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技術情報
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１．ワイヤ消費量を把握する方法
1) 計算で算出する方法。＝正確性に欠ける。
2) 消費したワイヤ長さを測定し、それから計算で求める方法。
3) 消費したワイヤの重さを測定する方法。
4) 測定器(コンピューター)で測定する方法。
| ＊ |
1) の方法は概略の数値しか出せない。 2)・3)・4)の方法は、実際に消費したワイヤの量が出るので確実性がある。 出来れば、4)の方法が簡単で早く実測が出来るが、測定器が必要。 |
２．ワイヤの消費量の計算方法とワイヤ費
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溶接部断面積の計算方法
・S = S1 + S2
S ：溶接ビード断面積 (?)
S1 ：ビード断面=(a×b) / 2 (?)
S2 ：余盛面積率（%)=S2/(S1+S2)×100 (%)
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| 計 算 項 目 |
記号 |
計 算 式 |
単位 |
a) 理論必要溶着ワイヤ量
＊ビードの余盛率を
CO2を15%・MAGを8%と仮定したとする。
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Aw |
Aw = S1×L×α×ρ={(a×b)/2}×L×α×ρ
・CO2 = {(0.6×0.8)/2}×100×1.15×7.87
= 217 (g/m)
・MAG = {(0.6×0.6)/2}×100×1.08×7.87
=153 (g/m)
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g/m |
| S1： |
溶接部の断面積
CO2=(a×b)/2=(0.6×0.8)/2=0.24 (?)
MAG=(a×b)/2=(0.6×0.6)/2=0.18 (?)
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| L ： |
溶接長=100(㎝) |
| α ： |
余盛率=CO2:15%(1.15)/MAG:8%(1.08) |
| ρ ： |
密度(Fe=7.87g/?) |
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| b) 溶着効率 |
η |
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短絡 |
大電流 |
% |
| CO2 |
94% |
92% |
| 混合ガス |
96% |
99% |
| c) 必要溶着ワイヤ量 |
Bw |
1) Bw = Aw / η
・CO2=217/0.92 = 236 (g/m)
・MAG=153/0.99 =154.5 (g/m)
| Aw： |
理論必要溶着ワイヤ量
CO2:217(g/m) / MAG:153(g/m) |
| η ： |
溶着効率CO2:92%(0.92)/MAG:99%(0.99) |
|
g/m |
2) ワイヤを消費した長さが判れば、
Bw=πr2 / 4 × L × ρ
πr2 / 4：ワイヤの断面積(cm2)
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g/m |
| 3) 測定器で測定した場合、消費したワイヤ量(g)が出るので、e)に進めばよい。 |
g/m |
| d) ワイヤ価格 |
Wc |
購入価格=300(￥/㎏)=0.3(￥/g） |
￥/㎏ |
| e) ワイヤ費 |
Cw |
Cw = Bw × Wc / 1,000
・CO2 : 236.0×300/1,000 = 70.8(￥/m)
・MAG :154.5×300/1,000 = 46.35(￥/m)
|
\/m |
| Bw ： |
必要溶着金属量(ワイヤ量)
CO2:236(g/m) / MAG:154.5(g/m) |
| Wc / 1,000 ： |
ワイヤ価格=300(￥/㎏)
￥/㎏を￥/gにする為。 |
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| 計算項目 |
記号 |
計算式 |
単位 |
| a) シールドガス設定流量 |
Gf |
流量計の読み=20(? /分) |
? /分 |
| b) 時 間 |
|
|
|
| |
1) プリフロー時間 |
Pt |
溶接機で任意に設定=(0.5Sec) |
秒 |
| 2) 本溶接時間（アークタイム） |
At |
アークが出ている間の時間
CO2:2.00(分) / MAG:1.54(分)
|
分 |
| 3) アフターフロー時間 |
Aft |
溶接機で任意に設定=(1Sec) |
秒 |
| TOTAL時間 [1)+2)+3)] |
Wt |
Wt=(Pt)+At+(Aft)
CO2:2.00(分)/MAG:1.54(分)
＊プリフロー(Pt)・アフターフロー(Aft)は無視。 |
分 |
| c) シールドガス価格 |
Gc |
購入価格(CO2:171￥/㎏ / MAG:700￥/?)
CO2：300(￥/?)=300/1,000=0.3(￥/ ?)
MAG：700(￥/?)=700/1,000=0.7(￥/?)
|
￥/m3 |
| d) シールドガス費 |
Cg |
Cg=Gf×Wt×Gc
・CO2：20×2.00×0.3 = 12.0(￥/m)
・MAG：20×1.54×0.7 = 21.56(￥/m)
|
￥/m |
| Gf： |
シールドガスの設定流量=20(? /分) |
| Wt： |
アークタイム
CO2:2.00(分)/MAG:1.54(分) |
| Gc： |
シールドガスの価格
CO2:0.3(￥/ ?)/MAG:0.7(￥/?) |
|
1) シールドガスの価格について
CO2価格は￥/㎏で取引されている。流量計の設定が? /分であるので、￥/㎏を￥/m3(￥/ ?)に変換しなければならない。よって、CO2は1㎏=0.571m3であるので、CO2購入価格に0.571で割った数値が1m3の価格となる。
CO2価格(￥/㎏) / 0.571=□□□(￥/m3)
又、￥/m3であるので、￥ /?にしなければならない。￥/ ?にするには、1m3=1,000 ?であるので、￥ / m3価格を1,000で割ればよい。
2) シールドガス使用量の計算式
使用量＝{プリフロー時間＋溶接時間（アークタイム）＋アフターフロー時間}×ガス流量（L/分）
3) アークタイムとは、
・ 実際にアークが発生している時間のこと。
・ 溶着ワイヤ量を溶接ワイヤの溶着速度で割ることに求められる。
| アークタイム(分/m) |
＝必要ワイヤ量 / 溶着速度
＝100㎝/溶接速度 |
・ 一パス仕上げの水平隅肉溶接では、
溶接長を溶接速度で割ることにより求めることが出来る。
100㎝/溶接速度(㎝/分)
| 計算項目 |
記号 |
計算式 |
単位 |
| a) アーク発生率 |
Af |
Af=（At / Tw）
・CO2 ：(2.00/5.00)=0.4(40 %)
・MAG ：(1.54/3.85)=0.4(40 %)
|
% |
At：アークタイム(アーク発生時間)
（CO2：2.00分/MAG:1.54分）
Tw：溶接作業時間
（CO2：5.0分/MAG：3.85分）
|
| b) 溶接作業時間 |
Tw |
Tw=100×(At/Af)
・CO2 ：100×(2.00/0.4)=5.0(分)
・MAG ：100×(1.54/0.4)=3.85(分)
|
分/m |
At：アークタイム(アーク発生時間)
(CO2：2.00 (分/m)/MAG：1.54(分/m))
Af：アーク発生率=40 %(0.4)
|
c) 溶接前後の
スパッター
除去時間
(アークタイムの30%(CO2)/
MAG(5%)と仮定する)
|
T2 |
T2=At×(CO2：30%/MAG：5%)/100)
・CO2 ：2.00×(30/100)=0.60 (分)
・MAG ：1.54×(5 /100)=0.077 (分)
|
分 |
At：アークタイム
（CO2：2.00分/m / MAG：1.54分/m）
|
| d) 人件費単価 |
Pr |
3,000(￥/H) |
￥/H |
| e) 人件費 |
Cp |
Cp= (Tw＋T2)×（Pr / 60）
・CO2：(5.0+0.60)×(3,000/60) = 280.0 (￥/m)
・MAG：(3.85+0.077)×(3,000/60) = 192.5 (￥/m)
|
￥/m |
Tw：溶接作業時間
（CO2：5.1分/MAG：3.85分）
T2：溶接前後のスパッター除去時間
（CO2：0.60分/MAG：0.077分）
(Pr / 60)：1分当りの人件費単価=50(￥/分)
|
1) 人件費＝作業時間(H)×時給(￥/H)
＝作業時間(H)×工賃単価(￥/H)×(1/60)
2) 作業時間とは、
・ 溶接作業者の全作業時間のことで、アークタイムに準備時間・手待ち時間・前処理時間・後処理時間・移動時間などの合計です。
・ 全作業時間に占めるアークタイムの割合をアーク発生率と呼んでおり、一般的に30～50%程度で計算される。
| 計算項目 |
記号 |
計算式 |
単位 |
| a) 溶接機効率 |
ε |
(溶接機仕様)80%=0.8 |
% |
| b) 使用電力 |
P |
P=(Iw×Ew)/(1,000×ε)
・CO2=(280×31)/(1,000×0.8)=10.85 (kw)
・MAG=(300×29)/(1,000×0.8)=10.88(kw)
|
kw |
| Iw ： |
溶接電流CO2=280 (A)/MAG=300(A) |
| Ew： |
溶接電圧CO2= 31(V) /MAG=29(V) |
| 1,000： |
CO2=(280×31=8,680w)/MAG=(300×29=8,700w)であるので、kwにする為1,000で割っている。 |
| ε ： |
溶接機効率(%)=80%(0.8) |
|
| c) 使用電力量 |
Pt |
Pt=P×(At / 60)
・CO2 =10.85×(2.00/60)=0.362(kw-h)
・MAG =10.88×(1.54/60)=0.280(kw-h)
|
kwh |
| P ： |
使用電力
CO2=10.85 (kw)/MAG=10.88(kw) |
| At： |
アークタイム(アーク発生時間)
CO2=2.00 (分) / MAG=1.54(分) |
|
| d) 電力料金単価 |
Pc |
電力会社による=18 (￥/kw-h) |
￥/kwh |
| e) 電力料金 |
Cs |
Cs=Pt×Pc
・CO2=0.362×18 = 6.52 (￥/m)
・MAG=0.28×18 = 5.04(￥/m)
|
￥/m |
| Pt ： |
使用電力量
CO2=0.362 (kw-h) / MAG=0.28(kw-h) |
| Pc： |
電力料金単価=18 (￥/kwh) |
|
1) 電力消費量（溶接電流×アーク電圧×アークタイム）に、電力料金単価を掛けることにより求めることが出来ます。
例えば、電気代を18￥/kw-hとした場合、
{(電流A×電圧V×作業時間) / (60×1,000)}×単価
＝{(A×V×作業時間)/(60×1,000)}×@18
2) 作業時間＝アークタイム / アーク発生率(%)
| 計算項目 |
記号 |
計算式 |
単位 |
| [溶接機及び設備等の償却費] |
| a) 設備等投資価格 |
Wc |
(購入価格)=610,000 (￥) |
￥ |
| b) 償却年数 |
Dy |
(税務署に確認）= 7 (年) |
年 |
| c) 年間作業時間 |
Hy |
8H/日×225日/年＝1,800H |
H |
| d) 償却費計 |
Cd |
Cd=Wc / (Dy×Hy)×(Tw/60)
・CO2={610,000/(7×1,800)}×(5.00/60) = 4.0 (￥/m)
・MAG={610,000/(7×1,800)}×(3.85/60) = 3.1 (￥/m)
|
￥/m |
Wc：設備等投資価格=610,000(円)
Tw：溶接作業時間
CO2= 5.0 (分)/MAG=3.85(分)
Dy：償却年数= 7 (年)
Hy：年間作業時間= 1,800 (H/年)
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| [保守費] |
| a) 保守費比率 |
Mf |
(Wcの10%) |
% |
b) 保守費計
(修理代等)
|
Cm |
Cm={(Wc×Mf) / Hy}×{At/(Af×60)}
・CO2={(610,000×0.1)/1,800}×{2.00/(0.4×60)}
= 2.83 (￥/m)
・MAG={(610,000×0.1)/1,800}×{1.54/(0.4×60)}
= 2.17(￥/m)
|
￥/m |
Wc ： 設備投資価格=610,000(\)
Mf ： 保守費比率(Wcの10%)=10%(0.1)
At ： アークタイム（アーク発生時間）
CO2=2.00(分)/MAG=1.54(分)
Af ： アーク発生率=40%(0.4)
CO2(2.00/0.4)= 溶接作業時間(分)
MAG(1.54/0.4)= 溶接作業時間(分)
Hy ： 年間作業時間=1,800(H/年)
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| [消耗部品費] |
| a) 消耗部品費 |
Cc |
(Cc=Cmと設定)
・Cm：保守費と同じ
CO2=2.83(円/m) / MAG=2.17(円/m)
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\/m |
1) 償却費：
{溶接機等の設備価格×0.1×作業時間} / {7(年)×225(日)×8(H)×60(分)}
2) 保守費=消耗部品費：
{溶接機等の設備価格×0.1×作業時間} / {225(日)×8(H)×60(分)}
|
