Czym jest ciepło wprowadzane podczas spawania i dlaczego ma znaczenie?

Wartość doprowadzonego ciepła Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000) w kJ/mm, gdzie η to sprawność cieplna, V to napięcie, I to natężenie prądu, a S to prędkość posuwu. Kontroluje ona rozmiar ściegu spoiny, szerokość strefy HAZ, odkształcenia, naprężenia szczątkowe i właściwości mechaniczne. Zbyt wysoka wartość = pogrubienie ziarna; zbyt niska wartość = brak przetopu.

Jakie są współczynniki sprawności cieplnej dla różnych procesów spawania?

Zgodnie z normą EN 1011-1: SAW = 1,0, SMAW = 0,8, MIG/MAG = 0,8, FCAW = 0,8, TIG = 0,6. Uwzględniają one stratę ciepła na skutek promieniowania i konwekcji, a nie jego oddawanie do przedmiotu obrabianego.

Jaki jest czas chłodzenia t8/5?

t8/5 to czas (w sekundach) potrzebny na schłodzenie strefy HAZ spoiny z 800°C do 500°C. Kontroluje on mikrostrukturę: krótki t8/5 → martenzyt (twardy, kruchy); długi t8/5 → ferryt/perlit (bardziej miękki, bardziej wytrzymały). Docelowo: 5–25 sekund dla większości stali węglowych.

Jak ustala się temperaturę podgrzewania wstępnego?

Podgrzewanie wstępne zależy od ekwiwalentu węgla (CE), grubości blachy, ciepła doprowadzonego i zawartości wodoru. W przypadku CE < 0,35: nie jest potrzebne. CE 0,35-0,45: 75-150°C. CE > 0,45: 150-250°C. Zgodnie z tabelą 3.3 normy AWS D1.1 z uwzględnieniem korekt grubości.

Norma ISO 4063 klasyfikuje procesy spawania według numerów referencyjnych: 111=SMAW, 131=MIG, 135=MAG, 136=FCAW, 141=TIG, 121=SAW. Stosowana na rysunkach, dokumentach WPS i kwalifikacjach spawaczy.

Darmowe narzędzie inżynieryjne

Kalkulator ciepła spawalniczego i norma ISO 4063

Oblicz ciepło doprowadzone (kJ/mm), czas chłodzenia t8/5, zalecenie dotyczące podgrzewania wstępnego i równoważnik węgla. Zawiera odniesienie do procesu ISO 4063.

ISO 4063 EN 1011-1 Dopływ ciepła kJ/mm

Proces spawania

Napięcie łuku (V)

Prąd spawania (A)

Prędkość podróży (mm/min)

Grubość płyty (mm)

Ekwiwalent węgla CE (wzór IIW)

Szybkie ustawienia wstępne

Wyniki

Dopływ ciepła Q

—

Sprawność cieplna η

—

Energia łuku (bez η)

—

Czas chłodzenia t8/5 (szacowany)

—

Ekwiwalent węgla CE

—

Zalecenie dotyczące podgrzewania wstępnego

—

Ocena spawalności

—

Proces ISO 4063

—

Obliczanie ciepła doprowadzonego (EN 1011-1)

Ciepło doprowadzone to energia dostarczona na jednostkę długości spoiny:

η — współczynnik sprawności cieplnej (zależny od procesu)
V — napięcie łuku (wolty)
I — prąd spawania (ampery)
S — prędkość jazdy (mm/min)

Współczynniki sprawności cieplnej

Nr ISO 4063.	Proces	η (EN 1011-1)
121	SAW (łuk zanurzony)	1.0
111	SMAW (pałką / MMA)	0.8
131	MIG (gaz obojętny)	0.8
135	MAG (gaz aktywny)	0.8
136	FCAW (rdzeń topnikowy)	0.8
141	TIG / GTAW	0.6

Czas chłodzenia t8/5 Oszacowanie

Czas schłodzenia z 800°C do 500°C determinuje uzyskaną mikrostrukturę. Uproszczony model 2D Rosenthala dla grubych płyt:

Ekwiwalent węgla i podgrzewanie wstępne

Wzór na równoważnik węgla IIW pozwala przewidzieć spawalność i potrzebę podgrzewania wstępnego:

Przykład praktyczny

Przykład — spawanie MAG blachy S355 o grubości 20 mm

Biorąc pod uwagę: Proces 135 (η=0,8), V=28V, I=250A, S=300 mm/min, CE=0,42

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

Dopływ ciepła Q = 0,8 × 1,40 = 1,12 kJ/mm

CE = 0,42 → Dobra spawalność, podgrzewanie wstępne 100–150°C zalecony

⚠️ Uwaga: Oszacowanie t8/5 jest uproszczone. Rzeczywiste chłodzenie zależy od geometrii złącza, podgrzewania wstępnego, temperatury międzyściegowej i warunków otoczenia. W przypadku zastosowań krytycznych należy zapoznać się z normą EN 1011-2.

Nie.	Proces	Opis	η
111	SMAW	Łuk metalowy osłonięty (metodą metalową/MMA)	0.8
114	FCAW-S	Samoosłonowe rdzenie topnikowe	0.8
121	PIŁA	Spawanie łukiem krytym	1.0
131	MIG	Metalowy gaz obojętny (Ar) — aluminium, stal nierdzewna	0.8
135	MAG	Gaz aktywny metaliczny (CO₂/Ar+CO₂) — stal węglowa	0.8
136	FCAW-G	Rdzeń topnikowy + gaz aktywny	0.8
137	FCAW-G	Rdzeń topnikowy + gaz obojętny	0.8
138	MCAW	Drut rdzeniowy z rdzeniem metalowym + gaz aktywny	0.8
141	TIG	Gaz obojętny wolframowy (GTAW)	0.6
15	Osocze	Spawanie łukiem plazmowym	0.6
311	OAW	Spawanie tlenowo-acetylenowe	0.45
42	Tarcie	Spawanie tarciowe	—
52	Laser	Spawanie wiązką laserową	0.9

Kalkulator ciepła doprowadzonego podczas spawania i odniesienie do normy ISO 4063

Opublikowane przez Nikolai Shelkovenko na 15 lutego 2026 5 marca 2026