Quels sont les principaux paramètres du calcul des coûts de soudage ?
Pour préparer les estimations et les coûts des fabrications soudées à l’arc, il faut disposer de données de calcul technique pour déterminer les coûts de soudage directs en fonction des facteurs de coûts directs suivants :
- Consommation d’électrodes/Fil d’apport pour connaître le coût des consommables,
- Temps d’arc pour calculer le coût des heures des soudeurs, et
- Consommation actuelle pour tenir compte du coût de l’électricité.
Calcul des coûts pour les consommables de soudage/électrode
La première étape consiste à déterminer la quantité d’électrodes nécessaires pour compléter l’unité de longueur d’un type de joint donné.
Une fois que cela est connu, le temps d’arc et la consommation de courant peuvent être déterminés par un simple calcul. A titre d’exemple, nous pouvons prendre un joint bout à bout en simple V de 10 mm d’épaisseur et de longueur 1 m, comme indiqué dans la figure ci-dessous.
Ici, la surface de la section transversale, divisée en segments A, B, C et D, peut être calculée par simple arithmétique. Cette surface multipliée par ‘m’ donne le volume par mètre de longueur, qui peut être exprimé en cm 3 .
La densité de l’acier est de 7,8 g/cm 3 . À l’aide de ce facteur, le poids de métal fondu requis pour remplir le joint peut être calculé.
Avec le poids total calculé ci-dessus, en multipliant le coût des consommables de soudage (baguette/fil d’apport), nous pouvons déterminer le coût des consommables de soudage.
Calcul du volume de soudure pour la soudure d’angle
Les tableaux standard pour le poids du métal fondu pour les joints de soudure d’angle courants sont donnés ci-dessous à titre de référence :
Il existe plusieurs méthodes qui consistent à déposer du métal fondu à partir, disons, de cinq électrodes sur une plaque, en utilisant l’ampérage moyen de la gamme de courant et en laissant un bout de 50 mm de long, et en déterminant son poids.
Le calcul du volume de soudure d’angle est assez simple une fois que vous avez toutes les mesures. Tout d’abord, vous devez calculer la surface de la soudure d’angle en fonction de la taille de la gorge à l’aide de la formule ci-dessous.
Ensuite, multipliez deux mesures, c’est-à-dire la surface et la densité du matériau de soudure, pour obtenir le volume total ou le poids de soudure du matériau de soudure requis, comme expliqué ci-dessous.
Alternativement, on peut se référer au fabricant d’électrodes pour la quantité d’électrodes nécessaires pour déposer 1 kg de métal fondu, ou le poids de métal fondu obtenu à partir de chaque électrode.
Calcul du volume de soudure pour la soudure bout à bout
Le volume de soudure pour les segments de soudure bout à bout typiques est indiqué dans le tableau ci-dessous à titre de référence.
Lors de ces calculs, même de petits écarts par rapport aux dimensions prescrites dans la préparation ou l’ajustement des bords entraînent des augmentations significatives du volume de métal fondu requis pour le joint.
Par exemple, une augmentation de 3° dans un angle inclus de joint en V de 60° entraîne une augmentation de 5 % de la section. Il en va de même pour un montage inexact.
Qu’est-ce que l’efficacité de dépôt d’électrode ?
Plutôt que de fournir les informations mentionnées ci-dessus, les fabricants d’électrodes mentionnent généralement l’efficacité de dépôt (DE) de l’électrode dans les manuels des fabricants d’électrodes.
L’efficacité de dépôt ou DE est définie comme le rapport entre le dépôt de soudure et le poids du fil central fondu, exprimé en pourcentage.
Par exemple, si une électrode a 90% DE, 90 g de métal fondu seront obtenus à partir de chaque 100 g de fil central fondu dans l’arc.
L’efficacité du dépôt dépend fortement du type d’électrode utilisée et se situe entre 80 et 95 % pour les types courants qui ne contiennent pas de poudre de fer et n’ont pas de proportions appréciables de ferroalliages, car une certaine perte de métal se produit par projection et évaporation dans l’arc.
Des valeurs supérieures à 100 % sont obtenues lorsqu’une quantité suffisante de poudre de fer est incorporée dans la couverture de flux.
Exemple de calcul pour le poids de l’électrode
Vous pouvez calculer le poids, par exemple, d’une longueur de 400 mm de fil de 4 mm de diamètre, qui est la longueur du fil central qui est fondu à partir d’une électrode de soudage en bâton, de 4 x 450 mm de long, après avoir pris en compte une longueur de tronçon de 50 mm.
Si ce poids est AA et que le DE de l’électrode est de 90 %, le poids de dépôt de soudure fourni par l’électrode est AA x 0,90. Si le DE est de 120 %, le poids serait AA x 1,20.
Connaissant le poids de métal fondu nécessaire pour remplir un joint et le poids de métal fondu déposé par une électrode, le nombre total d’électrodes nécessaires pour le joint peut être estimé en utilisant une arithmétique simple.
Calcul du temps d’arc de soudage
Le temps d’arc est le temps de soudage pur nécessaire pour faire fondre la quantité d’électrodes nécessaire pour réaliser un certain joint. Pour le trouver, on multiplie le nombre d’électrodes nécessaires au joint par le temps de fusion par électrode.
Le temps de fusion doit bien entendu être déterminé pour chaque type d’électrode utilisé et pour chaque diamètre d’électrode utilisé, car chacun d’eux a un temps de fusion différent. Le temps de fusion par électrode dépend du courant de soudage utilisé.
Des courants de soudage très variables sont utilisés dans un atelier en fonction des conditions. Lorsque l’on veut travailler avec précision, il est recommandé d’effectuer des essais pour déterminer les temps de soudage pour chaque type et diamètre d’électrode pour les conditions de courant utilisées dans son propre atelier.
Le temps de soudage pur obtenu en multipliant le nombre d’électrodes par le temps de fusion par électrode exclut le temps nécessaire au décrassage, au changement d’électrodes, à la mise en place du travail et autres opérations accessoires mais inévitables.
Pour arriver au temps de soudage total, qui inclut toutes les autres opérations chronophages, deux méthodes sont possibles :
a) La méthode précise consiste à effectuer des études de temps pour connaître les dépenses de temps incidentes en soudage.
b) Une méthode moins précise mais qui satisfait pleinement aux exigences des travaux d’estimation, tient compte de la dépense de temps incidente en multipliant le temps de soudage pur par un facteur dit de temps de soudage.
Coût de la consommation de courant de soudage
Il s’agit du coût de l’énergie électrique utilisée pour le soudage. Les équations suivantes aident à calculer ce coût :
- Kilowatts d’arc = (ampères de soudage x tension d’arc)/ 1 000
- Kilowatt d’entrée = (kilowatts d’arc)/(% d’efficacité à la tension de l’arc)
- Coût de l’énergie par heure = kilowatts d’entrée x tarif pour kwh
- Coût de l’énergie/mètre = Coût de l’énergie par heure/mètre de longueur de soudure déposée en une heure d’arc.
- Coût d’énergie par électrode = Coût d’énergie par heure/No. d’électrodes consommées en une heure d’arc
Calcul du coût de la main-d’œuvre de soudage
Le coût de la main-d’œuvre directe du soudage couvre généralement le salaire du soudeur et de l’assistant qui aide à la mise en place du travail, au prénettoyage, etc.
À partir du nombre d’électrodes consommées par un soudeur au cours d’un quart de travail, le poids total de métal fondu déposé peut être calculé.
Le salaire journalier combiné du soudeur et de son aide divisé par le poids de métal fondu donne le coût de la main-d’œuvre par kg de métal fondu.
Frais généraux en soudage
Les frais généraux couvrent tous les frais liés à la gestion du magasin. Ils peuvent comprendre les frais de surveillance, les services d’entretien, l’amortissement et la réparation des équipements, les frais de nettoyage et d’éclairage, etc.
Les frais généraux peuvent même, dans certains cas, inclure la facture d’électricité totale, y compris les coûts de puissance de soudage. Pour faciliter le calcul, la relation entre le coût de la main-d’œuvre et les frais généraux est déterminée et le facteur résultant est utilisé pour calculer les frais généraux. je
Dans un atelier moyen, les frais généraux peuvent être trois à cinq fois supérieurs au coût de la main-d’œuvre.
Ainsi, le coût final de 1 kg de métal fondu d’une électrode se compose des coûts individuels suivants :
- Coût de l’électrode par kg de métal fondu
- Coûts de main-d’œuvre et frais généraux par kg de métal fondu
- Coût de l’énergie par kg de métal fondu
- Coût de l’équipement par kg de métal fondu.
Les postes 3 et 4 s’élèvent normalement à un maximum de 10 % des coûts totaux.
Dans la plupart des cas, par conséquent, il suffit de comparer le coût des électrodes et les coûts de main-d’œuvre et les frais généraux impliqués dans son utilisation pour juger de l’économie des différents types d’électrodes.
