ابزار مهندسی رایگان
محاسبه‌گر گرمای ورودی جوشکاری و استاندارد ISO 4063
گرمای ورودی (kJ/mm)، زمان خنک‌سازی t8/5، توصیه پیش‌گرمایش و معادل کربن را محاسبه کنید. شامل مرجع فرایند ISO 4063.
نتایج
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)
- I — جریان جوشکاری (آمپر)
- S — سرعت حرکت (mm/min)
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
با توجه به: فرایند 135 (η=0.8)، V=28V، I=250A، S=300 mm/min، CE=0.42
انرژی قوس = (28 × 250 × 60) / (300 × 1000) = 1.40 kJ/mm
ورودی گرما Q = 0.8 × 1.40 = 1.12 kJ/mm
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.
| # | فرآیند | توضیحات | η |
|---|---|---|---|
| 111 | SMAW | جوشکاری قوسی با الکترود پوشش‌دار (stick/MMA) | 0.8 |
| 114 | FCAW-S | خود محافظ با هسته شار | 0.8 |
| 121 | SAW | جوشکاری قوسی زیرپودری | 1.0 |
| 131 | MIG | گاز بی‌اثر فلزی (Ar) - آلومینیوم، SS | 0.8 |
| 135 | MAG | 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 | MCAW | سیم با هسته فلزی + گاز فعال | 0.8 |
| 141 | TIG | گاز بی‌اثر تنگستن (GTAW) | 0.6 |
| 15 | پلاسما | جوشکاری قوس پلاسما | 0.6 |
| 311 | OAW | جوشکاری اکسی استیلن | 0.45 |
| 42 | اصطکاک | جوشکاری اصطکاکی | — |
| 52 | لیزر | جوشکاری با پرتو لیزر | 0.9 |
گرمای ورودی Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000) بر حسب kJ/mm. این کمیت سرعت سرد شدن را کنترل میکند که ریزساختار جوش، سختی، چقرمگی و عرض ناحیه متأثر از حرارت (HAZ) را تعیین میکند.
بیش از حد زیاد → درشت شدن دانه‌ها، کاهش چقرمگی، اعوجاج بیش از حد. بیش از حد کم → عدم ذوب کامل، خطر ترک‌خوردگی هیدروژنی.
طبق EN 1011-1: SAW = 1.0، SMAW/MIG/MAG/FCAW = 0.8، TIG = 0.6. SAW بیشترین مقدار را دارد زیرا لایه فلاکس تقریباً تمام گرما را در خود نگه می‌دارد. در TIG به دلیل تابش از قوس باز، تلفات بیشتری وجود دارد.
t8/5 زمان سرد شدن ناحیه HAZ از 800°C تا 500°C است. این بازه دمایی برای استحاله فازی در فولادهای کربنی حیاتی است. t8/5 کوتاه (< 5s) → تشکیل مارتنزیت. t8/5 بلند (> 25s) → ریزساختار نرم اما احتمالاً شکننده.
فرمول IIW: CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15. مقدار را از گواهی آزمون ماده وارد کنید یا برای تخمین بر اساس گرید، از ماشین‌حساب معادل گرید فولاد استفاده کنید.
پیش‌گرم زمانی لازم است که CE > 0.35، ضخامت ورق > 25 mm یا میزان هیدروژن زیاد باشد. پیش‌گرم سرعت سرد شدن را کاهش می‌دهد تا از ترک‌خوردگی هیدروژنی و تشکیل مارتنزیت جلوگیری شود. بازه معمول: 75–250°C بسته به CE و ضخامت.
روش‌های شرح داده‌شده در این صفحه توسط تیم Vibromera و با استفاده از Balanset-1A توسعه یافته و در محل آزمایش شده‌اند؛ این دستگاه یک بالانسر دو کاناله و آنالایزر ارتعاش قابل‌حمل برای بالانس کردن روتور در محل است.
ابزارهای حرفه‌ای برای کاربردهای صنعتی.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko مهندس تحلیل ارتعاشات و بنیان‌گذار و مدیرعامل Vibromera است. او بیش از 15 سال است که تجهیزات دوار را در محل کار بالانس میکند، نه روی میز آزمایش: مالچرها، فن‌های صنعتی، سنگ‌شکن‌ها، سانتریفیوژها، شفت‌ها و اسپیندل‌ها. دستگاه‌های Balanset دقیقاً از دل همین کار بیرون آمدند — آن‌ها به‌عنوان ابزاری طراحی شدند که متخصص بتواند آن را تا کنار ماشین ببرد و به‌تنهایی، در محل، از آن استفاده کند، نه به‌عنوان تجهیزات آزمایشگاهی. Vibromera در سال 2017 تأسیس شد و از سال 2023 در پورتوی پرتغال مستقر است. توسعه، مونتاژ و پشتیبانی خط Balanset همگی همین‌جا انجام میشود. دستگاه شاخص، Balanset-1A است؛ یک آنالایزر قابل حمل برای بالانس تک‌صفحه‌ای و دوصفحه‌ای و برای تشخیص ارتعاش. Nikolai شخصاً در پشتیبانی مشتریان، در حل موارد دشوار بالانس و در توسعه نرم‌افزار مشارکت دارد. او با مشتریان در سراسر جهان و به هر زبانی کار میکند.
