زمن التبريد t8/5 وفق EN 1011-2

كم ثانية يبقى المعدن بين 800 و500 درجة — الزمن الذي تتحدّد عنده بنية المنطقة المتأثّرة حراريًّا وصلادتها.

نزّل الرسم: SVG · PNG

ما الذي يدخل في الحساب

الطاقة الحرارية، وسُمك اللوح، ودرجة التسخين المسبق، ونوع الوصلة — فالوصلة التائية تسحب الحرارة في ثلاثة اتّجاهات لا اثنين، فتبرد أسرع من خطّ على لوح مكشوف عند المعايير نفسها.

المدى العملي

للفولاذ غير المسبوك وقليل السبائك يقع المدى المعتاد بين 5 و25 ثانية تقريبًا. دونها خطر التقسية، وفوقها خطر خشونة الحبيبات. والمدى الدقيق يأتي من مواصفة المادة لا من قاعدة عامّة.

علاقته بالتسخين المسبق

هما مقبضان لهدف واحد. إن خرج الزمن قصيرًا فارفع التسخين المسبق؛ وإن خرج طويلًا فاخفض الطاقة.

حدود الحساب

المعادلة تفترض سريانًا حراريًّا مثاليًّا في لوح متجانس. القطع ذات الشكل المعقّد والوصلات القريبة من الحافّة تنحرف عنها. عند الأعمال الحرجة يُقاس الزمن بمزدوجة حرارية لا يُحسب.

معاملا الشكل F2 وF3

في الوصلة على شكل T تعطي المواصفة F2 كمدى، ⁦0.45–0.67⁩. والحاسبة تأخذ القيمة العليا: تعطي t8/5 أطول، أي التقدير الأقلّ تحفّظًا — وهو ما يستحقّ التحقّق.

ما معنى الرقم الناتج

جدول t8/5 حسب الطاقة المُدخلة وسُمك اللوح

زمن التبريد للُحام تناكبي دون تسخين مسبق (⁦20 °C⁩)، محسوبًا بالمعادلات نفسها التي تستعملها الحاسبة — بما في ذلك الاختيار بين معادلة 2D و3D حسب سُمك الانتقال.

زمن t8/5 بالثواني للحام تناكبي (F = 0.9) عند درجة ابتدائية ⁦20 °C⁩. العلامة 3D تعني أن السُّمك فوق سُمك الانتقال وتنطبق المعادلة الثلاثية الأبعاد؛ ومن دون علامة الثنائية. والنافذة ⁦5–25 s⁩ كما في الحاسبة.

ماذا يُظهر الجدول

في اللوح الرقيق يزيد الزمن مع مربّع الطاقة: 6 mm عند 0.8 kJ/mm تعني 18.2 s، وعند 1.5 kJ/mm صارت 63.9 s — بعيدًا خارج نافذة ⁦5–25 s⁩، مع خطر نموّ الحبيبات. وفي اللوح السميك (علامة 3D) يكفّ السُّمك عن التأثير: 20 و30 mm عند 1.2 kJ/mm تعطيان 5.7 s نفسها، لأن الحرارة تتسرّب الآن في كل الاتجاهات. وهناك يزيد الزمن خطّيًّا مع الطاقة فقط، ويصعب إطالته دون تسخين مسبق.

أمثلة حساب

المثال 1: لوح 10 mm، ‏1.2 kJ/mm، دون تسخين

هذه قيم الحاسبة الافتراضية (لُحام تناكبي، F = 0.9). يخرج سُمك الانتقال 16.1 mm، فعند 10 mm تعمل معادلة 2D: t8/5 ≈ 14.7 s، بمتوسّط سرعة تبريد 300 / 14.7 ≈ 20.4 K/s. والنتيجة في وسط نافذة العمل.

المثال 2: اللوح نفسه بتسخين إلى 100 و⁦150 °C⁩

عند T₀ = 100 °C يرتفع الزمن إلى 21.1 s، وعند ⁦150 °C⁩ إلى 27.5 s فيتجاوز الحدّ الأعلى 25 s. وفي اللوح الرقيق يسهل الإفراط في التسخين: لـ10 mm بهذه الطاقة تكون ⁦150 °C⁩ أكثر من اللازم ما لم يفرضها الهيدروجين.

المثال 3: S355 بسُمك 20 mm بعد تسخين إلى ⁦120 °C⁩

دون تسخين تعطي 20 mm عند 1.2 kJ/mm ‏5.7 s (معادلة 3D) — عند الحدّ الأدنى تمامًا. والتسخين إلى ⁦120 °C⁩، وهو ما تعطيه حاسبة التسخين المسبق لـS355 بقطب روتيلي، يطيل الزمن إلى 7.6 s، ورفع الطاقة إلى 1.5 kJ/mm يوصله إلى 9.6 s. والرافعتان معًا تنقلان الوصلة إلى داخل النافذة بوضوح.

المثال 4: الـ10 mm نفسها في وصلات مختلفة

عند 1.2 kJ/mm و⁦20 °C⁩: خطّ على لوح (F = 1.0) — 16.4 s، ولُحام تناكبي (0.9) — 14.7 s، ولُحام زاوية في وصلة T ‏(0.67) — 11.0 s. ثلاثة ألواح تسحب الحرارة أسرع من لوحين، فتبرد وصلة T أسرع بالربع من الوصلة التناكبية من اللوح نفسه.

أي طاقة مُدخلة تختار لزمن t8/5 مطلوب

يمكن عكس المعادلات. مع تبديد 3D و⁦20 °C⁩ وF = 0.9 يتناسب الزمن مع الطاقة: t8/5 ≈ 4.76 · Q. وللحصول على 10 s في لوح سميك يلزم نحو 2.1 kJ/mm — كثير لتمريرة واحدة، ولهذا يُطال الزمن في القطع السميكة بالتسخين المسبق غالبًا. ومع تبديد 2D يزيد الزمن مع Q²: لـ10 mm t8/5 ≈ 10.2 · Q²، فتلزم لـ10 s نحو 1.0 kJ/mm، ولـ25 s نحو 1.56 kJ/mm. والطاقة من معاملات اللُّحام تحسبها حاسبة الطاقة المُدخلة.

معادلة 2D أم 3D: ممّ يتكوّن سُمك الانتقال

يزيد سُمك الانتقال مع الطاقة ومع درجة البدء. وللُحام تناكبي دون تسخين يبلغ 13.1 mm عند 0.8 kJ/mm، و16.1 mm عند 1.2، و18.0 mm عند 1.5، و23.2 mm عند 2.5 kJ/mm. فاللوح نفسه بسُمك 20 mm قد يكون «سميكًا» لتمريرة الجذر و«رقيقًا» لتمريرة ملء عريضة — والحاسبة تختار المعادلة عنك وتُظهر أيّها استعملت.

أخطاء شائعة في حساب t8/5

• طاقة القوس بدل الطاقة المُدخلة. يدخل المعادلة Q مع الكفاءة الحرارية للطريقة، لا U·I·60/(v·1000) وحده.
• الوحدات. Q بـkJ/mm؛ وإدخاله بـkJ/cm (عشرة أضعاف) يعطي أزمنة طويلة على نحو عبثي.
• T₀ للتمريرة الأولى على اللُّحام كلّه. في التمريرات اللاحقة تكون درجة البدء هي درجة ما بين التمريرات، وهي أعلى عادةً من التسخين المسبق.
• نوع وصلة خاطئ. وصلة T محسوبة كتناكبية تضخّم الزمن بنحو الثلث (المثال 4) — فيخرج التقييم متفائلًا أكثر من اللازم.
• نافذة واحدة لكل أنواع الفولاذ. ⁦5–25 s⁩ للفولاذ غير السبائكي ومنخفض السبائك؛ أمّا المُقسّى المُراجَع فمداه أضيق، من صحيفة المادة.

الكاتب: Dmitry Frolov, لحّام ومصنّع هياكل معدنية آخر تحديث: 28 سبتمبر 2026