溶接棒の消費量：計算ガイド

溶接棒の使用量を決めるには、溶接金属の重量を計算し、それを溶接材料の能率で割るという方法が実際によく使われる。

溶接材料の効率を計算することは必要である。しかし、溶接棒やワイヤの直径が異なれば、効率も大きく異なる。

業界にとって、溶接材料の利用率を正確に計算することは、溶接における無駄を省くことにつながる。

溶接工の経験によると、溶接ワイヤの使用率は溶接棒の使用率よりも高い。

業界によっては、溶接材料の重量を計算するための特定の推奨表があり、通常、開先のサイズと、一定の開先度数に対して1メートル当たりに必要な溶接材料の数に基づいて分割される（この場合、一般的に稼働率が含まれる）。

そのような情報が入手可能であれば、スプレッドシートや計算式を作成し、その都度記入することができる。

溶接施工中の溶接棒の需要を正しく見積もることは極めて重要である。計算が高すぎれば在庫過多となり、見積もりが低すぎればプロジェクト予算が不足し、プロジェクトの正常な進行と品質に影響を与えることさえあります。

溶接棒の消費量を計算するには、主にいくつかの方法が使われる：

直接計算： この方法が最も簡単である。まず溶接金属の重量を計算し、この重量を溶接材料の利用率で割って溶接棒の消費量を決定する必要がある。この方法は複数の資料に記載されており、その 普遍性と実用性を裏付けている。

計算式： 提供された計算式に基づき、溶接棒の消費量は、溶接部の断面積、溶接部の長さ、析出金属の密度などのパラメーターを用いて計算できる。具体的な計算式は以下の記事で詳述されている。

標準ノルマ方式： この方法では、溶接材料の消費割当基準を参照する。これらの基準は通常、溶接1m当たりに消費される溶接材料の重量（すなわちkg/m）を単位とし、使用される溶接棒の種類（塩基性溶接棒または酸性溶接棒など）に基づいて選択される。

溶接棒のフラックス質量係数と移動係数を考慮する： 非鉄粉タイプのアーク溶接では、溶接棒の消 費量は、フラックス質量係数、移動係数、および 溶接面積に関係する。これらの係数値は、溶接棒の等級によっ て異なり、具体的な値は、メーカーが提供する関 連資料に記載されている。

溶接棒消費公式

溶接棒の消費量は、主に継手タイプ、開先タイプ、 溶接長、その他の特性などの要因によって決まる。 溶接構造.

以下は計算式である：

A) 電極消費量の計算式は以下の通り：

m = A*L*ρ/1 - K_S

どこ

• m-消費量 溶接棒 (g);
• A - 溶接部の断面積(cm)²表1参照
• L - ウェルドの長さ（cm）；
• ρ - 析出金属の密度（g/cm³);
• K_s - 電極損失係数、

B) もう一つは、非鉄粉末電極の消費量の計算式である：

m = ALρ/Kn * (1+Kb)

どこでだ、

• m - 溶接棒の消費量（g）；
• A - 溶接部の断面積(cm)²表1参照
• L - ウェルドの長さ（cm）；
• ρ - 析出金属の密度（g/cm³):
• Kb - 塗膜品質係数、下表参照：
• Kn - 電極から溶接部への金属の移動係数 (燃焼、飛散、電極先端による損失を含む)

例えば:

1.1. 鋼板 溶接棒は5015です。溶接棒の消費量を計算するには？

(表によると、蒸着金属の断面積A=250mm²その 鋼材の密度 ρ＝ 7.8g/cm³電極被覆の重量係数Kb=0.32)。

解決策 析出金属の既知の断面積 A=250mm²鋼材密度 ρ＝ 7.8g/cm³伝達係数Kn=0.79、Kb=0.32、L=3m。

公式より：

m_ロッド = ALρ(1+Kb)/1000Kn = 250mm²×3m×7.8g/cm³(1+0.32)/(1000×0.79)=9.77kg

回答溶接棒の消費量は9.77Kgです。

2.手動アーク溶接で10mの炭素鋼を溶接する。 隅肉溶接.電極径はΦ4.0、隅肉寸法は10mmです。電極は何本必要ですか？ 溶接棒析出量は55%です。

必要条件 溶接材料 W= D/η=1.2ALρ/η

A=10*10/2=50mm²L=10m, ρ=7.8*10³/kg/m³η=55%

したがって、W=1.2*(50*10)^-3)*10*7.8*10³/55%=8.509kg≈8.5kg

回答この溶接には8.5kgのΦ4.0溶接棒が必要である。

表1 溶接金属の断面積

いいえ。	ウェルド名	種類とサイズ 溶接継手 溝/mm	計算式
1	片側I型溶接
2	I字型溶接
3	V字溶接（裏溶接なし）
4	片側V字溶接（裏面溶接なし）
5	U字型溶接（裏溶接なし）
6	V字型およびU字型溶接のルート・オーバーハングのないバック・シール溶接
7	V字型およびU字型溶接のルート
8	スチール製バッキングプレートのVを保持

表2 電極皮膜の重量係数Kb

表3 電極の伝達係数Kn

溶接棒フラックスの品質係数と移行係数の具体的な値は？

溶接棒フラックスの品質係数(Kb)は、一般に 25%から40%の範囲である。溶接棒から溶接部への移動係数（Kn）は、燃焼とスパッタによる損失を含めて、約5%から10%であり、未使用の溶接棒ヘッドからの損失は約10%から15%である。

したがって、伝達係数は通常0.75から0.85の間に設定される。

溶接棒の種類（アルカリ棒と酸性棒など）による実用上の消費量の違いは？

実用上の溶接棒の種類による消費量の違いは、主に以下の点に反映される：

溶接材料の選択原理：

溶接中に消費される材料（溶接棒、溶接ワイヤなど）は、溶着金属の化学組成に基づいて選択される。つまり、溶接棒の種類が異なれば、フラックスの種類や溶接電源の種類が異なるため、消費量も異なる可能性がある。

溶接棒用フラックスの組成と特性：

酸性溶接棒とアルカリ性溶接棒は、フラックスに含まれる成分が異なるため、溶接プロセス中の性能が異なる。酸性溶接棒用フラックスには各種酸化物が含まれ、酸化力が強く、アルカリ性溶接棒にはケイ酸塩、酸化鉄、酸化チタンなどが多く含まれ、酸化力が弱い。これらの違いは、溶接中に発生する粉塵の量、アークの安定性、スラグの流動性などに影響し、間接的に溶接棒の消費量に影響する可能性がある。

溶接プロセスの性能：

酸性溶接棒は、交流と直流の両方に使用でき、 溶接プロセス性能が良く、アークが安定し、スパッタ が少なく、スラグの流動性が良く、スラグ除去が 容易で、溶接外観が美しい。それに比べ、アルカリ性溶接棒は、その特有な 化学組成とフラックス特性により、溶接プロセス中 に、より多くの注意と調整を必要とする場合があり、同 じ条件下で消費量が相対的に高くなる可能性がある。

適用範囲と生産比率：

近年、普通低合金鋼の普及に伴い、溶接におけるアルカリ溶接棒の使用量が徐々に増加している。このことは、特定の鋼種の用途が増加するにつれて、対応する種類の溶接棒（アルカリ溶接棒など）の消費量も相応に増加することを示している。同時に、特定の種類の鋼の溶接は、特定の種類の溶接棒（高析出金属化学組成を必要とするE308H溶接棒など）の消費量の増加につながる可能性がある。