Mis on keevitamise soojuskoormus ja miks see on oluline?

Soojuskoormus Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000) kJ/mm2, kus η on termiline kasutegur, V on pinge, I on voolutugevus ja S on keevituskiirus. See kontrollib keevisõmbluse suurust, kuumusalaldi laiust, moonutusi, jääkpinget ja mehaanilisi omadusi. Liiga kõrge = keevisõmbluse jämenemine; liiga madal = sulamise puudumine.

Millised on erinevate keevitusprotsesside termilise efektiivsuse tegurid?

Standardi EN 1011-1 kohaselt: SAW = 1,0, SMAW = 0,8, MIG/MAG = 0,8, FCAW = 0,8, TIG = 0,6. Need arvestavad soojuskadu kiirguse ja konvektsiooni, mitte töödeldavasse detaili sisenemise teel.

Milline on jahtumisaeg t8/5?

t8/5 on aeg (sekundites), mis kulub keevisõmbluse kuumusalal (HAZ) jahtumiseks temperatuurilt 800 °C temperatuurini 500 °C. See kontrollib mikrostruktuuri: lühike t8/5 → martensiit (kõva, rabe); pikk t8/5 → ferriit/perliit (pehmem, sitkem). Eesmärk: enamiku süsinikteraste puhul 5–25 sekundit.

Kuidas määratakse eelsoojenduse temperatuur?

Eelsoojendus sõltub süsiniku ekvivalendist (CE), plaadi paksusest, soojuskoormusest ja vesinikusisaldusest. CE puhul < 0,35: pole vaja. CE 0,35–0,45: 75–150 °C. CE > 0,45: 150–250 °C. AWS D1.1 tabeli 3.3 järgi koos paksuse kohandustega.

ISO 4063 klassifitseerib keevitusprotsesse viitenumbrite järgi: 111=SMAW, 131=MIG, 135=MAG, 136=FCAW, 141=TIG, 121=SAW. Kasutatakse joonistel, WPS-dokumentides ja keevitajate kvalifikatsioonidel.

Tasuta inseneri tööriist

Keevituse soojussisendi kalkulaator ja ISO 4063

Arvutage soojussisend (kJ/mm), jahutusaeg t8/5, eelsoojenduse soovitus ja süsinikuekvivalent. Sisaldab ISO 4063 protsessiviidet.

ISO 4063 EN 1011-1 Soojussisend kJ/mm

Keevitusprotsess

Kaare pinge (V)

Keevitusvool (A)

Keevituskiirus (mm/min)

Plaadi paksus (mm)

Süsiniku ekvivalendi CE (IIW valem)

Kiired eelseadistused

Tulemused

Soojussisend Q

—

Termiline kasutegur η

—

Kaareenergia (ilma η-ta)

—

Jahutusaeg t8/5 (hinnanguline)

—

Süsiniku ekvivalendi CE

—

Eelsoojenduse soovitus

—

Keevitatavuse hindamine

—

ISO 4063 protsess

—

Soojussisendi arvutamine (EN 1011-1)

Soojussisend on keevisõmbluse pikkuseühiku kohta edastatav energia:

η — termiline kasutegur (protsessist sõltuv)
V — kaare pinge (voltides)
I — keevitusvool (amprites)
S — liikumiskiirus (mm/min)

Soojusliku efektiivsuse tegurid

ISO 4063 nr.	Protsess	η (EN 1011-1)
121	SAW (sukeldatud kaar)	1.0
111	SMAW (kepp / MMA)	0.8
131	MIG (inertgaas)	0.8
135	MAG (aktiivne gaas)	0.8
136	FCAW (täidisega)	0.8
141	TIG / GTAW	0.6

Jahutusaja t8/5 hindamine

Jahutamise aeg 800 °C-lt 500 °C-ni määrab saadud mikrostruktuuri. Lihtsustatud Rosenthali 2D mudel paksude plaatide jaoks:

Süsiniku ekvivalent ja eelsoojendus

IIW süsinikuekvivalendi valem ennustab keevitatavust ja eelsoojenduse vajadust:

Praktiline näide

Näide — 20 mm S355 plaadi MAG-keevitus

Antud: Protsess 135 (η=0,8), V=28V, I=250A, S=300 mm/min, CE=0,42

Kaareenergia = (28 × 250 × 60) / (300 × 1000) = 1,40 kJ/mm

Soojussisend Q = 0.8 × 1.40 = 1.12 kJ/mm

CE = 0,42 → Rahuldav keevitatavus, eelsoojendus 100–150 °C soovitatav

⚠️ Märkus: t8/5 hindamine on lihtsustatud. Tegelik jahutus sõltub vuugi geomeetriast, eelsoojendusest, vuukidevahelisest temperatuurist ja ümbritsevatest tingimustest. Kriitiliste rakenduste korral vaadake standardit EN 1011-2.

Ei.	Protsess	Kirjeldus	η
111	SMAW	Varjestatud metallkaar (elektrood/MMA)	0.8
114	FCAW-S	Isekaitsega fluksitäidisega	0.8
121	SAW	Kaarkeevitus räbusti all	1.0
131	MIG	Metall inertgaasis (Ar) — alumiinium, SS	0.8
135	MAG	Metall aktiivgaasis (CO₂/Ar+CO₂) — süsinikteras	0.8
136	FCAW-G	Täidisega + aktiivgaas	0.8
137	FCAW-G	Täidisega + inertgaas	0.8
138	MCAW	Metallsüdamikuga traat + aktiivgaas	0.8
141	TIG	Volfram inertgaas (GTAW)	0.6
15	Plasma	Plasmakaarkeevitus	0.6
311	OAW	Hapniku-atsetüleeni keevitamine	0.45
42	Hõõrdumine	Hõõrdkeevitus	—
52	Laser	Laserkiirega keevitamine	0.9