Comment calculer le taux de dépôt par heure en soudage ?

Pourquoi devons-nous calculer le taux de dépôt de soudure ?

Les coûts de tout processus industriel peuvent être estimés avec précision. Un processus tel que le soudage impliquera des facteurs tels que :
1. la main-d’œuvre
2. les consommables de soudage
3. les frais généraux
Une analyse des coûts est nécessaire avant de soumissionner pour un contrat impliquant le soudage, et elle peut être effectuée à tout moment au cours d’un projet pour vérification du coût réel. Les méthodes suivantes peuvent être utilisées pour déterminer les coûts de soudage de tout procédé de soudage, mais seuls les procédés les plus courants sont utilisés comme exemples.

La question la plus fréquemment posée lorsque les fabricants tentent de déterminer les coûts associés au soudage avant de pouvoir proposer un devis à leur client est la suivante : 

  1. Combien de kilogrammes ou de livres de fil puis-je déposer par heure ? Ou,
  2. combien de livres de fil puis-je déposer à un ampérage ou à une vitesse de dévidage spécifique dans le processus GMAW ?  
  3. Quel sera le coût du fil à souder pour un projet? 

Taux de dépôt (DR) vs taux de fonte (MOR)

Avant d’utiliser ce calcul, il est important de comprendre la différence entre le taux de dépôt de soudure et le taux de fusion, car les deux sont des termes différents. Le taux de dépôt (DR) en soudage fait référence à la vitesse à laquelle un métal d’apport de soudage est consommé et déposé pour former une soudure. Le taux de dépôt est exprimé en lb/h ou en kg/h. Alors que le taux de fusion (MOR) est le poids ou la longueur de l’électrode, du fil, de la tige ou de la poudre fondue dans une unité de temps. Le taux de fonte est également exprimé en lb/h ou en kg/h.

Formule de calcul du taux de dépôt de soudure

Taux de dépôt = A (D²) (WFS)(EE)

D  = diamètre de l’électrode

WFS  = vitesse de dévidage du fil (in/min)

EE  = efficacité de l’électrode,

A =13.1 (constante pour l’acier basée sur la densité de l’acier. Cette constante s’applique aux fils d’apport de soudage en acier au carbone et en acier inoxydable. Pour l’aluminium, la valeur de A est de 4,32).

Efficacité des électrodes en soudage

L’efficacité de l’électrode est le pourcentage de taux de fusion (MOR) contribuant à l’efficacité du dépôt. L’efficacité des électrodes pour les fils solides peut dépendre essentiellement du mode de transfert du métal. Comme chaque mode de transfert de métal a des caractéristiques variées qui définissent la façon dont le métal en fusion est transféré au bain de fusion et les pertes associées pendant le transfert, telles que les projections ou la vaporisation du métal. Ci-dessous, les efficacités de dépôt d’électrode pour différents modes de transfert de métal dans GMAW :

  1. Transfert de court-circuit : 90-93%
  2. Transfert de tension de surface : 98 % (STT est une marque de commerce et de la société Lincoln Electric)
  3. Transfert globulaire : 88 – 90 %
  4. Transfert de pulvérisation: 98%
  5. Transfert par pulvérisation pulsée : 98 % est typique, mais peut être inférieur en fonction des paramètres et de la source d’alimentation.

Taux général de dépôt de soudure dans différents procédés de soudage

Le tableau ci-dessous donne des taux de dépôt de soudure indicatifs pour SMAW, GMAW, FCAW et SAW. Comme nous le savons, divers facteurs (courant, diamètres d’électrodes, électrode simple ou double, position de soudage, etc.) influencent les taux de dépôt de soudure, les valeurs indiquées ici sont à titre indicatif seulement.

Taux de dépôt dans le processus SMAW
E6010 x 3,2 mm @ 110 A … … … 1,27 kg/hr (2,8 lb/hr)
E6012 x 3,2 mm @ 110 A … … … 1,00 kg/hr (2,2 lb/hr)
E7014 x 4,0 mm @ 180 A … … … 1,82 kg/h (4,0 lb/h)
E7018 x 4,0 mm à 180 A … … … 1,82 kg/h (4,0 lb/h)
E7024 x 3,2 mm à 140 A … … … 1,41 kg/h ( 3,1 lb/hr)
E7024 x 4,0 mm @ 210 A … … … 2,09 kg/hr (4,6 lb/hr)
Taux de dépôt dans le procédé
FCAW E711T x 1,6 mm @ 275 A … … … 5,00 kg/hr (11 lb/hr)
E711T x 2,4 mm à 400 A … … … 5,46 kg/h (12 lb/h)
Taux de dépôt dans le procédé
GMAW ER70S-6 x 0,9 mm à 175 A … … … 2,05 kg/h (4,5 lb/h)
ER70S-6 x 1,2 mm à 175 A … … … 1,68 kg/h (3,7 lb/h)
ER70S-6 x 1,2 mm à 225 A … … … 2,36 kg/h (5,2 lb/h)
ER70S-6 x 1,2 mm @ 270 A … … … 3,73 kg/h (8,2 lb/h)