Сколько на самом деле стоит ультразвуковая сварка металла и из чего складывается цена

Спросите у пяти поставщиков цену на «станок ультразвуковой сварки» — и разброс будет в четыре раза. Формулировка слишком широкая, по ней цену не назвать. Ниже методика, по которой мы считаем себестоимость сами. Подставьте свои цифры, и полученные предложения можно будет сравнивать между собой.

Почему одной цифры быть не может

Цену определяют три вещи, и ни одна из них не указана в спецификации.

Первое — акустический узел. Узел на 20 кГц для толстой медной шины и узел на 40 кГц для провода 0,5 мм² — это разные изделия, а не одно и то же с другой наклейкой. В некоторых задачах только узел составляет треть стоимости станка.

Второе — всё, что вокруг сварной точки. Настольный станок с ручным зажимом и позиция с сервоприводом, подачей деталей и встроенным контролем сопротивления на фотографии выглядят похоже, а стоят по-разному.

Третье — объём. Один станок для пробной линии и двадцать с аттестацией процесса — это два разных разговора.

Поэтому не спрашивайте цену, считайте. Подставьте свои цифры, и предложения поставщиков выстроятся в один ряд. Заодно увидите, кто продаёт станок, а кто — проект.

Куда уходят деньги

Бюджет сварки делится на четыре части. Поставщик обычно называет первую. Остальные три проявляются позже — поэтому второй год и кажется дорогим.

Оборудование — это генератор, преобразователь, бустер, волновод, станина, оснастка и система управления. Капитальные затраты, амортизируются на срок службы станка.

Расходники — волноводы, наковальни, со временем преобразователи. Эта часть растёт вместе с числом сварных точек.

Эксплуатация — электроэнергия, сжатый воздух, оператор, площадь. Зависит от времени цикла.

Качество — брак, доработка, простои, рекламации. На линии жгутов в три смены за пять лет эта часть обычно перевешивает две предыдущие вместе.

В счёте видна только первая часть. Остальные три решают, стоило ли вообще запускать проект.

Как посчитать цену одной точки

Сравнивайте стоимость одной годной точки: сварка прошла контроль, все затраты учтены.

Оборудование — цена станка, делённая на число точек за срок службы. Расходники — цена волновода, делённая на число точек до его замены, плюс то же для наковальни. Эксплуатация — стоимость часа плюс электричество и воздух, умноженные на время цикла. Качество — доля брака, умноженная на стоимость забракованной детали, плюс доработка.

С цифрами это выглядит так:

Оборудование — самая маленькая строка в этой таблице. Самый дешёвый станок обычно оказывается самым дорогим решением.

Остаётся строка качества. Снизить брак с 0,5% до 0,1% выгоднее на каждую точку, чем выторговать 15% скидки на станок. И это самая трудная строка: чтобы её сдвинуть, надо менять процесс, а не заказ на поставку.

Пересчитайте ту же таблицу с циклом 20 секунд вместо 3 — всё перевернётся. При длинном цикле оператор становится главной статьёй, и автоматизация окупается быстро. Поэтому у вопроса «стоит ли ультразвук» нет общего ответа. Всё зависит от того, какая строка у вас самая большая, а эти цифры есть только у вас.

Где утекает

На линиях, которые уже работают, мы видим одни и те же четыре потери. Ни одна из них не связана с закупочной ценой.

Волноводы меняют по календарю, а не по измерению. Кто-то много лет назад решил «раз в полгода», и с тех пор никто не пересматривал. Часть волноводов снимают ещё годными, часть держат до падения амплитуды и дрейфа шва. Оба направления стоят денег. Как понять, что волновод пора менять, разобрано в отдельном руководстве по износу волноводов.

Простои. На линии батарейных модулей или жгутов одна отказавшая точка останавливает всё ниже по потоку. Несколько минут простоя дороже самой сварки на два-три порядка. Решая, платить ли за встроенный контроль, сравнивайте именно с этой цифрой, а не со стоимостью точки.

Сварка вне окна, о которой никто не знает. Если комбинацию амплитуды, давления и времени никто не характеризовал, линия работает на режиме, который «работает», пока партия материала не сдвинет всё. Мы публиковали измеренные данные по соединениям Cu-Al 70 мм² — видно, насколько это окно узкое. При 55 µm усилие на отрыв всего на 5% выше, чем при 45 µm, а переходное сопротивление на 46% хуже. Пять процентов прочности ценой почти половины сопротивления — плохая сделка.

Четвёртая потеря — купленная мощность, которую нечем загрузить. Станок 12 кВт при загрузке 20% стоит на точку дороже, чем 6 кВт при 70%. Станок подбирают под линию, а не под буклет.

В сравнении с опрессовкой и контактной сваркой

Сравнивать надо с тем, что у вас работает сейчас: опрессовка, контактная сварка или пайка. Закупочные цены несопоставимы. Стоимость годной точки — сопоставима.

Опрессовка выигрывает на капитальных затратах и проигрывает на расходниках. Ультразвук проигрывает на капитальных и выигрывает, когда объём достаточно велик, чтобы экономия на точке вернула стоимость станка. Где находится эта точка перехода — вопрос арифметики, а не мнений.

Три дня, и ваши детали

Как только вы варите собственные детали, все вопросы по конфигурации схлопываются в один ответ. Не просите цену на станок. Пришлите детали и попросите протокол пробной сварки.

Присылайте материалы, сечения и покрытия, с которыми реально работаете. Детали, а не техпаспорт. Скажите нужное время цикла, число точек за смену и критерий приёмки вашего заказчика: усилие на отрыв, сопротивление, шлиф, внешний вид.

В ответ приходит пробная сварка с измеренным усилием на отрыв и переходным сопротивлением, набор параметров, на котором она получена, и фотографии зоны сварки. Обычно в течение трёх рабочих дней с момента получения образцов.

С таким протоколом четыре статьи превращаются в реальные числа, а предложения поставщиков становятся сопоставимыми. Если пробная сварка не удалась, вы потеряли три дня, а не заказ на поставку.

Пришлите свои детали. Или сначала прочитайте руководство по контролю качества и выбору оборудования, если критерии приёмки ещё не определены.

Вопросы и ответы