Kalkulator energii liniowej (heat input)
Energia liniowa to główny parametr kwalifikowany w WPS i sprawdzany przy analizie wad. Decyduje o tym, jak szeroka będzie strefa wpływu ciepła i co stanie się ze strukturą materiału obok spoiny.
Wzór
Wg EN 1011-1 obliczenie przebiega w dwóch krokach.
Energia łuku: E = (U · I · 60) / (v · 1000),
kJ/mm, gdzie U to napięcie łuku w woltach, I — prąd
w amperach, v — prędkość spawania w mm/min.
Energia liniowa: Q = k · E, gdzie k
to sprawność cieplna procesu.
| Proces | ISO 4063 | k |
|---|---|---|
| Spawanie łukiem krytym drutem litym SAW | 121 | 1,0 |
| Spawanie łukowe elektrodą otuloną MMA · SMAW | 111 | 0,8 |
| Spawanie MAG drutem litym w osłonie gazu aktywnego MAG · GMAW | 135 | 0,8 |
| Spawanie MAG drutem proszkowym topnikowym FCAW | 136 | 0,8 |
| Spawanie TIG spoiwem litym TIG · GTAW | 141 | 0,6 |
| Spawanie plazmowe | 15 | 0,6 |
Punkty odniesienia
| Q, kJ/mm | Co to znaczy |
|---|---|
| < 0,5 | Szybkie stygnięcie, ryzyko struktur hartowniczych i pęknięć zimnych w SWC |
| 0,5–1,0 | Cienki materiał, ściegi graniowe, nierdzewka |
| 1,0–2,5 | Zakres roboczy dla większości procesów ręcznych na stali |
| > 2,5 | Grube ziarno w SWC, spadek udarności, odkształcenia |
Najprostszy sposób: zaznaczyć odcinek spoiny o długości 200 mm i zmierzyć stoperem, w ile sekund został przespawany. Prędkość w mm/min = 200 / czas w sekundach × 60. To jedyna wielkość we wzorze, której nie odczytasz z wyświetlacza spawarki.
Gdzie to jest potrzebne
- W instrukcji technologicznej. W WPS podaje się zakres energii liniowej, a przy kwalifikowaniu technologii wg EN ISO 15614 jej wartość rzeczywistą zapisuje się w protokole.
- Przy obliczaniu podgrzewania. Q wchodzi do wzoru na temperaturę podgrzewania wstępnego — jest on w kalkulatorze równoważnika węgla.
- Przy analizie wad. Pęknięcia w SWC i spadek udarności niemal zawsze sprowadzają się do wyjścia poza zakres.
Częste pytania
Czym energia liniowa różni się od energii łuku?
Energia łuku to cała moc elektryczna podzielona przez prędkość. Energia liniowa (heat input) to tylko ta część, która faktycznie weszła w materiał: energia łuku pomnożona przez sprawność cieplną procesu. Dla MMA i MIG/MAG wynosi ona 0,8, dla TIG — 0,6, dla spawania łukiem krytym — 1,0.
Co się stanie, jeśli energia liniowa będzie za duża?
Strefa wpływu ciepła się poszerza, ziarno rośnie, udarność spada, element się odkształca. Na nierdzewce dochodzi ryzyko korozji międzykrystalicznej, na stalach niskostopowych — utrata wytrzymałości w SWC. Dlatego w WPS niemal zawsze stoi górna granica.
A jeśli za mała?
Materiał stygnie szybko, w SWC powstaje struktura hartownicza, a razem z wodorem daje to pęknięcia zimne. Dolna granica jest szczególnie ważna przy grubym materiale i stalach o wysokim równoważniku węgla — tam kompensuje się ją podgrzewaniem wstępnym.
Aktualizacja: