Сколько газа расходуется при сварке: расчёт и подбор источника подачи

Снабженец приезжает с двумя баллонами аргона, сварщик к обеду их выработал, остаток смены — простой. Знакомая ситуация? Она почти всегда возникает по одной причине: расход газа никто не считал. На глазок. По интуиции. По опыту прошлого квартала, когда работали с другим металлом и другим оборудованием.

Расход газа при сварке — величина расчётная. Не угадываемая. И от того, насколько точно вы её определите, зависит выбор источника подачи: одиночный баллон, разрядная рампа, перепускная, моноблок. Разберём, как считать и куда смотреть.

Параметров много, но определяющих — пять.

Тип сварки. TIG (аргонодуговая, ручная) расходует меньше, MIG/MAG (полуавтомат) — больше из-за более высокой скорости. Газовая резка съедает в разы больше любого процесса сварки.

Свариваемый металл. Углеродистая сталь экономична. Нержавейка и алюминий требуют усиленной защиты — расход выше на 20–40%. Для титана нужна тройная защита: расход газа в полтора-два раза выше нормы для нержавейки.

Толщина металла. Чем толще шов, тем больше газа на его защиту. Связь нелинейная: переход с 3 мм на 6 мм увеличивает расход примерно в 1,5 раза, не в 2.

Диаметр сопла горелки. Больше сопло — шире газовая защита, выше расход. При работе на сквозняке диаметр приходится увеличивать.

Условия рабочего места. Сквозняк, потолочное положение, сварка на улице — всё это требует увеличенного расхода для устойчивой защиты ванны. Иногда — на 50% выше нормы.

МеталлТолщина, ммДиаметр сопла, ммРасход аргона, л/мин

Углеродистая сталь

1–3

6–8

6–8

Углеродистая сталь

4–6

8–10

8–10

Нержавейка

1–3

6–8

7–10

Нержавейка

4–6

10–12

10–14

Алюминий

1–3

8–10

8–12

Алюминий

4–6

10–12

12–16

Титан

1–3

10–12

14–18 (с поддувом — выше)

Ориентир для большинства задач — 8–10 л/мин. Это та цифра, которую закладывают сметные нормы и которую подтверждают рекомендации Lincoln Electric, ESAB, Kemppi.

Диаметр проволоки, ммСила тока, АРасход газа, л/мин

0,8–1,0

80–180

8–12

1,0–1,2

150–250

12–16

1,2–1,6

250–400

16–20

1,6–2,0

400–600

20–25

Газ — обычно смесь Ar + CO₂ (82/18 или 80/20) или чистая углекислота. Расход у полуавтомата всегда выше, чем у TIG, — потому что выше сила тока и шире зона сварки.

Это уже не сварка, но многие участки совмещают функции. Цифры — для понимания масштаба.

Толщина металла, ммРасход кислорода, м³/часРасход ацетилена, м³/час

5–10

1,5–3,5

0,3–0,5

10–25

3,5–7,0

0,5–0,7

25–50

7,0–14,0

0,7–1,0

50–100

14,0–25,0

1,0–1,4

Кислородная резка — самый «прожорливый» процесс газового хозяйства. Если у вас участок резки металла толщиной 50+ мм — одиночные баллоны не вариант в принципе.

Когда таблиц мало, нужна формула. Базовый расчёт:

Где:

Пример. Цех с тремя сварочными постами на TIG, нержавейка 3 мм. Расход — 8 л/мин. Чистое время сварки — около 4 часов в смену (остальное — подготовка, разметка, перерывы). Получаем:

8 × 240 × 3 = 5 760 литров аргона в смену.

Один баллон 40 л при давлении 150 атм содержит 6 м³ газа в нормальных условиях, то есть около 6 000 литров. Получается, смена выработает почти полный баллон. С учётом потерь и колебаний нагрузки — берём с запасом 20%.

Используйте простое правило для пересчёта суточного расхода в число баллонов:

ГазСодержание в баллоне 40 л при 150 атмСодержание в баллоне 50 л при 200 атм

Аргон, азот, кислород

~6 м³

~10 м³

Углекислота

~24 кг (около 12 м³ в газовой фазе)

~28 кг

Ацетилен

~5,0 м³

—

Гелий

~6 м³

~10 м³

Пример. Расход — 5 760 л/смену = 5,76 м³/смену. Это меньше одного 40-литрового баллона, но с запасом и буфером — нужно минимум 2 баллона на смену. На неделю (5 смен) — 10 баллонов. На месяц — около 40.

Теперь самое практическое. По расчёту понятно, что нужно подавать, — осталось выбрать чем.

До 2 баллонов в смену. Одиночный баллон или рампа на 2–3 баллона. Простая, дешёвая, без автоматики. Меняете баллоны раз в одну-две смены.

3–6 баллонов в смену. Рампа на 4–6 баллонов — стационарное решение с редуктором и стабильным выходным давлением. Сократите число замен и время простоев.

6–10 баллонов в смену. Рампа на 8–10 баллонов или перепускная схема 2×N с автоматическим переключением. Подача без остановок при замене группы.

Свыше 10 баллонов в смену. Здесь уже выгоднее моноблок на 12–16 баллонов. Заправка всей сборки за один подъезд газозаправщика, а не ежедневная возня с поштучной заменой. Окупается за 12–18 месяцев на трудозатратах.

Снабженцы и технологи регулярно недооценивают расход. Причины — однотипные.

Считают по времени смены, а не по чистому времени сварки. На сварщика реально приходится 3–5 часов горения дуги за 8-часовую смену. Остальное — подготовка, разметка, замена расходников, перекуры. Если посчитать на полные 8 часов — получите завышенный расход и закажете лишнее.

Не учитывают режим работы. Прерывистая сварка коротких швов даёт расход на 30–40% выше непрерывной — потому что газ продувается до и после каждой дуги. Пишем «расход 10 л/мин», получаем по факту 14.

Забывают про поддув при сварке труб. Защитный газ внутрь трубы — это плюс 30–40% к основному расходу. Если в проекте есть стыковая сварка нержавеющих труб с поддувом — закладывайте отдельную линию или дополнительный баллон.

Игнорируют сезонность. Зимой при холодном цехе и сквозняках расход уверенно растёт. Летом — стабилизируется. Считайте по худшему сценарию, иначе зимой будет дефицит.

Соберите данные по своему производству за месяц-два. Чистое время сварки на постах. Какие металлы и толщины. Сколько баллонов фактически уходит. Из этих цифр посчитайте удельный расход — и сравните с таблицами. Если ваша цифра сильно выше нормативной — где-то либо лишний расход (плохо подобранное сопло, сквозняки), либо есть резерв для оптимизации.

После этого ситуация становится прозрачной: вы понимаете, сколько газа нужно в смену, и под эту цифру выбираете источник подачи.

Если хотите проверить расчёт и подобрать конкретную конфигурацию рампы или моноблока — пришлите параметры производства. Бесплатно посчитаем оптимальное решение. Запросить расчёт