Nhiệt lượng đầu vào khi hàn là gì và tại sao nó lại quan trọng?

Lượng nhiệt đầu vào Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000) tính bằng kJ/mm, trong đó η là hiệu suất nhiệt, V là điện áp, I là dòng điện và S là tốc độ di chuyển. Nó kiểm soát kích thước mối hàn, chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ), độ biến dạng, ứng suất dư và các tính chất cơ học. Quá cao = hiện tượng hạt thô; quá thấp = không có sự kết dính.

Các yếu tố hiệu suất nhiệt đối với các quy trình hàn khác nhau là gì?

Theo tiêu chuẩn EN 1011-1: SAW = 1.0, SMAW = 0.8, MIG/MAG = 0.8, FCAW = 0.8, TIG = 0.6. Các giá trị này tính đến lượng nhiệt bị mất do bức xạ và đối lưu chứ không phải do truyền vào phôi.

Thời gian làm nguội t8/5 là bao nhiêu?

t8/5 là thời gian (giây) để vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) của mối hàn nguội từ 800°C xuống 500°C. Thời gian này kiểm soát cấu trúc vi mô: t8/5 ngắn → mactenxit (cứng, giòn); t8/5 dài → ferit/pealit (mềm hơn, dẻo dai hơn). Mục tiêu: 5-25 giây đối với hầu hết các loại thép cacbon.

Nhiệt độ làm nóng trước được xác định như thế nào?

Nhiệt độ làm nóng sơ bộ phụ thuộc vào hệ số tương đương carbon (CE), độ dày tấm, lượng nhiệt đầu vào và hàm lượng hydro. Đối với CE < 0,35: không cần thiết. CE 0,35-0,45: 75-150°C. CE > 0,45: 150-250°C. Theo Bảng 3.3 của AWS D1.1 với các điều chỉnh cho độ dày.

Tiêu chuẩn ISO 4063 là gì?

Tiêu chuẩn ISO 4063 phân loại các quy trình hàn theo số tham chiếu: 111=SMAW, 131=MIG, 135=MAG, 136=FCAW, 141=TIG, 121=SAW. Được sử dụng trên bản vẽ, tài liệu WPS và chứng chỉ năng lực thợ hàn.

Công cụ kỹ thuật miễn phí

Công cụ tính toán lượng nhiệt cần thiết khi hàn & Tiêu chuẩn ISO 4063

Tính toán lượng nhiệt đầu vào (kJ/mm), thời gian làm nguội t8/5, khuyến nghị làm nóng sơ bộ và hệ số cacbon tương đương. Bao gồm tài liệu tham khảo quy trình ISO 4063.

ISO 4063 EN 1011-1 Lượng nhiệt đầu vào kJ/mm

Quy trình hàn

Điện áp hồ quang (V)

Dòng điện hàn (MỘT)

Tốc độ di chuyển (mm/phút)

Độ dày tấm (mm)

Lượng carbon tương đương CE (Công thức IIW)

Cài đặt nhanh

Results

Lượng nhiệt đầu vào Q

—

Hiệu suất nhiệt η

—

Năng lượng hồ quang (không có η)

—

Thời gian làm nguội t8/5 (ước tính)

—

Lượng carbon tương đương CE

—

Khuyến nghị làm nóng trước

—

Đánh giá khả năng hàn

—

Quy trình ISO 4063

—

Tính toán lượng nhiệt đầu vào (EN 1011-1)

Nhiệt lượng đầu vào là năng lượng được cung cấp trên mỗi đơn vị chiều dài mối hàn:

η — Hệ số hiệu suất nhiệt (phụ thuộc vào quy trình)
V. — Điện áp hồ quang (volt)
TÔI — Dòng điện hàn (ampe)
S — tốc độ di chuyển (mm/phút)

Các yếu tố hiệu suất nhiệt

Số ISO 4063.	Quá trình	η (EN 1011-1)
121	SAW (hồ quang chìm)	1.0
111	SMAW (que hàn / MMA)	0.8
131	MIG (khí trơ)	0.8
135	MAG (khí hoạt tính)	0.8
136	FCAW (hàn lõi thuốc)	0.8
141	Hàn TIG / GTAW	0.6

Thời gian làm nguội ước tính t8/5

Thời gian làm nguội từ 800°C xuống 500°C quyết định cấu trúc vi mô thu được. Mô hình Rosenthal 2D đơn giản hóa cho các tấm dày:

Lượng carbon tương đương và thời gian làm nóng trước

Công thức tương đương cacbon của IIW dự đoán khả năng hàn và nhu cầu gia nhiệt trước:

Ví dụ thực tế

Ví dụ — Hàn MAG tấm thép S355 dày 20 mm

Được cho: Quy trình 135 (η=0,8), V=28V, I=250A, S=300 mm/phút, CE=0,42

Năng lượng hồ quang = (28 × 250 × 60) / (300 × 1000) = 1,40 kJ/mm

Lượng nhiệt đầu vào Q = 0,8 × 1,40 = 1,12 kJ/mm

CE = 0,42 → Khả năng hàn khá tốt, cần làm nóng trước. 100–150°C khuyến khích

⚠️ Lưu ý: Việc ước tính t8/5 được đơn giản hóa. Quá trình làm mát thực tế phụ thuộc vào hình dạng mối nối, nhiệt độ gia nhiệt trước, nhiệt độ giữa các lớp hàn và điều kiện môi trường xung quanh. Tham khảo tiêu chuẩn EN 1011-2 cho các ứng dụng quan trọng.

KHÔNG.	Quá trình	Description	η
111	SMAW	Hàn hồ quang kim loại có vỏ bọc (gậy/MMA)	0.8
114	FCAW-S	Lõi từ thông tự che chắn	0.8
121	CÁI CƯA	Hàn hồ quang chìm	1.0
131	MIG	Khí trơ kim loại (Ar) — nhôm, SS	0.8
135	MAG	Khí hoạt tính kim loại (CO₂/Ar+CO₂) — thép cacbon	0.8
136	FCAW-G	Lõi từ thông + khí hoạt tính	0.8
137	FCAW-G	Lõi từ thông + khí trơ	0.8
138	MCAW	Dây lõi kim loại + khí hoạt tính	0.8
141	TIG	Khí trơ vonfram (GTAW)	0.6
15	Huyết tương	Hàn hồ quang plasma	0.6
311	OAW	Hàn oxy-axetylen	0.45
42	Ma sát	Hàn ma sát	—
52	Laser	Hàn bằng tia laser	0.9

Công cụ tính toán lượng nhiệt cần thiết khi hàn và tài liệu tham khảo ISO 4063

Được xuất bản bởi Nikolai Shelkovenko trên Ngày 15 tháng 2 năm 2026 Tháng 3, 5, 2026