焊接相關(guān)計(jì)算

焊接的有關(guān)計(jì)算第一章基本概念的有關(guān)計(jì)算一、 焊條藥皮質(zhì)量系數(shù)概念：焊條藥皮質(zhì)量系數(shù)即焊條與藥芯（不包括無(wú)藥皮的夾持端）的質(zhì)量比。式中：Kb——藥皮質(zhì)量系數(shù)（％）；m?！幤べ|(zhì)量（Kg）；mx——焊芯質(zhì)量（Kg）。二、 焊條藥皮厚度分類（1） 薄藥皮焊條（2） 厚藥皮焊條（3） 特厚藥皮焊條三、 熔敷系數(shù)熔敷系數(shù)指熔焊過(guò)程中，單位電流、單位時(shí)間內(nèi)，焊芯（或焊絲）熔敷在焊件上的金屬量。式中：H——熔敷系數(shù)（g/Ah）；m——熔敷焊縫金屬質(zhì)量（g）；焊接電流（A）；焊接時(shí)間（h）。四、 熔化系數(shù)熔化系數(shù)指熔焊過(guò)程中，單位電流，單位時(shí)間內(nèi)，焊芯（或焊絲）的熔化量。式中：ap——熔化系數(shù)（g/Ah）；mo——焊芯原質(zhì)量（g）；mz——焊后剩下焊芯質(zhì)量（g）；五、 熔化速度熔化速度指熔焊過(guò)程中，熔化電極在單位時(shí)間內(nèi)熔化的長(zhǎng)度或質(zhì)量。式中vp 熔化速度（mm/min）；L。 焊條原長(zhǎng)（mm）；L 余下焊條頭長(zhǎng)度（mm）；T 焊接時(shí)間（min）。例：某焊條長(zhǎng)320mm，經(jīng)過(guò)5min的焊接，剩下40mm的焊條頭，求該焊條的熔化速度。如L-L解：v= =（320mm-40mm）/5min=56mm/minpt答：該焊條的熔化速度為56mm/min。六、熔敷速度熔敷速度指熔焊過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)熔敷在焊件上的金屬量。式中：V——熔敷速度（kg/h）；pM 焊后焊件的質(zhì)量（kg）；m°焊前焊件的質(zhì)量（kg）；t 焊接時(shí)間（h）。七、熱輸入熱輸入指熔焊時(shí)，由焊接能源輸入給單位長(zhǎng)度焊縫上的熱能。式中：q 熱輸入（J/mm）；U——電孤電壓（V）；I——焊接電流（A）；V 焊接速度（mm/s）；n——熱效率（焊條電孤焊n=?；埋孤焊n=?；tig焊n=）。例1：用焊條電孤焊焊接Q390（原15MnTi）鋼時(shí)，為防止和減小焊接熱影響區(qū)的過(guò)熱區(qū)脆化傾向，要求焊接時(shí)熱輸入不超過(guò)30kj/cm。如果選擇焊接電流為180A，電弓瓜電壓為28V,試計(jì)算焊接速度應(yīng)為多少？已知：I=180A；q=30kJ/cm；U=28V求：v二?

解：由q解：由q=nUI/v取邛二得：v=nUI/q=0.7X28x180/30000cm/s=0.118cm/s答：應(yīng)選用的焊接速度為0.118cm/s。例2：已知某鋼材焊接過(guò)程中焊條電弧焊的電弧電壓為26V，焊接電流為200A，焊接速度為0.2cm/s，試求其焊接熱輸入（邛取）。已知：I=200A；v=0.2cm/s；U=26V；n二求：q二?解：q=nUI/v=0.8X26x200/0.2kJ/cm=20.8kJ/cm答：焊接熱輸入為cm。例3：某鋼材在焊接過(guò)程中的最佳熱輸入為24kJ/cm,如果采用焊條電弧焊，選用電弧電壓為24V,焊接速度為0.2cm/s，其焊接電流應(yīng)選用多少（n=）?已知：q=24kJ/cm；U=24V;v=0.2cm/s；n=求：I=?解：由q=nUI/v得 I=qv/（門(mén)U）=24x0.2x103/（0.8x24）=250A答：電弧電壓應(yīng)是25V。八、熔合比熔合比又稱截面系數(shù)。熔合比指熔焊時(shí)，被熔化的母材部分在焊道金屬中所占的比例（如下圖焊縫截面）式中：?！酆媳龋?）;A——填充焊絲（焊條）所占面積；Aab——母材所占面積。九、碳當(dāng)量碳當(dāng)量即把鋼中合金元素（包括碳）的含量按其作用換算成碳的相當(dāng)含量。它可作為評(píng)定鋼材焊接性的一種參考指標(biāo)。國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦：日本JIS標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的：CE主要適用于中高強(qiáng)度的非調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)度鋼（。b=500?900Mpa）。CE（JIS）主要適用于低碳調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)度鋼（ob=500?1000Mpa）。上述兩個(gè)公式都適用于含碳量偏高的鋼種（^。日％）。這類鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）范圍如下：例如：已知30CrMnSiA鋼的化學(xué)成分如下，求其碳當(dāng)量。????<解：①如+邪+1①+1①+1①+k+/CEC6Mn5Cr5Mo5V15NiCu二%+%/6+%+0+0)/5+%+0)/15=%答：30CrMnSiA鋼的碳當(dāng)量為％。十、損失系數(shù)損失系數(shù)指焊芯（或焊絲）在熔敷過(guò)程中的損失量與焊芯（或焊絲）原有質(zhì)量的百分比。式中：m——熔化焊芯（或焊絲）質(zhì)量（g）；m1——熔敷到焊縫金屬中焊芯（或焊絲）金屬質(zhì)量（g）；vpav 熔化電極金屬平均熔化速度（g/h）；vhav——熔化金屬平均熔敷速度（g/h）；%——熔化系數(shù)（g/Ah）；aH——熔敷系數(shù)（g/Ah）。由上述可見(jiàn)，熔敷速度才是反映焊接生產(chǎn)率的指標(biāo)。常用焊條的ap和ah見(jiàn)下表表常用焊條的ap和a^焊條型號(hào)焊條牌號(hào)熔化系數(shù)aP熔敷系數(shù)a^（g/Ah）負(fù)載持續(xù)率是表示焊接電源工作狀態(tài)的參數(shù)，在選定的工作時(shí)間周期內(nèi)（我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定500A以下的焊機(jī)工作時(shí)間周期為5min），負(fù)載工作的持續(xù)時(shí)間與全周期時(shí)間的比值介于0~1之間，可用百分?jǐn)?shù)表示。式中：dyn—負(fù)載持續(xù)率（％）；t 選定工作時(shí)間內(nèi)負(fù)載的時(shí)間（min）；T 選定的工作時(shí)間周期（min）。例1某焊機(jī)的額定焊接電流是300A，額定負(fù)載持續(xù)率是60%，求在工作周期內(nèi)焊機(jī)的連續(xù)負(fù)載時(shí)間。已知：七二300A;DYN=60%;工作周期T=5min求：連續(xù)負(fù)載時(shí)間t解：DY=-x100%NT

答：在工作周期內(nèi)連續(xù)負(fù)載時(shí)間為3min。不同實(shí)際負(fù)載持續(xù)率條件下，允許使用的輸出電流可按下式計(jì)算:式中：dyn——額定負(fù)載持續(xù)率（％）；DY——實(shí)際負(fù)載持續(xù)率（％）；IN——額定負(fù)載持續(xù)率時(shí)的額定焊接電流（A）；I——實(shí)際負(fù)載持續(xù)率時(shí)允許使用的焊接電流（A）。例2：某電焊機(jī)在額定負(fù)載持續(xù)率DYn=60%時(shí)的額定焊接電流J=300A。求實(shí)際負(fù)載持續(xù)率DY=80%時(shí)允許使用的焊接電流。已知：七=300A;DYn=60%;DY=80%。求：I解：1=DYniDY解：1=DYniDYnS'30置=259-8A答：當(dāng)負(fù)載持續(xù)率為80%時(shí)，允許使用的焊接電流為259.8A。答：例3：某電焊機(jī)在額定負(fù)載持續(xù)率DYn=60%時(shí)的額定焊接電流J=300A，求實(shí)際使用焊接電流為I=600A時(shí)，實(shí)際負(fù)載持續(xù)率為多少?已知：DYn=60%;In=300A;I=600A。求；DY

解：由I二解：由I二DYniDyn得DY=DYIn2=60%X3002=15%NI2 6002答：實(shí)際負(fù)載持續(xù)率DY為15%。例4：某電焊機(jī)額定負(fù)載持續(xù)率DYn=60%，而在實(shí)際負(fù)載持續(xù)率DY=15%時(shí)，允許使用的焊接電流I=600A，求該焊機(jī)的額定焊接電流七。已知：DYn=60%;Dy=15%;I=600A。求：IN解：由I=DYniDyn得：解：由I=DYniDyn得：600A=300A答：該焊機(jī)的額定焊接電流I=300A。N例5某電焊機(jī)額定焊接電流I「300A，當(dāng)實(shí)際負(fù)載持續(xù)率DY=15%時(shí)，允許使用的焊接電流I=600A，求該焊機(jī)的額定負(fù)載持續(xù)率DYn。已知：DY=15%；I=600A；In=300A。求：DYN解：由 I=、：DYnIDYn12 6002得DYn=DY一=15%X——=60%N答：該焊機(jī)的額定負(fù)載持續(xù)率為60%。例6：已知某電焊機(jī)額定焊接電流If300A，額定負(fù)載持續(xù)率DYn=60%，當(dāng)實(shí)際負(fù)載持續(xù)率DY=40%時(shí)，在5min周期內(nèi)焊接電流可持續(xù)幾分鐘？解：由DY=-X100%T得t=TDY=5minx40%=2min答：在40%實(shí)際負(fù)載持續(xù)率下，焊接周期為5min時(shí)，焊接電流可持續(xù)2min。第二章焊接基礎(chǔ)的有關(guān)計(jì)算一、熔池長(zhǎng)度熔化焊時(shí)，熔池的形成需要一定的時(shí)間，經(jīng)過(guò)這個(gè)時(shí)間以后，就進(jìn)入準(zhǔn)穩(wěn)定時(shí)期，這時(shí)的熔池形狀、質(zhì)量、尺寸等都不在發(fā)生變化。熔池的寬帶與深度是沿x軸連續(xù)變化的。在一般情況下，隨著焊接電流的增加、熔池最大深度增大，熔池的最大寬度相對(duì)減小，隨著電孤電壓升高，熔池最大深度減小，熔池最大寬度增加。熔池長(zhǎng)度L可由下式進(jìn)行近似估算：式中：L 熔池長(zhǎng)度（mm）；比例常數(shù)（mm/kV）；電弧功率（kW）；U——電弧電壓（V）；I——焊接電流（A）。C與焊接方法及焊接電流有關(guān)，見(jiàn)下表表C與焊接方法及焊接電流的關(guān)系焊接方法焊接電流I/AC/(mm/kW)焊條電弧焊100~300~埋弧焊150~370~5003000~TIG焊600MIG焊200~300~例：埋弧焊時(shí)，U=28V,I=300A，試求埋弧焊熔池的長(zhǎng)度（設(shè)C=4mm/kW）。解：L=CUI=4x10-3x28x300mm=33.6mm答：熔池長(zhǎng)度為33.6mm。二、熔池在液態(tài)存在的最長(zhǎng)時(shí)間tmax式中：L——熔池的長(zhǎng)度（cm）；焊接速度（cm/s）。例：不銹鋼氬弧焊，焊接電流為100A，電弧電壓為23V,焊接速度v=7.2m/h，求熔池存在的最長(zhǎng)時(shí)間（設(shè)C=2.27mm/kW）。解：L=CUI=X10-3X23X100mm=5.22mmtm=L/v=X1000/3600）s=答：熔池存在的最長(zhǎng)時(shí)間為。三、熔池平均存在時(shí)間tav熔池的質(zhì)量大小、電弧電壓、焊接速度、焊接電流以及熔池的幾何形狀及物理參量等，都將確定熔池平均存在時(shí)間七，熔池的幾何形狀及物理參量見(jiàn)下表式中：mp——熔池質(zhì)量（g）;P 熔池液態(tài)金屬的密度（g/cm3）；V 焊接速度（cm/s）；Aw——焊縫的橫截面積（cm2）。例：已知焊條電弧焊的熔池質(zhì)量m=3.2g，焊縫橫截面積aw=0.262cm2，焊接速度v=0.25m/s。p求熔池平均存在時(shí)間（設(shè)二7.8g/cm3）。解：t= p—= s=6.27savpvA7.8x0.25x0.262w答：熔池平均存在時(shí)間為。四、傳熱及冷卻在鋼板上進(jìn)行單道全熔透焊接時(shí)，離焊縫熔合線X?遠(yuǎn)處峰值溫度的計(jì)算公式:式中：c 體積比熱容（mm3XC）；5 焊接厚度（mm）；x——離焊縫熔合線的距離（mm）；t0——焊件初始溫度（°C）；q 焊接熱輸入（J/mm）；t——熔化溫度（C）。焊接方法焊接參數(shù)熔池長(zhǎng)度L（cm）焊縫橫截面積熔池質(zhì)量熔池表面積熔池平均存在時(shí)間熔池比表面積極性焊絲直徑I(A)U(V)V(cm/s)光焊絲正5140~23017~19~~~~1~~焊條電孤焊氧正5140~23026~~~~~~

化鐵型焊條埋弧焊不銹鋼焊絲HJ431、H18