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焊接热输入计算器和 ISO 4063
计算热输入量(kJ/mm)、冷却时间 t8/5、预热建议值和碳当量。包含 ISO 4063 工艺参考。
成果
热输入计算(EN 1011-1)
热输入量是指单位长度焊缝所传递的能量:
- η — 热效率系数(与工艺相关)
- V — 电弧电压(伏特)
- I — 焊接电流(安培)
- S — 行进速度(毫米/分钟)
热效率系数
| ISO 4063 号 | 过程 | η(EN 1011-1) |
|---|---|---|
| 121 | SAW(埋弧) | 1.0 |
| 111 | SMAW(棒材/MMA) | 0.8 |
| 131 | MIG(惰性气体) | 0.8 |
| 135 | MAG(活性气体) | 0.8 |
| 136 | FCAW(药芯焊丝电弧焊) | 0.8 |
| 141 | TIG / GTAW | 0.6 |
冷却时间 t8/5 估算
从 800°C 冷却到 500°C 所需的时间决定了最终的微观结构。厚板的简化 Rosenthal 二维模型:
碳当量和预热
IIW碳当量公式可预测焊接性能和预热需求:
实例
已知: 工艺 135 (η=0.8),V=28V,I=250A,S=300 mm/min,CE=0.42
电弧能量 = (28 × 250 × 60) / (300 × 1000) = 1.40 kJ/mm
热输入 Q = 0.8 × 1.40 = 1.12 千焦/毫米
CE = 0.42 → 焊接性能良好,预热 100-150°C 推荐
⚠️ 注意: t8/5 估算较为简化。实际冷却效果取决于接头几何形状、预热、层间温度和环境条件。对于关键应用,请参阅 EN 1011-2 标准。
| # | 过程 | 说明 | η |
|---|---|---|---|
| 111 | 手工电弧焊 | 屏蔽金属电弧焊(焊条/MMA) | 0.8 |
| 114 | FCAW-S | 自保护药芯焊丝 | 0.8 |
| 121 | 埋弧焊 | 埋弧焊 | 1.0 |
| 131 | MIG | 金属惰性气体(Ar)—铝、不锈钢 | 0.8 |
| 135 | MAG | 金属活性气体(CO₂/Ar+CO₂)—碳钢 | 0.8 |
| 136 | FCAW-G | 药芯+活性气体 | 0.8 |
| 137 | FCAW-G | 药芯焊丝+惰性气体 | 0.8 |
| 138 | MCAW | 金属芯导线+活性气体 | 0.8 |
| 141 | 氩弧焊 | 钨极惰性气体保护焊(GTAW) | 0.6 |
| 15 | 等离子体 | 等离子弧焊 | 0.6 |
| 311 | OAW | 氧乙炔焊接 | 0.45 |
| 42 | 摩擦 | 摩擦焊接 | — |
| 52 | 激光 | 激光束焊接 | 0.9 |
热输入 Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000),单位为 kJ/mm。它控制冷却速度,从而决定焊缝的显微组织、硬度、韧性和热影响区宽度。
过高 → 晶粒粗化、韧性降低、变形过大。过低 → 未熔合、存在氢致裂纹风险。
依据 EN 1011-1:SAW = 1.0,SMAW/MIG/MAG/FCAW = 0.8,TIG = 0.6。SAW 最高,因为焊剂层几乎封住了全部热量。TIG 的裸露电弧向外辐射损失的热量更多。
t8/5 是热影响区从800°C冷却到500°C所需的时间。该温度区间对碳钢的相变至关重要。t8/5 较短(< 5 s)→ 形成马氏体。t8/5 较长(> 25 s)→ 组织较软,但可能偏脆。
IIW公式:CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15。请输入材料检验证书上的数值,或使用“钢号等效”计算器按牌号估算。
当 CE > 0.35、板厚 > 25 mm 或氢含量较高时需要预热。预热可减缓冷却,防止氢致裂纹和马氏体形成。典型范围:75–250°C,视 CE 和板厚而定。
本页所述的操作流程由 Vibromera 团队使用 Balanset-1A(一款用于现场转子平衡的便携式双通道动平衡仪及振动分析仪)开发并经过实地测试。
用于工业应用的专业仪器。
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko是一名振动分析工程师,也是Vibromera的创始人兼首席执行官。 15年多来,他一直在现场——而非在试验台上——为旋转设备进行平衡:粉碎机、工业风机、破碎机、离心机、轴和主轴。正是这些实际工作催生了Balanset系列仪器——它们被设计为一种专业人员可以随身携带到机器旁、在现场独立使用的工具,而非实验室设备。 Vibromera成立于2017年,自2023年起总部设于葡萄牙波尔图。Balanset系列产品的研发、组装与支持均在此完成。旗舰产品是Balanset-1A,一款用于单平面及双平面平衡和振动诊断的便携式分析仪。 Nikolai亲自参与客户支持工作,处理各种棘手的平衡案例,并参与软件开发。他以任何语言为全球客户提供服务。