重型框架和撬装件的成本由什么决定
刚接触重型加工的买家,通常从比较钢材价格入手。这是找错了杠杆。在典型的数吨重机床底座或设备撬装件上,材料很少超过发票金额的三分之一,而且本区域每家靠谱的工厂都从相近的钢厂采购板材。报价之间的差距来自工时,而不是吨位。
下面按大致由大到小的顺序,看看钱实际落在哪里,以及每一项您能做什么。
成本构成
| 项目 | 典型项目中的占比 | 您能控制的程度 |
|---|---|---|
| 装配和焊接工时 | 30–45% | 很大,接头设计决定 |
| 机加工 | 15–30% | 很大,取决于加工面数和装夹次数 |
| 板材和型材 | 20–30% | 很小 |
| 表面处理 | 5–15% | 有一些,取决于您指定的体系 |
| 去应力 | 3–8% | 有一些,取决于方式和是否外协 |
| 质量控制和文件 | 2–6% | 有一些,取决于您真正需要什么 |
| 包装和内陆运输 | 5–12% | 有一些,取决于件的尺寸和国际贸易术语 |
比例会随几何形状变化。细长、琐碎的输送机框架几乎全是焊接。厚实、简单、带四个加工垫面的底板几乎全是板材和机加工。
焊接工时是主角
焊接金属贵在两处:一次是耗材和焊丝,另一次是熔敷它所花的电弧时间。凡是减少熔敷量的做法,成本大致按比例下降。
常见的问题有:
- 到处都指定全熔透焊缝。 在接头承受拉力或疲劳载荷的地方,这是合适的。但在只用于定位盖板的支架上,角焊缝就够了,成本只是一小部分。
- 角焊缝尺寸过大。 12 mm 的角焊缝,金属量大约是 8 mm 的两倍。计算结果是 8,就指定 8。
- 接头可达性差。 焊枪一道就能干净到达的焊缝很便宜。同样的焊缝若在封闭箱体内、从手孔伸进去焊,耗时可能是四倍,也更难检验。
- 完全无法进入的闭口截面。 如果内部既无法焊接也无法检验,工厂就得改变组装顺序,通常意味着更多工装。
在厚板上,接头开坡口或双面坡口,与直边对接相比能大幅节省焊接金属,同时减小变形。详见厚板焊接变形控制。
机加工是第二大项,也最容易过度指定
机加工成本与装夹次数成正比,而不是特征数量。同一个面上四个垫面,成本接近该面上一个垫面。四个不同的面上各有一个垫面,工作量就是四倍,每次还要重新找基准。
在图纸冻结之前,值得问的两个问题:
- 这个面真的需要机加工,还是只需要平整? 喷砂后打磨的表面比铣削表面便宜得多,对非关键的安装面往往足够。
- 机加工的特征能放到同一个平面上吗? 在设计中把支架垫高 3 mm 是免费的,多加工一个面则不是。
公差也是同样的逻辑。从旧图纸抄来的平面度标注,可能迫使增加一整道精加工。细节见大型机加工焊接件的平面度公差。
板材:您的余地最小
材料是大宗商品。您能影响的是排样,即零件从标准板上切下来的效率。有两点有帮助:
- 把尺寸向材料靠拢。 需要 2,450 mm 的零件如果画成 2,520 mm,可能就需要再用一张板。
- 多订几件。 数量在五件或以上时,整批排样通常能节省几个百分点的材料,装夹准备上节省得更明显。
牌号的影响比买家预想的要小。从 A36 换成 A572 Gr 50,花少量溢价换来屈服强度,有时因为可以减薄截面而回本。对比见重型焊接件的钢材牌号。
表面处理:三种体系,三个价位
- 喷砂加车间底漆:最便宜,适用于之后要面漆或根本不做面漆的室内设备。
- 喷砂、底漆加双组分工业面漆:大多数出口设备的默认选择。耐久,颜色由您决定。
- 热浸镀锌:贵出不少,并带来设计上的影响:通气孔和排液孔、薄截面的变形风险,以及由锌锅决定的尺寸上限。在室外或潮湿的工艺环境中值得。
完整对比见结构钢的表面处理体系。
去应力:项目小,影响大
热处理去应力本身并不贵。贵的是发现您的零件比任何可用的炉子都长,这会迫使您转到外协厂,产生自己的运输成本,或者改用您的规格可能不允许的振动时效。
请尽早询问炉子长度。完整情况见焊接机床底座的去应力。
质量控制和文件:只买您真会看的
材质证书、焊接图和尺寸 FAI 很便宜,应当始终拿到。对每条焊缝都做体积检测的无损检测既不便宜,通常也没有必要。请按接头指定无损检测,而不是一句笼统的要求,理由见重型焊接件的无损检测。
第三方检验通常按每次到访收取固定费用。与新工厂的首单上,这笔钱花得值。到第四次重复订单,就不一定了。
运输:最容易让人措手不及的一项
到港口的内陆运输,取决于零件有多难处理,而不是有多重。能装进40 ft 平板集装箱的框架,运价可预测。高出20 cm 的框架会变成超限货物,费用可能高出数倍。
这就是为什么分段螺栓连接框架设计即使增加了机加工和装配,到岸成本仍然常常占优。运输方面见超限和散货船运输。
一个算例
一台6吨的泵撬装件,S355,喷砂加双组分涂装,四个机加工安装平面,单台,FOB 胡志明市。大致如下:
- 板材和型材:26%
- 装配和焊接:38%
- 去应力:4%
- 机加工:17%
- 表面处理:7%
- 质量控制和文件:3%
- 包装和内陆运输:5%
现在改动图纸上的两处:把四个安装平面合并为两个,在计算允许的地方把统一的 10 mm 角焊缝降到 8 mm。机加工那一项下降约三分之一,焊接那一项下降约五分之一。整个项目大约省下一成,来自两个在图纸上不花任何成本的决定。
这就是要在图纸冻结之前发送的理由。哪怕只有一部分,也请把您手上的发给我们,我们会在24个工作小时内告诉您,成本主要落在哪几项上。