Efficacité de la consommation de gaz de protection

Note de l'éditeur : ceci est la première d'un article en deux parties qui traite de l'efficacité des gaz de protection. La deuxième partie apparaît également sur thefabricator.com.

Bien que l'argon soit le gaz de protection le plus couramment utilisé pour les applications de fils-électrodes solides, de nombreux dirigeants et soudeurs connaissent peu ce gaz inerte et ses coûts. On dit à la plupart des soudeurs que l'argon produit une soudure lisse, ne laisse aucun flux, coûte cher et peut provoquer une suffocation dans des environnements clos. Il est également demandé à la plupart d'économiser ce gaz en le coupant sur leurs torches de soudage à l'arc au tungstène (GTAW) pendant les pauses, le déjeuner et à la fin d'un quart de travail.

L'argon est généralement quantifié par le terme pieds centicubiques (CCF). Un CCF d'argon équivaut à 100 pieds cubes d'argon gazeux - la quantité nécessaire pour remplir une boîte de 4 pieds sur 7-3/4 pouces.

Si le coût de l’argon est de 2,50 $ par CCF, il en coûte seulement 2,50 $ pour remplir la boîte d’argon au niveau de la mer. Remplir la boîte avec de l'argon à 45 pieds cubes par heure (CFH) prendrait 2 heures et 13 minutes. Étant donné qu'un débit de 30 à 45 CFH est adéquat pour la plupart des applications de soudage à l'arc sous gaz métallique (GMAW), on pourrait dire que 2,50 $, ce n'est pas beaucoup d'argent pour 2 heures et 13 minutes de soudage continu. Dans un monde parfait, cela équivaudrait à environ 9 $ de coût en gaz par poste de soudage et par quart de travail de huit heures à un temps d'arc de 100 %.

En supposant que les durées d'arc réelles de la plupart des postes de soudage manuels sont de 15 à 30 pour cent, et non de 100 pour cent, le coût est réduit de 1,35 à 2,70 dollars par poste de huit heures. Cela ne semble pas grand-chose, mais ces chiffres représentent un environnement parfait avec un seul poste de soudage et une seule équipe de travail au cours d'une journée de travail. Lorsque d’autres circonstances sont prises en compte, ces 135 à 270 centimes peuvent augmenter rapidement.

Par exemple, 300 postes de soudage fonctionnant avec une efficacité de 100 pour cent à un temps d'arc de 30 pour cent, trois équipes par jour, 312 jours par an utiliseront pour une valeur de 758 160 $ ​​d'argon par an. Cependant, la plupart des usines fonctionnent avec un rendement inférieur à 50 %, ce qui, dans l'exemple précédent, signifie dépenser plus de 1,5 million de dollars par an en gaz de soudage.

Certaines usines supposent à tort que parce que la consommation ne varie pas beaucoup d’une année à l’autre et que les niveaux de production restent constants, l’efficacité a été maintenue. Après tout, les coûts du gaz sont intégrés au coût du produit fini. Cela peut être une hypothèse très coûteuse.

La plupart des ingénieurs en soudage semblent convenir que l’argon (ou un mélange) est le seul choix. Cependant, même avec ses nombreux avantages, s’il est utilisé à mauvais escient, l’argon peut rapidement devenir une arme à double tranchant.

L’achat d’argon et d’autres gaz en grande quantité et à l’état liquide réduit le coût unitaire par CCF. Par rapport aux bouteilles en acier typiques de 336 pieds cubes, le gaz destiné à un système en vrac peut être acheté pour environ la moitié du prix par CCF. De plus, la quantité de main d'œuvre économisée grâce à l'absence de manipulation des cylindres et aux temps d'arrêt de production nécessaires au remplacement des cylindres aidera à payer assez rapidement le coût d'installation d'un système en vrac.

Si une usine utilise un système de production en vrac, elle peut probablement réduire son taux de consommation de gaz. De nombreuses usines peuvent réduire leur consommation de 50 à 80 pour cent ou plus en une seule année en instituant une série de mesures conservatrices ; il n’y a pas de solution unique. Cependant, l’avantage est que même lorsque plusieurs mesures sont prises, aucune n’est particulièrement coûteuse par rapport aux avantages. Le retour sur investissement peut généralement être mesuré en jours, et non en mois ou en années.

Souvent, la première étape consiste à sensibiliser les salariés aux coûts de consommation annuels de l’entreprise. Ces données peuvent ensuite être comparées à d’autres consommables (principalement du fil) directement proportionnels à la consommation de gaz. Ceci peut être accompli en déterminant une vitesse de fil moyenne (dans les applications GMAW) pour une usine ou une zone d'usine. Cette vitesse du fil peut être utilisée pour calculer la quantité de gaz de protection nécessaire pour brûler 1 livre de fil à un débit de gaz donné à la pointe de la torche. Par exemple, supposons qu'un fil d'acier doux de 0,045 pouce de diamètre soit utilisé à une vitesse moyenne de fil de 300 pouces par minute (IPM) et un débit de gaz de protection de 35 CFH. Si environ 2 210 pouces de fil d'acier doux de 0,045 pouce de diamètre sont nécessaires pour équivaloir à 1 livre, ce qui suit s'applique :