本發(fā)明涉及一種焊材用量計(jì)算方法，具體涉及到一種針對壓力容器焊接工藝中實(shí)際需要的焊材用量計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

在當(dāng)前壓力容器焊接工藝卡片制作過程中，焊材用量的計(jì)算是一個(gè)難點(diǎn)，目前學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界針對這一問題展了一些研究，如：朱志明等(壓力容器焊接工藝制定與管理專家系統(tǒng)[j].電焊機(jī),2005,35(4):14-19)開發(fā)了壓力容器焊接工藝制定與管理專家系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)對焊接工藝評定報(bào)告pqr、焊接工藝指導(dǎo)書wps、焊接工藝規(guī)程、焊接工藝評定委托書等焊接工藝文件的編制、查詢、瀏覽、打印等；還可以計(jì)算焊接過程的焊接材料消耗定額，并按產(chǎn)品進(jìn)行匯總；能夠就焊接工藝相關(guān)提供較全面的咨詢，包括鋼材、焊接材料、焊接物理冶金過程、焊接缺陷等方面的理論知識、資料、試驗(yàn)、計(jì)算等；張驍勇等(鋼制壓力容器焊接工藝評定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)[j].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2004,19(1):70-72)基于vb6.0開發(fā)出了鋼制壓力容器焊接工藝評定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了壓力容器焊接工藝評定報(bào)告的保存、更新、打印輸出等操作,系統(tǒng)還可計(jì)算出每條焊縫的生產(chǎn)成本；郝剛等(弧焊工藝制定專家系統(tǒng)中的知識庫組織與推理技術(shù)[j].焊接學(xué)報(bào),2004,25(5):109-112)基于鋼制壓力容器焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)jb4708-2000研究開發(fā)了弧焊工藝制定專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)pqr、wps等工藝文件的編制、檢索、管理的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)焊接工藝卡片的生成以及焊接材料消耗的計(jì)算和匯總，適用于鍋爐、壓力容器等焊接工藝；吳振勇等(面向?qū)ο蟮墓こ虣C(jī)械焊接capp系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[d].南京：南京航空航天大學(xué),2013)依據(jù)行業(yè)最新標(biāo)準(zhǔn)nb/t47014-2011，開發(fā)了基于面向工程機(jī)械行業(yè)的專家型焊接capp系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了評定必要性判斷和評定反饋判斷功能，不僅能夠編寫焊接工藝文件wps(weldingprocedurespecification，焊接工藝規(guī)程)和pqr(weldingprocedurequalificationrecord焊接工藝評定記錄)，而且實(shí)現(xiàn)對wps、pqr文件的有效管理；焊接材料定額系統(tǒng)通過總結(jié)常用焊接方法的焊接材料定額計(jì)算模型，采用坡口參數(shù)化思想和迭代思想建立坡口截面積計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)了焊接材料定額計(jì)算功能，并實(shí)現(xiàn)焊接材料定額數(shù)據(jù)的有效管理，同時(shí)提出修正系數(shù)來提高定額結(jié)果的準(zhǔn)確性。

但在實(shí)際應(yīng)用中，不同的坡口類型所對應(yīng)的截面積計(jì)算公式通常不一樣，而且基本金屬的厚度通常會對應(yīng)不同的層數(shù)，當(dāng)前方法均無法解決這一問題，為此，本發(fā)明提出一種新的焊材用量計(jì)算方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有焊材用量計(jì)算方法的不足，本發(fā)明提供一種基于分層模型的焊材用量計(jì)算方法。

所述的一種焊材用量計(jì)算方法，其特征在于具體步驟為：

步驟1：建立焊接工藝焊縫信息集合l＝{(lk,tk)|k＝1,2,…,n}，其中，n表示焊縫數(shù)量，tk表示第k條焊縫的坡口類型，tk∈{對接型坡口，角接型坡口}，lk表示第k條焊縫的長度，單位cm；

步驟2：針對每條焊縫(lk,tk)，計(jì)算其焊材用量wk，具體如下：

步驟2.1：若tk為對接型坡口，則根據(jù)式(1)～(3)計(jì)算wk：

式中，nk表示第k條焊縫復(fù)合板上面部分的焊接層數(shù)；mk表示第k條焊縫復(fù)合板下面部分的焊接層數(shù)；表示第k條焊縫復(fù)合板上面部分第i焊接層的焊材密度，單位g/cm³；表示第k條焊縫復(fù)合板下面部分第j焊接層的焊材密度，單位g/cm³，表示第k條焊縫復(fù)合板上面部分第i焊接層對應(yīng)的焊接方法的熔敷效率；表示第k條焊縫復(fù)合板下面部分第j焊接層對應(yīng)的焊接方法的熔敷效率；表示第k條焊縫復(fù)合板上面部分第i焊接層的截面積，單位cm³，根據(jù)式(2)計(jì)算；表示第k條焊縫復(fù)合板下面部分第j焊接層的截面積，單位cm³，根據(jù)式(3)計(jì)算；分別表示第k條焊縫復(fù)合板上面部分和下面部分母材的厚度，單位cm；分別表示第k條焊縫復(fù)合板上面部分第i焊接層的厚度與第k條焊縫復(fù)合板下面部分第j焊接層的厚度，單位cm；wk表示第k條焊縫對應(yīng)的焊材用量，單位kg；ck表示坡口底部的開口寬度，單位cm；

步驟2.2：若tk為角接型坡口，則根據(jù)式(4)～(5)計(jì)算wk：

式中，nk表示第k條焊縫的焊接層數(shù)；表示第k條焊縫的第i焊接層的截面積，單位cm²；表示第k條焊縫的第i焊接層的厚度，單位cm；ak表示第k條焊縫的焊接層截面的總厚度，單位cm；bk表示第k條焊縫的焊接層截面的總厚度，單位cm；表示第k條焊縫第i焊接層的焊材密度，單位g/cm³；表示第k條焊縫第i焊接層對應(yīng)的焊接方法的熔敷效率；

步驟3：根據(jù)式(6)計(jì)算得到焊材總用量w，單位kg：

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的技術(shù)效果是：本發(fā)明針對實(shí)際的焊材用量計(jì)算過程中，不僅與坡口截面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而且與母材的種類與層次有關(guān)，具體而言，是復(fù)合板還是單層板，其熔敷效率、焊絲材質(zhì)密度均不同，這給焊材計(jì)算帶來了一定的困難及較大的工作量的問題，設(shè)計(jì)了此方法，通過本發(fā)明建立的統(tǒng)一的焊材用量計(jì)算方法，可有效的克服上述困難，使焊材用量計(jì)算變得有效可行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的第k條焊縫截面為對接型坡口截面參數(shù)定義示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的角接型坡口截面參數(shù)定義示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

步驟1：建立焊接工藝焊縫信息集合l＝{(lk,tk)|k＝1,2,…,n}，其中，n表示焊縫數(shù)量，tk表示第k條焊縫的坡口類型，tk∈{對接型坡口,角接型坡口},lk表示第k條焊縫的長度，單位cm；

步驟2：針對每條焊縫(lk,tk)，計(jì)算其焊材用量wk，具體如下：

步驟2.1：若tk為對接型坡口，則根據(jù)式(1)～(3)計(jì)算wk：

式中，nk表示第k條焊縫復(fù)合板上面部分的焊接層數(shù)；mk表示第k條焊縫復(fù)合板下面部分的焊接層數(shù)；表示第k條焊縫復(fù)合板上面部分第i焊接層的焊材密度，單位g/cm³；表示第k條焊縫復(fù)合板下面部分第j焊接層的焊材密度，單位g/cm³，表示第k條焊縫復(fù)合板上面部分第i焊接層對應(yīng)的焊接方法的熔敷效率；表示第k條焊縫復(fù)合板下面部分第j焊接層對應(yīng)的焊接方法的熔敷效率；表示第k條焊縫復(fù)合板上面部分第i焊接層的截面積，單位cm³，根據(jù)式(2)計(jì)算；表示第k條焊縫復(fù)合板下面部分第j焊接層的截面積，單位cm³，根據(jù)式(3)計(jì)算；分別表示第k條焊縫復(fù)合板上面部分和下面部分母材的厚度，單位cm；分別表示第k條焊縫復(fù)合板上面部分第i焊接層的厚度與第k條焊縫復(fù)合板下面部分第j焊接層的厚度，單位cm；wk表示第k條焊縫對應(yīng)的焊材用量，單位kg；ck表示坡口底部的開口寬度，單位cm；如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例的第k條焊縫截面為對接型坡口截面參數(shù)定義示意圖；在圖1中，1表示焊縫復(fù)合板上面部分，2表示焊縫復(fù)合板下面部分，3表示焊縫對應(yīng)的坡口截面；

步驟2.2：若tk為角接型坡口，則根據(jù)式(4)～(5)計(jì)算wk：

式中，nk表示第k條焊縫的焊接層數(shù)；表示第k條焊縫的第i焊接層的截面積，單位cm²；表示第k條焊縫的第i焊接層的厚度，單位cm；ak表示第k條焊縫的焊接層截面的總厚度，單位cm；bk表示第k條焊縫的焊接層截面的總厚度，單位cm；表示第k條焊縫第i焊接層的焊材密度，單位g/cm³；表示第k條焊縫第i焊接層對應(yīng)的焊接方法的熔敷效率；在本實(shí)施例中，圖2表示第k條焊縫截面為角接型坡口時(shí)的參數(shù)含義，3表示焊縫對應(yīng)的坡口截面；

步驟3：根據(jù)式(6)計(jì)算得到焊材總用量w，單位kg：

本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。