Tính toán định mức chi phí hàn cho một phân đoạn tàu vỏ thép, chương 7 ppt

Chương 7: Định mức chi phí hàn
- Khái niệm: Định mức chi phí hàn cho một phân đoạn tàu vỏ
thép là tổng chi phí dự tính để hoàn thành tất cả các mối hàn (gồm
chi phí vật liệu hàn cần thiết, chi phí nhân công, chi phí điện năng
và chi phí chung có liên quan) trên phân đoạn cần tính.
- Phương pháp xây dựng định mức: thông thường các nhà
máy đóng tàu xây dựng định mức chi phí hàn bằng cách kết hợp cả
ba phương pháp xác định định mức đ
ã nêu ở trên (phương pháp kỹ
thuật, phương pháp xây dựng dựa trên kinh nghiệm, phương pháp
điều chỉnh).
- Các nhân tố ảnh hưởng đến định mức chi phí hàn:
 Trình độ tay nghề và tinh thần làm việc của công nhân.
 Cơ sở vật chất, trang thiết bị của nhà máy.
 Trình độ chuyên môn và khả năng quản lý của người
quản lý.
 Tiến độ đề ra.
2.4. Cơ sở lý thuyết tính toán định mức chi phí hàn trong đóng
tàu
Chi phí bỏ ra cho một mối hàn thường là tiêu chí quan trọng
khi đánh giá ưu thế về mặt chi phí của các phương án hàn khác
nhau.
Chi phí chế tạo vật hàn trong sản xuất cơ khí bao gồm: chi
phí hàn các mối hàn, chi phí vật tư cần thiết, chi phí chuẩn bị trước
khi hàn và chi phí xử lý sau khi hàn.
Xu
ất phát điểm để tính toán chi phí hàn (hoặc chi phí vật
hàn) là lượng kim loại đắp tạo th
ành liên kết hàn. Có ba loại số liệu
đầu v
ào cần thiết cho tính toán tổng chi phí hàn là (1) chi phí vật

liệu hàn cần thiết, (2) chi phí lao động liên quan đến thời gian cần
thiết để hoàn thành mối hàn và, (3) chi phí chung có liên quan.
-
Chi phí vật liệu hàn: Với các phương pháp hàn, trong đó
kim loại đắp có tham gia vào mối hàn, thì lượng kim loại đắp là cơ
sở cho tính toán chi phí vật liệu. Khi đó lượng kim loại đắp cần
thiết được dùng làm căn cứ xác định lượng vật liệu hàn dùng cho
vi
ệc hoàn thành liên kết hàn.
-
Chi phí lao động: Cơ sở cho tính toán chi phí lao động là
th
ời gian, bao gồm thời gian cho một mối hàn, hoặc thời gian cần
để h
àn một chi tiết. Tốc độ đắp liên quan đến thời gian, và là cơ sở
cho tính toán chi phí lao động. Trong trường hợp sản xuất đại tr
à
các v
ật hàn nhỏ, người ta lấy thời gian hàn một chi tiết hoặc một số
chi tiết trong một đơn vị thời gian làm căn cứ tính toán.
- Chi phí chung: Thông thường, các chi phí chung như chi phí
quản lý nhà máy được chia theo tỷ lệ theo số lao động trực tiếp liên
quan đến chế tạo chi tiết đó.
Để tính toán chi phí hàn, có thể lấy quy trình hàn làm điểm
khởi đầu. Khi đó, quy trình hàn cần chứa các số liệu sau:
 Thiết kế chi tiết của liên kết hàn. Yếu tố này giúp xác
định lượng kim loại mối hàn cần thiết.
 Loại quá trình, phương pháp hàn, loại vật liệu hàn. Yếu
tố này phục vụ tính toán chi phí vật liệu hàn.
 Cường độ dòng điện hàn, là yếu tố liên quan đến tốc độ

đắp, phục vụ để tính toán chi phí lao động. Đặc điểm tổ chức sản
xuất, là yếu tố liên quan đến tỷ lệ thời gian có hồ quang so với tổng
thời gian lao động của thợ hàn, còn gọi là yếu tố thợ hàn hoặc liên
quan đến chu kỳ tải của máy hàn. Đây là những yếu tố xác định lao
động thực sự bỏ ra để đắp kim loại l
ên mối hàn. Tốc độ hàn là yếu
tố liên quan đến thời gian hàn cần thiết.
Quy trình hàn cho các số liệu cần thiết để tính chi phí của
một mối hàn. Ngoài ra còn phải đưa vào tính toán chi phí cả các số
liệu về mức lương thợ hàn (chi phí lao động) và chi phí vật liệu
hàn bao gồm thuốc hàn, khí bảo vệ và các vật tư khác được sử
dụng để làm ra mối hàn.
Chi phí hàn n
ằm trong chi phí vật hàn; nhưng chi phí của
việc chuẩn bị liên kết hàn cũng có liên quan chặt chẽ đến chi phí
hàn và phải được đưa vào tổng chi phí vật hàn. Chi phí hàn tại hiện
trường thường cao hơn chi phí hàn tại xưởng. Chi phí h
àn ở các tư
thế không gian khác hàn sấp thường cao hơn chi phí hàn sấp.
2.4.1. Chi phí vật liệu hàn
Từ lượng kim loại đắp cần thiết, có thể tính được lượng vật
liệu hàn sẽ sử dụng để tạo ra mối hàn cụ thể và chi phí tương ứng.
Chi phí cho vật liệu hàn có thể bao gồm chi phí điện cực (que hàn
ho
ặc dây hàn), khí bảo vệ hoặc thuốc hàn. Tính khối lượng kim
loại đắp căn cứ từ các kích thước hình học của mối hàn.
2.4.1.1. Chi phí điện cực
Định mức tiêu hao H
E
(kg) của que hàn (dây hàn) cho một

mối hàn được xác định theo chiều dài mối hàn l
h
(m) và định mức
tiêu hao đơn vị G
E
(trên 1 m mối hàn) được xác định bằng công
thức:
hEE
lGH . (kg) (2.1)
Trong đó, định mức tiêu hao đơn vị được tính theo công thức
sau:
C
m
G
H
E


1
(kg/m) (2.2)
3
10


HH
Fm

(kg/m) (2.3)
h
H

E
l
C
F
H .
1
10
3




(kg) (2.4)
Hay:
C
m
C
lm
H
klđhH
E




1
1
.
(kg) (2.5)
Ở đây:

m
H
- khối lượng kim loại đắp tính toán trên một mét
đường h
àn (kg/m);
m
klđ
- tổng khối lượng kim loại đắp tính toán trên đường
hàn dài l
h
(m);
C - h
ệ số tổn thất điện cực. Tổn thất C xuất phát từ việc
loại bỏ đầu que hàn, bắn tóe, bay hơi vật liệu điện
cực…

ρ - khối lượng riêng của kim loại đắp (g/cm
3
);
V
ới dây hàn lấy ρ
dh
= 7,85. 10
3
(kg/m
3
) = 7,85 (g/cm
3
).
V

ới que hàn lấy ρ
qh
= 7,8. 10
3
(kg/m
3
) = 7,8 (g/cm
3
).
F
H
- diện tích tiết diện của kim loại đắp của mối hàn
(mm
2
). F
H
được xác định bằng tổng các phần hình học
chia nhỏ.
Hiệu suất sử dụng điện cực K:
K = (1- C). 100 (2.6)
Hiệu suất sử dụng điện cực [%] là tỷ lệ giữa khối lượng kim
loại đắp m
H
và khối lượng điện cực cần thiết G
E
{Hiệu suất đắp là
t
ỷ lệ giữa kim loại đắp m
H
và khối lượng điện cực đã sử dụng

(không kể đầu mẫu que hàn)}. Với các loại điện cực khác nhau,
hiệu suất sử dụng điện cực có thể nằm trong khoảng từ 50÷100%.
Que hàn có hiệu suất sử dụng điện cực thấp hơn so với dây hàn.
Trên b
ảng 2.1. là hiệu suất sử dụng điện cực của các loại quá
trình hàn khác nhau (bảng 9-1 /trang 334 trong cuốn ‘ Công nghệ
hàn điện nóng chảy’ tập 1 của TS Ngô L
ê Thông (tài liệu tham
khảo [3])). Từ đó, ta suy ra các hệ số tổn thất điện cực C tương
ứng.
Bảng 2.1. là hiệu suất sử dụng điện cực của các loại quá trình hàn
khác nhau
Loại điện cực, quá trình hàn K (%) C
Que hàn dài 350 mm, hồ quang tay 55÷65 0,35÷0,45
Que hàn dài 450 mm, hồ quang tay 60÷70 0,3÷0,4
Que hàn dài 900 mm, hàn tự động 65÷75 0,25÷0,35
Dây hàn, hàn bằng điện cực lõi bột 80÷85 0,15÷0,2
Dây hàn, dưới lớp thuốc 95÷100 0÷0,05
Dây hàn, hàn điện xỉ 95÷100 0÷0,05
Dây hàn nóng chảy, trong môi
trường khí bảo vệ
90÷95 0,05÷0,1
Dây hàn phụ (cho điện cực W),
trong môi trường khí trơ
100 0
Từ định mức tiêu hao H
E
(kg) của que hàn (dây hàn) cho một
mối hàn ta tính được chi phí điện cực cho mối hàn:
Eđcđc

HGC . (đồng) (2.7)
Trong đó:
C
đc
- chi phí điện cực cho mối hàn (đồng);
G
đc
- giá điện cực (đồng/kg).
Khi sử dụng dây hàn thì có thể dùng các công thức dưới đây
để tính giá thành điện cực, đặc biệt thích hợp cho h
àn một lớp:
 Bước 1: xác định lượng điện cực sử dụng trong một đơn vị
thời gian:
c
b
a
60

 (2.8)
Trong đó: a là khối lượng kim loại đắp cần thiết
[kg/giờ];
b là tốc độ cấp dây hàn [m/phút];
60 là s
ố phút trong một giờ [phút/giờ];
c là chiều dài một đơn vị khối lượng điện cực
[m/kg].
{Công th
ức (2.8) trích từ tài liệu tham khảo [3] trang 335}
Giá trị chiều dài một đơn vị khối lượng điện cực (c)
được xác định theo bảng sau:

Bảng 2.2. Chiều dài một đơn vị khối lượng điện cực [m/kg]
Đường kính
dây hàn
(mm)
Chi
ều dài dây
hàn (m)
Đường kính
dây hàn (mm)
Chi
ều dài
dây hàn (m)
1,0 166,67 4,0 10,10
1,2 111,11 5,0 6,49
1,6 62,50 6,0 4,50
2,0 40,00 8,0 2,53
2,5 26,32 10,0 1,62
3,0 18,18 12,0 1,13
 Bước 2: xác định tốc độ hàn ν [m/giờ]:
- Với mối hàn bằng ta xác định tốc độ hàn ν như sau:
]/[10.
.
.
]/[
.
.
2
hm
F
IK

hcm
F
IK
HH




(2.9)
Trong đó:
K
H
là hệ số nóng chảy [g/A.h];
I là dòng điện hàn [A];
F là ti
ết diện ngang mối hàn [cm
2
].
{Công th
ức (2.9) trích từ công thức (1)/trang 271 - tài liệu tham
khảo [5]}
- Khi hàn mối hàn đứng, tốc độ hàn tính theo công thức
(2.9) cần giảm xuống 25%, khi hàn mối hàn ngang giảm
30% và khi hàn mối hàn trần giảm 60%.
 Bước 3: xác định khối lượng kim loại đắp m
H
cần thiết trên
m
ột đơn vị chiều dài mối hàn [kg/m]:
m

H
= w
D
/ν (2.10)
Với: w
D
- tốc độ đắp[kg/giờ];
ν
- tốc độ hàn [m/giờ].
 Bước 4: Chi phí điện cực trên đơn vị chiều dài mối hàn C
đc
[đồng/m]:
C
đc
= m
H
x G
đc
(2.11)
V
ới: G
đc
- giá thành điện cực [đồng/kg]
Ngoài cách tính trên, tiêu hao điện cực c
òn có thể tính theo
kinh nghiệm như sau: khi hàn hồ quang, yêu cầu trọng lượng của
các que hàn được xác định theo khối lượng to
àn phần của kim loại
đắp, cộng thêm 20÷30% đối với các que h
àn có thuốc bọc mỏng và

40÷60% đối với các que hàn có thuốc bọc dày.
Khi hàn dưới thuốc hàn sự tiêu hao dây hàn có thể tính bằng
cách sau: tính khối lượng kim loại đắp căn cứ từ các kích thước
hình học của mối hàn, sau đó cộng thêm 2% vào giá trị tính được.