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

گرمای ورودی (kJ/mm)، زمان خنک‌سازی t8/5، توصیه پیش‌گرمایش و معادل کربن را محاسبه کنید. شامل مرجع فرایند ISO 4063.

ISO 4063 EN 1011-1 گرمای ورودی kJ/mm

فرآیند جوشکاری

ولتاژ قوس (V)

جریان جوشکاری (A)

سرعت حرکت (میلی‌متر در دقیقه)

ضخامت صفحه (میلی‌متر)

معادل کربن CE (فرمول IIW)

پیش‌تنظیم‌های سریع

نتایج

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)
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

مثال — جوشکاری MAG روی صفحه 20 mm از جنس S355

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.

خیر.	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

محاسبه‌گر گرمای ورودی جوشکاری و مرجع ISO 4063

نتایج

محاسبه گرمای ورودی (EN 1011-1)

عوامل راندمان حرارتی

تخمین زمان خنک‌سازی t8/5

معادل کربن و پیش گرم کردن

مثال عملی

فروشگاه

پشتیبانی

تماس