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Schweißwärmeeintragsrechner & ISO 4063
Berechnung des Wärmeeintrags (kJ/mm), der Abkühlzeit t8/5, der Vorwärmempfehlung und des Kohlenstoffäquivalents. Enthält eine Prozessreferenz nach ISO 4063.
Ergebnisse
Berechnung des Wärmeeintrags (EN 1011-1)
Der Wärmeeintrag ist die pro Längeneinheit der Schweißnaht zugeführte Energie:
- η — thermischer Wirkungsgrad (prozessabhängig)
- V — Lichtbogenspannung (Volt)
- I — Schweißstrom (Ampere)
- S — Fahrgeschwindigkeit (mm/min)
Thermische Wirkungsgradfaktoren
| ISO 4063 Nr. | Verfahren | η (EN 1011-1) |
|---|---|---|
| 121 | SAW (Unterpulver) | 1.0 |
| 111 | SMAW (E-Hand / MMA) | 0.8 |
| 131 | MIG (Inertgas) | 0.8 |
| 135 | MAG (aktives Gas) | 0.8 |
| 136 | FCAW (Fülldrahtschweißen) | 0.8 |
| 141 | WIG / GTAW | 0.6 |
Abkühlzeit t8/5 Schätzung
Die Abkühlzeit von 800 °C auf 500 °C bestimmt das resultierende Mikrogefüge. Vereinfachtes Rosenthal-2D-Modell für dicke Platten:
Kohlenstoffäquivalent & Vorwärmung
Die IIW-Formel zum Kohlenstoffäquivalent sagt die Schweißbarkeit und den Vorwärmbedarf voraus:
Praktisches Beispiel
Gegeben: Prozess 135 (η=0,8), V=28V, I=250A, S=300 mm/min, CE=0,42
Lichtbogenenergie = (28 × 250 × 60) / (300 × 1000) = 1,40 kJ/mm
Wärmeeintrag Q = 0,8 × 1,40 = 1,12 kJ/mm
CE = 0,42 → Mäßige Schweißbarkeit, Vorwärmen erforderlich 100–150 °C empfohlen
⚠️ Hinweis: Die Abschätzung von t8/5 ist vereinfacht. Die tatsächliche Kühlung hängt von der Nahtgeometrie, der Vorwärmung, der Zwischenlagentemperatur und den Umgebungsbedingungen ab. Für kritische Anwendungen konsultieren Sie bitte EN 1011-2.
| # | Verfahren | Beschreibung | η |
|---|---|---|---|
| 111 | SMAW | Lichtbogenhandschweißen (E-Hand / MMA) | 0.8 |
| 114 | FCAW-S | Selbstschützende Fülldrahtelektrode | 0.8 |
| 121 | SAW | Unterpulverschweißen | 1.0 |
| 131 | MIG | Metall-Inertgasschweißen (MIG/Ar) — Aluminium, Edelstahl | 0.8 |
| 135 | MAG | Metallisches Aktivgas (CO₂/Ar+CO₂) — Kohlenstoffstahl | 0.8 |
| 136 | FCAW-G | Flussmittelkern + Aktivgas | 0.8 |
| 137 | FCAW-G | Fülldraht + Inertgas | 0.8 |
| 138 | MCAW | Metallkerndraht + Aktivgas | 0.8 |
| 141 | WIG | Wolfram-Inertgasschweißen (WIG/GTAW) | 0.6 |
| 15 | Plasma | Plasma-Lichtbogenschweißen | 0.6 |
| 311 | OAW | Autogenschweißen | 0.45 |
| 42 | Reibung | Reibschweißen | — |
| 52 | Laser | Laserstrahlschweißen | 0.9 |
Wärmeeinbringung Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000) in kJ/mm. Sie bestimmt die Abkühlgeschwindigkeit und damit Gefüge, Härte, Zähigkeit und Breite der Wärmeeinflusszone (WEZ).
Zu hoch → Kornvergröberung, verringerte Zähigkeit, übermäßiger Verzug. Zu niedrig → Bindefehler, Gefahr von Wasserstoffrissen.
Nach EN 1011-1: SAW = 1,0, SMAW/MIG/MAG/FCAW = 0,8, TIG = 0,6. SAW ist am höchsten, weil die Pulverschicht nahezu die gesamte Wärme einschließt. Beim WIG-Schweißen (TIG) geht mehr Wärme durch Strahlung des freiliegenden Lichtbogens verloren.
t8/5 ist die Zeit, in der die WEZ von 800°C auf 500°C abkühlt. Dieser Temperaturbereich ist für die Phasenumwandlung in Kohlenstoffstählen entscheidend. Kurze t8/5 (< 5 s) → Martensitbildung. Lange t8/5 (> 25 s) → weiches, aber möglicherweise sprödes Gefüge.
IIW-Formel: CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15. Geben Sie den Wert aus dem Werkstoffprüfzeugnis ein oder nutzen Sie den Rechner für Stahlsorten-Äquivalente, um ihn anhand der Sorte abzuschätzen.
Vorwärmen ist erforderlich, wenn CE > 0,35, die Blechdicke > 25 mm oder der Wasserstoffgehalt hoch ist. Es verlangsamt die Abkühlung, um Wasserstoffrisse und Martensitbildung zu verhindern. Typischer Bereich: 75–250°C je nach CE und Dicke.
Die auf dieser Seite beschriebenen Verfahren wurden vom Vibromera-Team entwickelt und im Praxiseinsatz getestet, unter Verwendung des Balanset-1A, eines tragbaren Zweikanal-Auswuchtgeräts und Schwingungsanalysators für die Vor-Ort-Rotorauswuchtung.
Professionelle Instrumente für industrielle Anwendungen.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ist Schwingungsanalyse-Ingenieur sowie Gründer und Geschäftsführer von Vibromera. Seit mehr als 15 Jahren wuchtet er rotierende Maschinen direkt vor Ort aus statt auf dem Prüfstand: Mulchgeräte, Industrieventilatoren, Brecher, Zentrifugen, Wellen und Spindeln. Aus dieser Arbeit sind die Balanset-Geräte entstanden — sie wurden als Werkzeug konzipiert, das ein Fachmann zur Maschine mitnehmen und dort allein einsetzen kann, nicht als Laborausrüstung. Vibromera wurde 2017 gegründet und hat seinen Sitz seit 2023 in Porto, Portugal. Entwicklung, Montage und Support der Balanset-Reihe finden hier statt. Das Flaggschiffgerät ist das Balanset-1A, ein tragbares Analysegerät für ein- und zweiebeniges Auswuchten sowie für Schwingungsdiagnose. Nikolai ist persönlich in den Kundensupport eingebunden, arbeitet schwierige Auswuchtfälle durch und ist an der Softwareentwicklung beteiligt. Er arbeitet mit Kunden weltweit, in jeder Sprache.
