گرمای ورودی جوشکاری چیست و چرا اهمیت دارد؟

ورودی گرما Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000) بر حسب کیلوژول بر میلیمتر، که در آن η راندمان حرارتی، V ولتاژ، I جریان و S سرعت پیشروی است. این پارامتر اندازه جوش، عرض ناحیه HAZ، اعوجاج، تنش پسماند و خواص مکانیکی را کنترل میکند. مقدار خیلی زیاد = درشت شدن دانه؛ مقدار خیلی کم = عدم ذوب.

ضرایب راندمان حرارتی برای فرآیندهای مختلف جوشکاری چیست؟

طبق استاندارد EN 1011-1: SAW = 1.0، SMAW = 0.8، MIG/MAG = 0.8، FCAW = 0.8، TIG = 0.6. این موارد شامل اتلاف گرما از طریق تابش و همرفت به جای ورود به قطعه کار میشود.

زمان خنک شدن t8/5 چقدر است؟

t8/5 زمان (ثانیه) برای خنک شدن منطقه HAZ جوش از ۸۰۰ درجه سانتیگراد به ۵۰۰ درجه سانتیگراد است. این زمان ریزساختار را کنترل میکند: t8/5 کوتاه → مارتنزیت (سخت، شکننده)؛ t8/5 بلند → فریت/پرلیت (نرمتر، چقرمهتر). هدف: ۵-۲۵ ثانیه برای اکثر فولادهای کربنی.

دمای پیش گرم چگونه تعیین میشود؟

پیش گرمایش به معادل کربن (CE)، ضخامت صفحه، گرمای ورودی و محتوای هیدروژن بستگی دارد. برای CE <0.35: نیازی نیست. CE 0.35-0.45: 75-150 درجه سانتیگراد. CE > 0.45: 150-250 درجه سانتیگراد. طبق جدول 3.3 AWS D1.1 با تنظیمات ضخامت.

ایزو ۴۰۶۳ چیست؟

استاندارد ISO 4063 فرآیندهای جوشکاری را بر اساس شمارههای مرجع طبقهبندی میکند: 111=SMAW، 131=MIG، 135=MAG، 136=FCAW، 141=TIG، 121=SAW. این شمارهها در نقشهها، اسناد WPS و صلاحیتهای جوشکار استفاده میشوند.

ابزار مهندسی رایگان

محاسبه‌گر گرمای ورودی جوشکاری و استاندارد ISO 4063

محاسبه گرمای ورودی (کیلوژول بر میلی‌متر مربع)، زمان خنک‌سازی t8/5، توصیه پیش‌گرمایش و معادل کربن. شامل مرجع فرآیند ISO 4063.

ایزو ۴۰۶۳ EN 1011-1 ورودی گرما کیلوژول بر میلی‌متر

فرآیند جوشکاری

ولتاژ قوس (وی)

جریان جوشکاری (الف)

سرعت سفر (میلی‌متر در دقیقه)

ضخامت صفحه (میلی‌متر)

معادل کربن CE (فرمول IIW)

پیش‌تنظیم‌های سریع

Results

ورودی گرما Q

—

راندمان حرارتی η

—

انرژی قوس (بدون η)

—

زمان خنک شدن t8/5 (تخمینی)

—

معادل کربن CE

—

توصیه پیش گرمایش

—

ارزیابی جوش پذیری

—

فرآیند ISO 4063

—

محاسبه گرمای ورودی (EN 1011-1)

گرمای ورودی، انرژی داده شده به ازای واحد طول جوش است:

η — ضریب راندمان حرارتی (وابسته به فرآیند)
V — ولتاژ قوس (ولت)
من — جریان جوشکاری (آمپر)
S - سرعت حرکت (میلی‌متر در دقیقه)

عوامل راندمان حرارتی

شماره ISO 4063.	فرآیند	η (EN 1011-1)
121	SAW (قوس مستغرق)	1.0
111	SMAW (چوب / MMA)	0.8
131	MIG (گاز بی‌اثر)	0.8
135	MAG (گاز فعال)	0.8
136	FCAW (جوشکاری با هسته شار)	0.8
141	جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ (TIG/GTAW)	0.6

تخمین زمان خنک‌سازی t8/5

زمان لازم برای سرد شدن از ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد تا ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد، ریزساختار حاصل را تعیین می‌کند. مدل دوبعدی ساده‌شده‌ی رزنتال برای صفحات ضخیم:

معادل کربن و پیش گرم کردن

فرمول معادل کربن IIW، قابلیت جوشکاری و نیاز به پیش گرم کردن را پیش‌بینی می‌کند:

مثال عملی

مثال — جوشکاری MAG صفحه S355 20 میلی‌متری

با توجه به: فرآیند ۱۳۵ (η=0.8)، ولتاژ=۲۸ ولت، جریان=۲۵۰ آمپر، سرعت جریان=۳۰۰ میلی‌متر بر دقیقه، CE=0.42

انرژی قوس = (28 × 250 × 60) / (300 × 1000) = 1.40 کیلوژول بر میلی‌متر مربع

ورودی گرما Q = 0.8 × 1.40 = ۱.۱۲ کیلوژول بر میلی‌متر مربع

CE = 0.42 → جوش‌پذیری متوسط، پیش‌گرمایش ۱۰۰–۱۵۰ درجه سانتی‌گراد توصیه شده

⚠️ توجه: تخمین t8/5 ساده شده است. خنک‌سازی واقعی به هندسه اتصال، پیش‌گرمایش، دمای بین پاسی و شرایط محیطی بستگی دارد. برای کاربردهای بحرانی به استاندارد EN 1011-2 مراجعه کنید.

خیر.	فرآیند	Description	η
111	SMAW	قوس فلزی محافظ (چوب/MMA)	0.8
114	FCAW-S	خود محافظ با هسته شار	0.8
121	اره	جوشکاری قوسی زیرپودری	1.0
131	میگ	گاز بی‌اثر فلزی (Ar) - آلومینیوم، SS	0.8
135	مگ	گاز فعال فلزی (CO₂/Ar+CO₂) — فولاد کربنی	0.8
136	FCAW-G	توپودری شاردار + گاز فعال	0.8
137	FCAW-G	توپودری شاردار + گاز بی‌اثر	0.8
138	مک‌او	سیم با هسته فلزی + گاز فعال	0.8
141	تیگ	گاز بی‌اثر تنگستن (GTAW)	0.6
15	پلاسما	جوشکاری قوس پلاسما	0.6
311	او ای دبلیو	جوشکاری اکسی استیلن	0.45
42	اصطکاک	جوشکاری اصطکاکی	—
52	لیزر	جوشکاری با پرتو لیزر	0.9

محاسبه‌گر گرمای ورودی جوشکاری و مرجع ISO 4063

منتشر شده توسط Nikolai Shelkovenko روی فوریه ۱۵, ۲۰۲۶ ۵ مارس ۲۰۲۶