Hitsaustekniikka 3/2011 - page 5

3/2011
[
]
3
• työkustannukset: hitsaajat
• hitsausainekustannukset:
- lisäaineet
- suojakaasut
- hitsausjauheet
• konekustannukset: pääoma ja kunnossa-
pito
• energiakustannukset: hitsauskoneen ku-
luttama sähköenergia
Hitsauskustannuksiin ei yleensä oteta mu-
kaan hitsatun tuotteen valmistamiseen
kuuluvia raaka-aineita ja monia muita työ-
vaiheita, joita voi olla paljon: raaka-aineet,
raaka-aineiden leikkaus ja paloittelu, railojen
tekeminen, esikuumennus, jälkilämpökäsit-
tely, tarkastukset, korjaukset ja erilaiset
muut työt. Ne tulevat luonnollisesti mukaan
valmiin tuotteen kokonaiskustannuksiin.
Käsin tehtävässä hitsauksessa, esim. puikko-
hitsaus ja tavanomainen MIG/MAG-hitsaus,
työkustannukset ovat ylivoimaisesti suurin kus-
tannuserä. Hitsauskustannuksia on hieman
vaikea esittää yleispätevästi, koska ne on niin
materiaali-, yritys- ja tapauskohtaisia. Hitsatta-
va tuote vaikuttaa oleellisesti kustannuksiin.
Hitsausaineiden hinnat vaihtelevat suuresti
materiaalikohtaisesti ja yrityskohtaisesti.
Myös laskelmissa käytetyt työtunnin hinnat
vaihtelevat eri yritysten välillä. Luonnollisesti
on myös kovin yrityskohtainen asia, mitä työ-
tunnin hintana käytetään: puhdas tuntipalkka,
tuntipalkka + sos.kustannukset tai tuntipalk-
ka + sos.kustannukset + yleiskustannukset.
Näiden arvo vaihtelee myös yrityskohtaisesti.
Kaksi kustannuksiin eniten vaikuttaa tekijää
ovat hitsiaineentuotto (= tuotettu hitsiaine-
määrä/aikayksikkö, kg/h) ja paloaikasuhde
(= kaariaika/kokonaistyöaika, %).
Hitsiaineentuottoa käytetään usein tuotta-
vuuden mittarina, kun arvioidaan mm. eri
hitsausprosessien tuottavuutta. Hitsiaineen-
tuotto ilmoitetaan yleensä kaariaikatuntia
kohti, jolloin paloaikasuhde on 100 %. Jos
hitsiaineentuotto on 5 kg/h ja paloaikasuhde
on 40 %, niin todellinen (”tehollinen”) tuotto
työtuntia kohti on 2,0 kg/h. Hitsiaineentuotto
kullakin hitsausprosessilla riippuu ensi sijas-
sa hitsausvirrasta. Tuottoarvoja on erilaisten
käyrien ja taulukoiden muodossa mm. lisäai-
neluetteloissa ja alan kirjallisuudessa, kuva 2.
”Peukalosääntökaavat” eri hitsausproses-
sien hitsiaineentuotolle (kg/h) riippuen hit-
sausvirrasta I (A) ovat seuraavat:
• Puikkohitsaus: emäspuikko (125 %):
- 0,011 x I (A) [kg/h]
• Puikkohitsaus: rutiilisuurriittoisuuspuikko
(185 %):
- 0,017 x I (A) [kg/h]
• MAG-umpilankahitsaus: Ø 1.2 mm
- 0,018 x I (A) [kg/h]
• MAG-metallitäytelankahitsaus: Ø 1.2 mm
- 0,020 x I (A) [kg/h]
• MAG-rutiilitäytelankahitsaus: Ø 1.2 mm
- 0,019 x I (A) [kg/h]
• Jauhekaarihitsaus: Ø 4.0 mm
- 0,013 x I (A) [kg/h]
Hitsiaineentuotto ei ole suinkaan mikään
yleispätevä tuottavuuden mittari, koska mo-
nissa hitsausprosesseissa hitsiaineentuotto
on hyvin matala, esim. TIG- ja plasmahitsaus
käyttäen lisainetta, tai sitä ei ole ollenkaan,
kun lisäainetta ei käytetä, esim. TIG- ja plas-
mahitsaus, laserhitsaus sekä FSW-hitsaus.
Yleispätevämpi tuottavuuden mittari voisi
olla esim. tuotteen läpimenoaika.
Paloaikasuhde on paljon käytetty termi hit-
saustaloudessa:
Kaariaika
= ------------------- (%)
Työaika
Se on kuitenkin hieman problemaattinen kä-
site. Korkea paloaikasuhde yhdistetään usein
korkeaan tuottavuuteen. Asia saattaa olla näin,
mutta usein se ei ole sitä, kuten seuraavat
kaksi esimerkkiä osoittavat. Jos saadaan
lyhennettyä kaariaikaa esim. nopeammalla
hitsauksella samalla, kun muut ajat pysyvät
kuitenkin samoina tai lyhenevät vain vähän,
niin paloaikasuhde pienenee, vaikka kokonais-
aika lyhenee eli hitsauksen tuottavuus nousee.
Tästä on kaksi käytännön esimerkkiä. Toi-
sessa huomattavasti nopeammalla MAG-
umpilankahitsauksella on matalampi palo-
aikasuhde kuin puikkohitsauksella. Mutta
valmistus MAG-umpilankahitsauksella on kui-
tenkin tehokkaampaa eli nopeampaa, koska
kaariajan merkittävän lyhenemisen ansiosta
myös kokonaisaika lyhenee merkittävästi.
Toisessa esimerkissä MAG-hitsauksen te-
hostaminen laskee paloaikasuhdetta, mutta
tuottavuus paranee, koska hitsattujen kap-
paleiden määrä kasvaa.
Esimerkki 1: Paloaikasuhde
• hitsauskohde: 6,4 m pitkä hitsattava
kannatinpalkki
• puikkohitsaus
- kaariaika: 8 min
- muut ajat: yhteensä 8 min
- menetelmäsivuajat: 3 min
- muut sivuajat: 5 min
- kokonaisaika: 16 min
- paloaikasuhde: 100x8/16 = 50 %
• MAG-umpilankahitsaus
- kaariaika: 2,5 min
- muut ajat: yhteensä 3,5 min
- menetelmäsivuajat: 0,5 min
- muut sivuajat: 3 min
- kokonaisaika: 6 min
- paloaikasuhde: 100x2,5/6 = 42 %
Esim. 2: Paloaikasuhde
• hitsauskohde: lämmityskattilan vaipan
hitsaus
• hitsauspituus: 800 mm
• MAG-umpilankahitsaus A: 250 A, 26 V,
4,0 kg/h ja 22 cm/min
- mitattu kaariaika: 3,6 min/hitsi
- muut ajat: 3 min
- paloaikasuhde: 100x3,6/(3,6+3) =
55 %
- hitsattu kappalemäärä: 9 vaippaa/
tunti
• MAG-umpilankahitsaus B: 300 A, 29 V,
5,5 kg/h ja 30 cm/min
- mitattu kaariaika: 2,7 min/hitsi
- muut ajat: 3 min
- paloaikasuhde: 100x2,7/(2,7+3) = 47 %
- hitsattu kappalemäärä:
10,5 vaippaa/tunti
MIG/MAG-hitsauksen alkuaikoina tätä hitsa-
usprosessia ”myytiin” mm. puikkohitsausta
50
100
150
200
250
300
350
400
500
Emäspui
0,6
1,1
1,7
2,2
2,8
3,3
3,9
MAG-umpil nka�(1.2 1,8
2,7
3,6
4,5
5,4
6,3
MAG-met llitäytelan
2
3
4
5
6
7
Jauhekaarilanka�(4.0�mm)
5,2
6,5
0
2
4
6
8
10
12
14
50
150
250
350
500
700
900
Hitsausvirta (A)
Hitsiaineentuotto (kg/h)
Emäspuikko (2.0-6.0 mm)
MAG-umpilanka (1.2 mm)
MAG-metallitäytelanka (1.2 mm)
Jauhekaarilanka (4.0 mm)
Kuva 2. Hitsiaineentuotto eri hitsausprosesseilla peukalosääntökaavojen perusteella.
1,2,3,4 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,...68
Powered by FlippingBook