Calculator pentru timpul de răcire t8/5

Timpul în care îmbinarea trece de la 800 la 500 °C hotărăște ce structură rezultă în zona influențată termic. Este chiar parametrul pe care fișa tehnologică îl ascunde în spatele intervalului de energie liniară și al temperaturii de preîncălzire.

Descarcă schema: SVG · PNG

Formulele din EN 1011-2

Norma dă două formule, pentru că evacuarea căldurii are două regimuri.

Tridimensional — metal gros, căldura pleacă în toate direcțiile:
t8/5 = (6700 − 5·T₀) · Q · (1/(500−T₀) − 1/(800−T₀)) · F3

Bidimensional — tablă subțire, căldura se răspândește doar în plan:
t8/5 = (4300 − 4,3·T₀) · 10⁵ · Q²/d² · (1/(500−T₀)² − 1/(800−T₀)²) · F2

Care formulă se aplică hotărăște grosimea de tranziție — aceea la care ambele dau același rezultat. Calculatorul o determină singur și o arată lângă răspuns: sub ea lucrează formula 2D, peste ea cea 3D. La evacuarea tridimensională grosimea dispare din rezultat: nu mai are rost să adaugi metal.

Factorul de formă

O îmbinare evacuează căldura cu atât mai greu, cu cât se întâlnesc mai mulți pereți în același loc. Norma prinde asta în coeficienții din tabelul D.1.

Pentru îmbinarea în T norma dă F2 ca interval 0,45–0,67. Calculatorul folosește valoarea de sus: ea dă un t8/5 mai lung, deci o estimare mai puțin prudentă — tocmai pe aceea merită s-o verifici.

Pentru îmbinarea în T norma dă F2 ca interval. Calculatorul ia valoarea de sus: ea dă un timp de răcire mai lung, adică o evaluare mai puțin prudentă — și tocmai aceasta trebuie verificată prin măsurare, nu cea sigură.

Ce timp e bun

Unde folosește

• La alegerea preîncălzirii. Dacă temperatura de preîncălzire a ieșit mare și nu ai cu ce încălzi, t8/5 arată cât trebuie recuperat din energia liniară.
• La calificarea procedurii. În raportul WPQR se trece energia liniară reală; conversia în t8/5 spune dacă reziliența și duritatea au șanse să iasă.
• La analiza fisurilor. O fisură la rece în ZIT este aproape întotdeauna un timp de răcire prea scurt împreună cu hidrogenul. Se verifică amândouă, nu doar marca electrodului.

Tabel t8/5 după energia liniară și grosimea tablei

Timpul de răcire pentru o cusătură cap la cap fără preîncălzire (20 °C), calculat cu aceleași formule ca și calculatorul — inclusiv alegerea între formula 2D și 3D după grosimea de tranziție.

Timpul t8/5 în secunde pentru cusătura cap la cap (F = 0,9) la temperatura inițială de 20 °C. Marcajul 3D — grosime peste cea de tranziție, calculează formula tridimensională; fără marcaj — cea bidimensională. Fereastra 5–25 s ca în calculator.

Ce se vede în tabel

La tabla subțire timpul crește cu pătratul energiei: 6 mm la 0,8 kJ/mm înseamnă 18,2 s, la 1,5 kJ/mm deja 63,9 s — mult în afara ferestrei de 5–25 s, cu risc de grăunte grosolan. La tabla groasă (marcajul 3D) grosimea nu mai contează: 20 și 30 mm la 1,2 kJ/mm dau aceleași 5,7 s, pentru că acum căldura pleacă în toate direcțiile. Acolo timpul crește doar proporțional cu energia și e greu de lungit fără preîncălzire.

Exemple de calcul

Exemplul 1: tablă de 10 mm, 1,2 kJ/mm, fără preîncălzire

Sunt valorile implicite ale calculatorului (cap la cap, F = 0,9). Grosimea de tranziție iese 16,1 mm, deci la 10 mm lucrează formula 2D: t8/5 ≈ 14,7 s, viteză medie de răcire 300 / 14,7 ≈ 20,4 K/s. Rezultatul e la mijlocul ferestrei de lucru.

Exemplul 2: aceeași tablă preîncălzită la 100 și 150 °C

La T₀ = 100 °C timpul urcă la 21,1 s, la 150 °C — la 27,5 s și trece deja de limita superioară de 25 s. La tabla subțire e ușor să exagerezi cu preîncălzirea: pentru 10 mm la această energie, 150 °C e prea mult dacă hidrogenul nu o cere.

Exemplul 3: S355 de 20 mm preîncălzit la 120 °C

Fără preîncălzire, 20 mm la 1,2 kJ/mm dau 5,7 s (formula 3D) — chiar la limita inferioară. Preîncălzirea la 120 °C, pe care calculatorul de preîncălzire o dă pentru S355 cu electrod rutilic, lungește timpul la 7,6 s, iar ridicarea energiei la 1,5 kJ/mm — la 9,6 s. Ambele pârghii împreună mută îmbinarea bine în interiorul ferestrei.

Exemplul 4: aceiași 10 mm în îmbinări diferite

La 1,2 kJ/mm și 20 °C: rând pe placă (F = 1,0) — 16,4 s, cap la cap (0,9) — 14,7 s, cusătură de colț în îmbinare în T (0,67) — 11,0 s. Trei table iau căldura mai repede decât două, așa că îmbinarea în T se răcește cu un sfert mai repede decât cea cap la cap din aceeași tablă.

Ce energie liniară alegi pentru un t8/5 dorit

Formulele se pot inversa. La flux 3D, 20 °C și F = 0,9 timpul e proporțional cu energia: t8/5 ≈ 4,76 · Q. Pentru 10 s la tabla groasă sunt necesari circa 2,1 kJ/mm — mult pentru o trecere, de aceea la piesele groase timpul se lungește mai degrabă prin preîncălzire. La flux 2D timpul crește cu Q²: pentru 10 mm t8/5 ≈ 10,2 · Q², deci 10 s cer circa 1,0 kJ/mm, iar 25 s circa 1,56 kJ/mm. Energia din parametrii de sudare o calculează calculatorul de energie liniară.

Formula 2D sau 3D: de ce depinde grosimea de tranziție

Grosimea de tranziție crește cu energia și cu temperatura inițială. Pentru o cusătură cap la cap fără preîncălzire este 13,1 mm la 0,8 kJ/mm, 16,1 mm la 1,2, 18,0 mm la 1,5 și 23,2 mm la 2,5 kJ/mm. Aceeași tablă de 20 mm poate fi „groasă” pentru trecerea de rădăcină și „subțire” pentru o trecere de umplere lată — calculatorul alege formula în locul tău și arată pe care a folosit-o.

Greșeli tipice la calculul t8/5

• Energia arcului în loc de energia liniară. În formulă intră Q cu randamentul termic al procedeului, nu simplul U·I·60/(v·1000).
• Unitățile. Q în kJ/mm; introdus în kJ/cm (de zece ori mai mult) dă timpi absurd de lungi.
• T₀ al primei treceri pentru toată cusătura. La trecerile următoare temperatura inițială e cea dintre treceri, de obicei mai mare decât preîncălzirea.
• Tip de îmbinare greșit. O îmbinare în T socotită cap la cap umflă timpul cu circa o treime (exemplul 4) — evaluarea iese prea optimistă.
• O singură fereastră pentru toate oțelurile. 5–25 s e pentru oțelurile nealiate și slab aliate; cele călite și revenite au un domeniu mai îngust, din fișa materialului.

Autor: Dmitry Frolov, sudor și confecționer metalic Actualizat: 28 septembrie 2026