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.
Wyniki
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 posuwu (mm/min)
Współczynniki sprawności cieplnej
| Nr ISO 4063. | Proces | η (EN 1011-1) |
|---|---|---|
| 121 | SAW (łuk zanurzony) | 1.0 |
| 111 | SMAW (elektrodą otulającą / 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 |
Oszacowanie czasu chłodzenia t8/5
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
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 → średnia 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.
| # | Proces | Opis | η |
|---|---|---|---|
| 111 | SMAW | Łuk metalowy osłonięty (elektrodą otulającą / MMA) | 0.8 |
| 114 | FCAW-S | Samoosłonowe rdzenie topnikowe | 0.8 |
| 121 | SAW | 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 metalowy + gaz aktywny | 0.8 |
| 141 | TIG | Wolframowy gaz obojętny (GTAW) | 0.6 |
| 15 | Plazma | Spawanie łukiem plazmowym | 0.6 |
| 311 | OAW | Spawanie tlenowo-acetylenowe | 0.45 |
| 42 | Tarcie | Spawanie tarciowe | — |
| 52 | Laser | Spawanie wiązką laserową | 0.9 |
Energia liniowa Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000) w kJ/mm. Decyduje o szybkości stygnięcia, od której zależą struktura spoiny, twardość, udarność i szerokość SWC.
Zbyt wysoka → rozrost ziarna, obniżona udarność, nadmierne odkształcenia. Zbyt niska → brak przetopu, ryzyko pęknięć wodorowych.
Wg EN 1011-1: SAW = 1,0, SMAW/MIG/MAG/FCAW = 0,8, TIG = 0,6. SAW ma wartość najwyższą, ponieważ warstwa topnika zatrzymuje niemal całe ciepło. W TIG więcej ciepła ucieka przez promieniowanie z odsłoniętego łuku.
t8/5 to czas stygnięcia SWC od 800°C do 500°C. Ten zakres temperatur jest krytyczny dla przemian fazowych w stalach węglowych. Krótki t8/5 (< 5 s) → powstawanie martenzytu. Długi t8/5 (> 25 s) → struktura miękka, ale potencjalnie krucha.
Wzór IIW: CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15. Wprowadź wartość ze świadectwa badania materiału lub użyj kalkulatora ekwiwalentu gatunku stali, aby oszacować ją na podstawie gatunku.
Podgrzewanie wstępne jest potrzebne, gdy CE > 0,35, grubość blachy > 25 mm lub zawartość wodoru jest wysoka. Spowalnia stygnięcie, zapobiegając pękaniu wodorowemu i powstawaniu martenzytu. Typowy zakres: 75–250°C, w zależności od CE i grubości.
Procedury opisane na tej stronie zostały opracowane i przetestowane w warunkach terenowych przez zespół Vibromera przy użyciu urządzenia Balanset-1A, przenośnego dwukanałowego balansera i analizatora drgań do wyważania wirników na miejscu.
Profesjonalne instrumenty do zastosowań przemysłowych.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko jest inżynierem analizy wibracji oraz założycielem i prezesem firmy Vibromera. Od ponad 15 lat wyważa maszyny wirujące w terenie, a nie na stanowisku badawczym: mulczery, wentylatory przemysłowe, kruszarki, wirówki, wały i wrzeciona. To właśnie z tej pracy wyrosły przyrządy Balanset — zaprojektowano je jako narzędzie, które specjalista może zabrać do maszyny i obsłużyć samodzielnie, na miejscu, a nie jako sprzęt laboratoryjny. Vibromera powstała w 2017 roku, a od 2023 roku ma siedzibę w Porto w Portugalii. Tutaj odbywają się prace rozwojowe, montaż i wsparcie linii Balanset. Flagowym przyrządem jest Balanset-1A, przenośny analizator do wyważania w jednej i w dwóch płaszczyznach oraz do diagnostyki wibracji. Nikolai osobiście uczestniczy we wsparciu klientów, w rozwiązywaniu trudnych przypadków wyważania i w rozwoju oprogramowania. Pracuje z klientami na całym świecie, w każdym języku.
