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.
Kết quả
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)
- I — 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
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.
| # | Quá trình | Mô tả | η |
|---|---|---|---|
| 111 | Hàn que | 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 | Tia laser | Hàn bằng tia laser | 0.9 |
Nhiệt lượng đầu vào Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000) tính bằng kJ/mm. Đại lượng này quyết định tốc độ nguội, từ đó quyết định cấu trúc tế vi, độ cứng, độ dai va đập và chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) của mối hàn.
Quá cao → hạt thô, giảm độ dai, biến dạng quá mức. Quá thấp → không ngấu, nguy cơ nứt do hydro.
Theo EN 1011-1: SAW = 1,0; SMAW/MIG/MAG/FCAW = 0,8; TIG = 0,6. SAW cao nhất vì lớp thuốc hàn giữ lại gần như toàn bộ nhiệt. TIG thất thoát nhiều hơn do bức xạ từ hồ quang hở.
t8/5 là thời gian để vùng HAZ nguội từ 800°C xuống 500°C. Khoảng nhiệt độ này có vai trò then chốt đối với sự chuyển pha trong thép carbon. t8/5 ngắn (< 5 s) → hình thành martensite. t8/5 dài (> 25 s) → cấu trúc mềm nhưng có thể giòn.
Công thức IIW: CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15. Nhập giá trị từ chứng chỉ thử nghiệm vật liệu, hoặc dùng máy tính Mác thép tương đương để ước tính theo mác thép.
Cần nung nóng sơ bộ khi CE > 0,35, chiều dày tấm > 25 mm, hoặc hàm lượng hydro cao. Việc này làm chậm tốc độ nguội để ngăn nứt do hydro và hình thành martensite. Khoảng thường dùng: 75–250°C tùy theo CE và chiều dày.
Các quy trình được mô tả trên trang này đã được đội ngũ Vibromera phát triển và thử nghiệm thực địa bằng Balanset-1A, một máy cân bằng hai kênh cầm tay kiêm máy phân tích rung động dùng để cân bằng rotor tại chỗ.
Các thiết bị chuyên dụng cho ứng dụng công nghiệp.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko là kỹ sư phân tích rung động, đồng thời là người sáng lập và tổng giám đốc của Vibromera. Hơn 15 năm qua, ông cân bằng thiết bị quay ngay tại hiện trường chứ không phải trên bàn thử: máy nghiền thực bì, quạt công nghiệp, máy nghiền đá, máy ly tâm, trục và trục chính. Chính từ công việc đó mà các thiết bị Balanset ra đời — chúng được thiết kế như một công cụ mà chuyên gia có thể mang tới tận máy và sử dụng một mình ngay tại chỗ, chứ không phải thiết bị phòng thí nghiệm. Vibromera được thành lập năm 2017 và từ năm 2023 đặt trụ sở tại Porto, Bồ Đào Nha. Toàn bộ việc phát triển, lắp ráp và hỗ trợ dòng Balanset đều diễn ra tại đây. Thiết bị chủ lực là Balanset-1A, máy phân tích cầm tay dùng cho cân bằng một và hai mặt phẳng và cho chẩn đoán rung động. Nikolai trực tiếp tham gia hỗ trợ khách hàng, xử lý các ca cân bằng khó và phát triển phần mềm. Ông làm việc với khách hàng trên toàn thế giới, bằng bất kỳ ngôn ngữ nào.
