Bezplatný inžiniersky nástroj
Kalkulačka tepelného príkonu zvárania & ISO 4063
Vypočítajte tepelný príkon (kJ/mm), čas chladenia t8/5, odporúčanie predhriatia a uhlíkový ekvivalent. Zahŕňa referenčný proces podľa normy ISO 4063.
Výsledky
Výpočet tepelného príkonu (EN 1011-1)
Tepelný príkon je energia dodaná na jednotku dĺžky zvaru:
- η — faktor tepelnej účinnosti (závislý od procesu)
- V — napätie oblúka (volty)
- I — zvárací prúd (ampéry)
- S — rýchlosť posuvu (mm/min)
Faktory tepelnej účinnosti
| ISO 4063 č. | Proces | η (EN 1011-1) |
|---|---|---|
| 121 | SAW (oblúk pod tavivom) | 1.0 |
| 111 | SMAW (tyčové / MMA) | 0.8 |
| 131 | MIG (inertný plyn) | 0.8 |
| 135 | MAG (aktívny plyn) | 0.8 |
| 136 | FCAW (trubičkový drôt s tavivom) | 0.8 |
| 141 | TIG / GTAW | 0.6 |
Odhad času chladenia t8/5
Čas potrebný na ochladenie z 800 °C na 500 °C určuje výslednú mikroštruktúru. Zjednodušený Rosenthalov 2D model pre hrubé plechy:
Uhlíkový ekvivalent & predhriatie
Vzorec pre uhlíkový ekvivalent IIW predpovedá zvariteľnosť a potreby predhrevu:
Praktický príklad
Vzhľadom na to, že: Proces 135 (η=0,8), V=28V, I=250A, S=300 mm/min, CE=0,42
Energia oblúka = (28 × 250 × 60) / (300 × 1000) = 1,40 kJ/mm
Tepelný príkon Q = 0,8 × 1,40 = 1,12 kJ/mm
CE = 0,42 → Dostatočná zvariteľnosť, predhriatie 100 – 150 °C odporúčané
⚠️ Poznámka: Odhad t8/5 je zjednodušený. Skutočné ochladenie závisí od geometrie spoja, predhrevu, medzivrstvovej teploty a okolitých podmienok. Kritické aplikácie nájdete v norme EN 1011-2.
| # | Proces | Popis | η |
|---|---|---|---|
| 111 | SMAW | Tienený kovový oblúk (obal/MMA) | 0.8 |
| 114 | FCAW-S | Samotienené tavidlom zvárané | 0.8 |
| 121 | SAW | Zváranie pod tavivom | 1.0 |
| 131 | MIG | Kovový inertný plyn (Ar) — hliník, SS | 0.8 |
| 135 | MAG | Kovový aktívny plyn (CO₂/Ar+CO₂) – uhlíková oceľ | 0.8 |
| 136 | FCAW-G | Plnené tavivom + aktívny plyn | 0.8 |
| 137 | FCAW-G | Plnené tavivom + inertný plyn | 0.8 |
| 138 | MCAW | Drôt s kovovým jadrom + aktívny plyn | 0.8 |
| 141 | TIG | Volfrámový inertný plyn (GTAW) | 0.6 |
| 15 | Plazma | Plazmové oblúkové zváranie | 0.6 |
| 311 | OAW | Zváranie plameňom (kyslík-acetylén) | 0.45 |
| 42 | Trenie | Zváranie trením | — |
| 52 | Laser | Zváranie laserovým lúčom | 0.9 |
Tepelný príkon Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000) v kJ/mm. Ovplyvňuje rýchlosť ochladzovania, ktorá určuje mikroštruktúru zvaru, tvrdosť, húževnatosť a šírku tepelne ovplyvnenej oblasti.
Príliš vysoký príkon vedie k hrubnutiu zrna, poklesu húževnatosti a nadmerným deformáciám. Príliš nízky príkon prináša riziko nedostatočného natavenia a vodíkových trhlín.
Podľa EN 1011-1: SAW = 1,0, SMAW/MIG/MAG/FCAW = 0,8, TIG = 0,6. SAW má najvyššiu účinnosť, pretože vrstva taviva zadržiava takmer všetko teplo. Pri TIG uniká viac tepla sálaním z odkrytého oblúka.
t8/5 je čas ochladenia tepelne ovplyvnenej oblasti z 800 °C na 500 °C. Tento teplotný rozsah je rozhodujúci pre fázové premeny v uhlíkových oceliach. Krátky t8/5 (< 5 s) vedie k vzniku martenzitu. Dlhý t8/5 (> 25 s) môže vytvoriť mäkkú, ale potenciálne krehkú mikroštruktúru.
Vzorec IIW: CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15. Zadajte hodnotu z materiálového certifikátu alebo ju odhadnite podľa triedy ocele pomocou kalkulačky ekvivalentov tried ocele.
Predhrev je potrebný pri CE > 0,35, hrúbke plechu > 25 mm alebo vysokom obsahu vodíka. Spomaľuje ochladzovanie, aby zabránil vodíkovým trhlinám a vzniku martenzitu. Typický rozsah je 75–250 °C podľa CE a hrúbky plechu.
Postupy opísané na tejto stránke vyvinul a v teréne otestoval tím Vibromera pomocou zariadenia Balanset-1A, prenosného dvojkanálového vyvažovacieho prístroja a analyzátora vibrácií na vyvažovanie rotorov priamo na mieste.
Profesionálne nástroje pre priemyselné aplikácie.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inžinier vibračnej analýzy a zakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti Vibromera. Viac než 15 rokov vyvažuje rotačné stroje priamo v prevádzke, a nie na skúšobnom stave: mulčovače, priemyselné ventilátory, drviče, odstredivky, hriadele a vretená. Práve z tejto práce vznikli prístroje Balanset — boli navrhnuté ako nástroj, ktorý si odborník môže vziať k stroju a použiť sám, priamo na mieste, nie ako laboratórne vybavenie. Vibromera bola založená v roku 2017 a od roku 2023 sídli v portugalskom Porte. Tu prebieha vývoj, montáž aj podpora radu Balanset. Vlajkovým prístrojom je Balanset-1A, prenosný analyzátor na vyvažovanie v jednej a v dvoch rovinách a na vibračnú diagnostiku. Nikolai sa osobne podieľa na zákazníckej podpore, na riešení náročných prípadov vyvažovania aj na vývoji softvéru. Pracuje so zákazníkmi po celom svete, v akomkoľvek jazyku.
