溶接シールドガス（純アルゴン、混合ガス、純CO2）のコスト比較分析

保護ガスのコストは溶接コスト全体の約 5% にすぎないことは誰もが知っています。したがって、溶接コストを抑えたい場合には、シールドガスもコスト削減の選択肢の一つとして検討できます。

結局のところ、これは反駁できない事実です。なぜなら、特定の普通構造用鋼の溶接では、保護雰囲気として純粋な二酸化炭素を使用することで、ほとんどの場合、最終的な溶接品質を完全に保証できるからです。

エンジニアリング機械の分野では、主に 3 種類の溶接シールド ガスが一般的に使用されています。 1 つ目は純アルゴン、2 つ目は混合ガスです。この混合ガスの割合は、80% Ar と 20% CO2、または 90% Ar と 10% CO2 のいずれかであり、3 番目は純粋な CO2 です。

これまでのアルゴンと二酸化炭素の市場価格の具体的な状況は以下のとおりです。

液体アルゴンの純度指数は、その含有量が 99.99% 以上である必要があります。これは詰め替え可能なガスの一種で、販売価格は1キログラム当たり1.03元と定められている。また、液体二酸化炭素の含有基準も99.5％以上の条件を満たす必要があります。詰め替え可能なガス製品にも分類され、対応する単価は1キログラムあたり0.66元に設定されています。

ガスシールド溶接作業を行う場合、通常はガス流量を毎分 18 リットルから 25 リットルの範囲に設定するのが標準です。換算すると1時間あたり約1000リットル～1500リットル程度になります。つまり、1時間あたりに流れるガスの量が1立方メートルから1.5立方メートルに相当します。

1. ガス分析

アルゴンの分子量は 39.95 です。これは、1 モルあたりのアルゴンの質量が 39.95 グラムであることを意味します。液体アルゴン 1 トンあたりの材料の量は、1 を 39.95 で割った値に 1000 を乗じた値に等しくなります。計算の結果、アルゴンは約 25031 モルになります。常温常圧条件下。気体の1モルあたりの体積は約22.4リットルです。この値は 0.0224 立方メートルに相当します。

したがって、液体アルゴン 1 トンが気化すると、約 560.7 立方メートルのアルゴン ガスが得られます。具体的なアルゴリズムは、まず 25031 に係数を乗算し、次に 0.0224 を乗算します。最終的な数値は 560.7 です。これは、1 トンの液体アルゴンが気化してガスになる体積は 560.7 立方メートルであることを意味します。アルゴンガスの重量割合についての質問に対する答えですが、その値は 1.783 キログラム/立方メートルです。

CO2 の分子量は 44 なので、常温常圧下では 1 トンの液体 CO2 が蒸発して CO2 になります。

(/44) に 0.0224 を掛けると 509 立方メートルに等しくなります。これは、1 トンの液体二酸化炭素が気化すると 509 立方メートルの体積に膨張することを意味します。このような計算データから二酸化炭素の比重を求めると、1.965キログラム/立方メートルとなります。

2. コスト状況に基づいて関連する分析作業を実行します。

1) 保護ガスとして純アルゴンを使用します。

1m3あたりの純アルゴンの質量は1.783kgです。単価は 1.783 掛ける 1.03 として計算され、最終結果は 1.83 元となります。

溶接機の消費電力は1時間あたり1～1.5立方メートルです。平均 1.25 立方メートルに基づいて計算すると、コストは 1.83 元×1.25 元、つまり 2.28 元となります。

純アルゴンをシールドガスとして使用する場合、溶接機が 1 時間あたり消費するシールドガスのコストは 2.280 元です。

2) 混合ガスの比率は、アルゴン 90%、二酸化炭素 100% の 9:1 として計算されます。

アルゴンガスの体積は 9 立方メートル、重量は 9 × 1.783 で計算され、16.047 キログラムになります。

二酸化炭素 1 立方メートルの総重量は、1.965 の 1 倍として計算でき、1.965 キログラムに相当します。

混合ガス1立方メートルの重さは1.4キログラムです。この混合ガスはアルゴンが９０％を占め、残り１０％が二酸化炭素である。アルゴンの質量は 3.06 キログラム、二酸化炭素の質量は 0.54 キログラムです。コストを計算する場合、最終的な金額 1.782 元を得るには、これらのデータにそれぞれの価格係数を乗算する必要があります。

溶接機の1時間当たりの電力消費量は1～1.5立方メートルです。平均1.25立方メートルをもとに計算しております。結果は、1.782 掛ける 1.25 で 2.228 元となります。

保護ガスとして混合ガスを使用する場合、混合ガスの組成はアルゴン90%、二酸化炭素10%となります。現時点で、溶接機で消費される混合ガスのコストは 1 時間あたり 2.228 元です。

3) 混合比を計算する際は、アルゴン 80%、二酸化炭素 20% の 8:2 の状態を基準に行っています。

アルゴンガス8m3の重さは8×1.783で14.26kgとなります。

2m3のCO2の重さは2*1.965=3.93kgとなります。

混合ガス 1 立方メートルあたりの組成はアルゴン 80%、二酸化炭素 20% で、総質量は 1.819 キログラムです。このうち、アルゴンの重さは１．４２６ｋｇ、二酸化炭素の重さは０．３９３ｋｇである。コストに関しては、計算プロセスは 1.426 に 1.03 を掛け、さらに 0.383 掛ける 0.66 となり、最終的な合計金額は 1.721 元になります。

<1> 台の溶接機があり、1 時間あたりに消費するエネルギーは <1> ～ <1.5> です。 、この区間の平均値を取ると <1.25>計算するには、式に <1.721> を掛けて <1.25> を実行し、最終結果は <2.151> 元となります。

つまり、シールドガスが溶接機の場合、アルゴン 80%、二酸化炭素 20% の混合ガスの場合、この 1 時間に費やされる混合ガスの総コストは 2.1511 元になります。

4) 純粋な CO2 保護ガス

純粋な二酸化炭素ガス 1 立方メートルの質量は 1.965 キログラムに相当します。コストの計算方法は1.965×0.66で、最終金額は1.2969元となります。

1 台の溶接機のガス消費量は 1 時間あたり 1.25 立方メートルであるため、コストは次のようになります。1.2969 掛ける 1.25 は 1.621 元に相当します。

つまり、純粋な二酸化炭素ガスをシールドガスとして使用する場合、溶接機の 1 時間あたりの混合ガスのコストは 1.621 元です。

3. 結論:

保護ガスの観点から見てみましょう。

1) 純粋なアルゴン 1 立方メートルの質量は 1.783 キログラム、価格は 1.83 元です。

2) 1 立方メートルの混合ガスには、90% のアルゴンと 10% の二酸化炭素が含まれます。このガスの質量は1.0、販売価格は1.782元です。

3) 体積1立方メートルの混合ガスの組成は、80％がアルゴン、残りの20％が二酸化炭素であると比例して計算されます。この立方メートルのガス混合物の総重量は 1.kg です。市場で購入する場合は1.721元を支払う必要があります。

4) ここで、純粋な二酸化炭素ガス 1 立方メートルの質量が 1.965 キログラムであることについて説明します。この価格システムでは、対応価格は 1.2969 元です。

通常の溶接作業において、1 台の溶接装置を使用して 1 時間以内に発生するシールドガスのコストは次のとおりです。

純粋なアルゴンの価格は2.280元です。

アルゴン90％、二酸化炭素10％を含む混合ガスの単価は2.228元。

混合ガス（80％Ar+20％CO2）：2.151元。

具体的には、純粋な二酸化炭素の価格は 1.621 元です。

上記の内容からわかるように、同じ溶接条件でも、保護媒体として使用する溶接ガスが異なると、溶接コストに明らかな差が生じます。コスト削減という会社のインデックスのニーズを満たすために、保護ガスリンクに焦点を当てて分析することができます。

通常の溶接生産では流量値に基づいてガス消費量を計算するためです。現在、対応する量に基づく価格の計算方法と計算された価格基準が公開されています。この情報は参照および使用のために提供されています。

備考セクションでは、モルという用語は物質の量の物理的内容を指すと説明しています。これは、特定の数の粒子の集合全体を表します。その代表的なシンボルには文字 n が付いています。 (mol) は英語の略称です。

科学研究の分野では、粒子の束が約6.02×10^23の数値に集まったとき、このスケールを独立した測定基準として設定し、その基準名をモルといいます。強調しなければならないのは、異なる物質である限り、1モルの量を持っている限り、そこに含まれる微粒子の具体的な数はまったく同じであるということです。

ただし、これらの物質を構成する微粒子の重さは異なるため、最終的に計算される各物質の 1 mol の合計質量も異なります。