Окупаемость ручного лазерного сварочного аппарата: расчёт на примере

Что покупает цех

Ручной лазерный аппарат состоит из волоконного лазера, оптоволоконного кабеля, пистолета со сканером, податчика проволоки, подачи газа и чиллера. Луч идёт по волокну в пистолет, там два зеркала колеблют его поперёк шва (воблинг), а проволока и газ подаются через сопло. Подробно о настройке написано в статье о режимах и подготовке кромок, здесь только экономика.

Поэтому «что это такое и как варить» с точки зрения денег сводится к трём изменениям в процессе. Шов делается быстрее: IPG заявляет для своей системы LightWELD скорость до четырёх раз выше, чем у TIG. Шов получается ровнее, и после него нужно меньше шлифовки и правки, потому что зона нагрева узкая. Порог входа ниже: по материалам IPG, базовые швы осваиваются быстро, без многолетней практики дуги. Эти заявления производителя проверяйте на своих деталях, на тестовом шве выигрыш всегда выше, чем на сборке с прихватками и перестановками.

Где лазер экономии не даёт: толстый металл с разделкой кромок (там дешевле многопроходный MIG/MAG), ремонт на объекте с одним удлинителем и сварка неточно собранных заготовок с зазором больше, чем перекрывает проволока. Подробное сравнение процессов в статье ручная лазерная сварка или TIG и MIG.

Исходные данные примера

Цех делает нержавеющие рамы и корпуса из листа AISI 304 толщиной 1,5–2 мм. Сейчас шов варит аргонщик, после него идёт зачистка и правка. Рассматриваем аппарат на 1,5 кВт.

Скорость самого луча (20–50 мм/с, то есть 72–180 м/ч) в расчёт не входит. Выработка 10 м/ч означает, что луч горит около десятой доли времени, остальное занимают сборка, прихватки, прижимы и перестановка детали. Реальную цифру находят хронометражем смены, а не по паспорту.

Расчёт экономии

Часы на 100 м шва.

1. TIG: сварка 100 / 4 = 25 часов, зачистка и правка 100 × 6 / 60 = 10 часов, итого 35 часов.
2. Лазер: сварка 100 / 10 = 10 часов, зачистка 100 × 1 / 60 ≈ 1,7 часа, итого 11,7 часа.
3. Разница 23,3 часа на 100 м, то есть 0,233 ч на метр.

Деньги на метр. Экономия времени стоит 0,233 × 700 = 163 ₽ на метр. Проволока и газ в расчёт не входят: их тратит и TIG, и лазер, поэтому разницу в расходе газа и проволоки считаем нулевой (оценка с запасом в пользу TIG). Лазерные расходы на метр: электричество 9 × 8 / 10 = 7,2 ₽ и защитные стёкла 500 / 20 / 10 = 2,5 ₽, всего около 9,7 ₽. Чистая экономия 163 − 9,7 ≈ 153 ₽ с каждого метра, плюс 3000 ₽ фиксированных расходов в месяц.

Окупаемость при разных объёмах:

Чтобы уложиться в 24 месяца, нужно ((970 000 / 24) + 3000) / 153 ≈ 283 м шва в месяц. Для цеха на одной рабочей смене это порядка 14–15 м шва в день.

Что меняет срок сильнее всего

Скорость лазера против вашего TIG определяется на деталях. Ниже тот же цех с тем же вложением при разном ускорении (TIG остаётся 4 м/ч, зачистка и правка по условиям примера):

Даже при максимальной заявленной четырёхкратной скорости срок при 300 м шва в месяц остаётся больше полутора лет: основная часть вложений в аппарат возвращается с объёма. Поэтому до покупки полезно собрать статистику за три месяца: сколько метров шва в месяц, какая часть из них на нержавейке и тонком листе, сколько часов уходит на зачистку и правку.

Услуга на стороне: себестоимость метра

Если аппарат работает на заказчиков и вы продаёте метр шва, цену строят от себестоимости. В тех же допущениях метр шва на лазере стоит:

• работа оператора 700 / 10 = 70 ₽;
• электричество и защитные стёкла 9,7 ₽;
• газ: при 14 л/мин и 25 мм/с на метр уходит около 9,3 л, с учётом простоя луча около 19 л. По документации производителя на один баллон 40 л аргона приходится около 6,2 м³, при условной цене заправки 1800 ₽ выходит около 5,5 ₽ на метр;
• проволока ER316L диаметром 1,0 мм: на метр шва около 12 г (расчёт в статье о газах и проволоке), при условной цене 1200 ₽/кг это 14,4 ₽.

Переменная часть получается около 100 ₽ на метр. Фиксированная часть — амортизация аппарата за три года (970 000 / 36 ≈ 26 900 ₽ в месяц) и 3000 ₽ фильтров и обслуживания, их делят на объём:

Сравните эти цифры с расценками подрядчика в вашем городе и со своей ставкой за шов: если рынок платит заметно больше, запас идёт в маржу, а если на уровне себестоимости, аппарат не нужен. В расчёт не вошли аренда, налоги, реклама и зарплата управляющего, а калькулятор окупаемости станка и калькулятор нормо-часа помогают доложить их.

Питание и место

Лазерные расходы в примере малы, а вот питание и место стоит проверить до покупки. Если смотреть на модели Wattsan, то у ручных аппаратов G2 по данным производителя потребляемая мощность составляет 9, 11 и 15 кВт для источников 1500, 2000 и 3000 Вт, напряжение 220 В для двух меньших и 380 В для 3000 Вт, а вес аппарата без упаковки около 235 кг. Для участка это означает отдельную линию с запасом по току, а для 3000 Вт трёхфазную сеть, про которую написано в статье об электричестве для станков в цехе.

Отдельно закладывают участок: ограждение, вытяжку и очки. Они уже вошли в вложения 970 тысяч рублей: вытяжка, ограждение, очки и обучение вместе добавляют к цене аппарата 220 тысяч, и эту сумму нужно закладывать в бюджет сразу.

В расчёт обычно не попадает ещё один вопрос: кто запустит аппарат и научит на нём работать сварщика. Если пусконаладку делает внештатный специалист, а склада запчастей у продавца нет, первая же поломка источника или защитного стекла оборачивается неделями простоя. Эту часть берут на себя продавцы с собственной сервисной службой, как Lasercut: пусконаладку и обучение сварщика ведут её инженеры.

Когда лазер не окупится

• Малый объём. Меньше 150–200 м шва в месяц: срок выходит за три-четыре года.
• Толстый металл. На разделке кромок от 6–8 мм многопроходный MIG/MAG дешевле.
• Неточные заготовки. Если заготовки режутся гильотиной с зазором в несколько миллиметров, лазер без доработки заготовительного участка не даст ровного шва, и выигрыш съест брак.
• Нет людей и места. Для аппарата нужен участок по правилам лазерной безопасности, а не угол цеха.
• Серийные детали. Когда один и тот же шов повторяется тысячами штук, считайте автоматическую лазерную сварку: ручной аппарат здесь упирается в выработку оператора.