturer återvinns ofta från skrotlager.

Jigs och fixtures krävs för att användas i varierade situationer, därför kan inga allmänna regler skisseras för att designa dem. Emellertid bör deras utformning omfatta funktioner som gör att konsten kan monteras snabbt, positivt och korrekt. Lika viktigt är kravet på att den färdiga monteringen snabbt kan tas bort med minst möjlig ansträngning.

Dessa egenskaper erhålls generellt med hjälp av koniska spetsar, snabbverkande kammar som visas i figur 23.4, klämmor, sadlar och kilar, balanseringsanordningar, klämmor och jackskruvar. Genom att använda sådana vanliga typer av enheter som jiggar och armaturer är investeringen på dem inte baserad på formen av de monterade delarna. Detta minskar den upprepade investeringen och inventeringen av jiggar och armaturer.

Jigs och fixtures kan också utformas för att ta bort värmen från den svetsade leden. Detta hjälper inte bara till att styra förvrängning utan hjälper också till att öka svetshastigheten. Denna funktion är inbyggd i jiggar och fixturer antingen genom att göra dem från tyngre sektioner eller genom att kyla dem som visas i fig.23.5.

Förvärmning används för att minska kylhastigheten och undvika kallsprickning på grund av väteförbränning vid svetsning av härdbara stål. Det kan också användas för att utjämna kylflänsseffekterna vid svetsning av olika metaller eller samma metall av olika tjocklekar. Både el och gas uppvärmning används men den senare är mer populär på grund av dess lägre kostnader. All förvärmning är dock dyr.

Produktivitet:

För att öka produktiviteten bör det finnas ett jämnt flöde av arbete och förbrukningsartiklar till svetsaren och tillräcklig mekanisk hanteringsutrustning som positioner som kan hjälpa till att bringa komponenten till svetsläget. Detta förbättrar inte bara avsättningsgraden utan ger också högsta kvalitet på svetsen.

För att öka mängden svetsmetall som deponeras inom uppskjutningstiden är det väsentligt att elektrod med största diameter används vid lämplig svetsströmställning och i svetsläge i handled, vilket framgår av fig 23.9 och 23.10. Elektroderutmatningen kan också påverka avsättningsgraden avsevärt för att förbättra produktiviteten såsom visas i figur 23.11.

Mekanisering i form av automatisk svetsning leder också till hög produktivitet, delvis för att högre svetsström kan användas; följaktligen kan djupare penetrationssvetsar med små spårvinklar användas. Den förbättrade kvaliteten som uppnås genom användning av automatisk svetsning betyder också att Sower-korrigeringskostnader beror på mindre antal defekta svetsar.

Automation kan dock endast väljas när tillräcklig produktionsvolym säkerställs, eftersom det finns ett generellt förhållande mellan produktionsvolymen och enhetskostnaden för utrustning, allt från manuella metallbågsvetsmaskiner till automatiserade maskiner, som visas i figur 23.12.

Produktiviteten vid svetsning kan också förbättras genom att man arbetar inom optimal driftszon för de olika svetsparametrarna. Till exempel kan för SAW-processen identifieras det område inom vilket de acceptabla svetsarna kan produceras genom att de två viktigaste parametrarna, dvs ström- och svetshastigheten över ett brett arbetsområde, såsom visas i figur 23.13, kartläggs.

För ökad produktivitet vid svetsning är det också viktigt att använda korrekt svetsprocedur och ge väldigt tydliga svetsspecifikationer och instruktioner till svetsen.

Svetsspecifikationer bör innehålla:

1. En skiss av arbetet, vilket ger detaljer om alla leder som ska svetsas och deras dimensioner,

2. Svetsläget som ska användas, dvs manuellt, halvautomatiskt och automatiskt,

3. Antal körningar per svets,

4. Elektrodstyp och storlek för varje körning,

5. Nuvarande inställning för varje elektrod,

6. Svetsposition och sekvens, dvs downhand, vertikal, horisontell, overhead etc.,

7. Typ av svetsströmkälla, dvs transformator, likriktare, generatoraggregat, etc.,

8. Elektrodförbrukning per svets,

9. Förvärmning och eftersvetsning krävs, t ex dressing, peening, postsvets värmebehandling mm,

10. Tidsfördelning och betalningsräntor,

11. Straffbestämmelse, om någon.

Post-svetsoperationer:

Svetsar är ofta givare, eftersvetsning i form av förband genom bearbetning eller slipning och stressavlastande behandling i form av PWHT. Tillsammans kan dessa operationer medföra betydande kostnader genom investeringar i maskiner, utrustning och ytterligare arbetskraft.

Kritiska svetsade tillverkningar behöver också noggrann inspektion som kräver betydande investeringar och det kommer oundvikligen att avvisas. Kostnaden för att krossa eller skära ut en defekt och reparera den kan vara så mycket som tio gånger kostnaden för svetsning. Detta kan också resultera i allvarlig försening i arbetet med svetsad fabrikation med värdefull golvyta, betalningar kan inte hävdas och om det finns en straffklausul i kontraktet skulle det leda till minskad vinst eller till och med förlust.

Skrotavgift:

Produktion av skrotsvetsningar är nästan oundvikligt i normalt arbetsförhållande, därför är en ersättning för en sådan händelse väsentlig. Omfattningen av skrotgodkännande kommer att bero på typen av komponent och förfarandet och driftssättet som används.

Om en organisation till exempel producerar ett begränsat antal stora och eller kostsamma komponenter, kan kostnaden för att skrapa komponenten vara så hög att ett återvinningsbidrag för att rätta till några få sällsynta defekter genom att skära och svetsa är tillfredsställande.

Om företaget emellertid producerar ett stort antal små och billiga svetsningar, säg med automatiska metoder, kan kassering av komponenten vara ett bättre alternativ till återvinning. I vilket fall som helst kan skrotteckningen rimligen förutses och redovisas.

Standardtid för svetsning och flamskärning:

För att lösa de faktiska tillverkningsproblemen för svetsning och flamskörning är det lämpligt att bestämma "standardtid", T, som krävs för att utföra arbetet. Standardtiden betraktas som summan av fem objekt, dvs inställd tid, t _su ; bastiden t _b ; hjälptiden, t _a, den extra tiden, t _ad ; och stängningstiden, t _c, det vill säga,

T = t _su + t _b + t _a + t _ad + t _c ............ (23, 1)

Ställ in tid (t _su ):

Det hänvisar till den tid som svejsaren använder för att få arbetsorder, lässpecifikationer och instruktionskort, samt att installera utrustning och armaturer.

Bastid (tb):

Det är den tid då bågen eller flammen brinner.

Hjälptid (t _a ):

Det inkluderar den tid som svejsaren använder för att byta elektroder, rengöra och inspektera gemensamma kanter och svetsar, applicera svetsarens identifieringsstämpel, flytta till nästa arbetsplats osv.

Ytterligare tid (t- _annons ):

Det är dags att betjäna arbetsplatsen (byt bränsle, gasflaskor, kyla svetsbrännaren etc.), som lunch eller tebrott och på personliga behov.

Sluttid (t _c ):

Det är dags att överlämna det färdiga jobbet.

Bågsvetsning:

I översiktsplanering för tillverkning genom bågsvetsning är standardtiden vanligen som kvotient för bastiden t _b, av operatörsfaktorn eller arbetscykeln (k) som tar hand om hur svetsoperationen planeras och exekveras.

Således,

var,

d = materialets densitet, g / m ³

En _w = tvärsnittsarea av svetsen, cm ²

L = svetslängd, cm

a _d = avsättningsförhållande, g / amp-tim

I = svetsström, amp.

Tvärsnittsarean hos en svets kan bestämmas utifrån ritningen eller tittat upp i referensborden.

Tid som krävs för multipasssvetsar:

Den tid som krävs för svetsar som består av mer än ett pass kan hittas genom att man först beräknar den totala hastigheten (S) från ekvationen.

där S _1, S ₂ ............. Sn är hastigheterna för den första, andra, alla efterföljande pass är nödvändiga för att slutföra svetsen.

Gassvetsning:

Vid oxi-acetylensvetsning är standardtiden som för bågsvetsning;

T = t _b / K

Men bastiden definieras som,

t _b = GL / a ............ (23, 4)

var,

G = massan av svetsmetall avsatt / m av svetslängd, gm / m

L = svetslängd, m

a = avsättningshastighet, gm / min.

För svetsning av låg kolstål 1 till 6 mm tjockt är deponeringshastigheten 6-10 g / min och det ökar med ökad brännviddspetsstorlek.

Koldioxidgasskärning :

Standardtiden, T _c för oxygas-gasskärning ges av,

T _c = L t _b / K ....... (23-5)

var,

L = kerf längd, m

t _b = bastid för skärning, min.

Grunderna för skärning är en funktion av många faktorer som renhet av syre, typ av bränslegas, form av snitt, design av brännaren och maskin, tillståndet och tjockleken hos metallen som skärs.

Vid skärning av band av lågkolstål med en flamgas med oxygasflöde kan bastiden vara lika med 2-5 min / m skarvlängd för 10 mm tjock platta och 5 min / s skarvlängd för plåtar 60 mm tjock. Operatörsfaktorn, k, är vald samma som för gasbränsle med oxi-bränsle.

Standardtid och kostnadsberäkningar:

Bestämning av exakta svetskostnader för specifika tillverkningsjobb innebär en detaljerad analys av alla relaterade faktorer. Fastställandet av bastiden är dock det första väsentliga steget i att komma fram till slutvärdet. I det här avsnittet har några enkla fall analyserats i form av lösta exempel.

Exempel 1:

Hitta standardtiden för SMAW av stål med 4 mm diameter elektrod med en svetsström på 180A och ett deponeringsförhållande på 10g / Ah. Svetsens tvärsnittsarea är 0, 60 cm ² och det är 1 m långt. Ta täthet av stål som 7, 85 g / cm ³ och en operatörsfaktor på 0, 25.

Lösning:

Från ekvation (23-2) har vi Standard tid,

Exempel 2:

Bestäm standardtiden för oxy-acetylenstötsvetsning av 6 mm tjock stålplåt, om massan av avsatt metall är 85 g / m, svetsarnas totala längd är 10 m, plåttjockleken är 6 mm och svetsoperationen bärs ut i nedre, vertikala och överliggande positioner. Ta operatörsfaktorn som 0, 25.

Lösning:

Exempel 3 :

Hitta standard tid för skärning av remsor 15 m långa från plattor 10 mm och 60 mm tjocka, med en manuell oxi-acetylen skärbrännare.

Lösning:

(a) För 10 mm tjock platta

(b) För 60 mm tjock platta

Exempel 4:

Bestäm kostnaden för en mätare med 6 mm filetsvetsning manuellt med basbelagda elektroder med en diameter av 5 mm vid en färdhastighet på 30 cm / min. Operatörsfaktorn är 30% och fyllnadsmetallutbytet är 55%. Vikten av svetsmetallen avsatt är 0-175 kg / m. Ta svetsare lön som Rs.10 / h, effekt kostnad Rs.2IKWh, och kostnaden för täckta elektroder som Rs.30 / kg. Ta 'till kostnad' som 150%.

Lösning:

Exempel 5:

Bestäm kostnaden för en 6 mm filetsvets tillverkad av den halvautomatiska CO ₂ svetsprocessen med en elektrodtråd av 1, 2 mm diameter. Operatörens arbetscykel är 50% och fyllnadsmetallutbytet är 95%. Vikten av svetsmetallen avsatt är 0-175 kg / m. Ta elektrodrådspriset som Rs.50 / kg; CO gaskostnad Rs.20 / m3; svetsare betala som Rs.12 / h; overheadkostnader som Rs.15Ih; färdhastighet 40 cm / min och en gasflödeshastighet på 20 lit / min.

Lösning :