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焊接的有关计算

第一章基本概念的有关计算一、焊条药皮质量系数

概念：焊条药皮质量系数即焊条与药芯（不包括无药皮的夹持端）的质量比。式中：Kb——药皮质量系数（%）；

m——药皮质量（Kg）；

o

m——焊芯质量（Kg）。

l

二、焊条药皮厚度分类

薄药皮焊条

厚药皮焊条

特厚药皮焊条三、熔敷系数

熔敷系数指熔焊过程中，单位电流、单位时间内，焊芯（或焊丝）熔敷在焊件上的金属量。

式中：?

H

——熔敷系数（g/Ah）；

m——熔敷焊缝金属质量（g）；I——焊接电流（A）；t——焊接时间（h）。

四、熔化系数

熔化系数指熔焊过程中，单位电流，单位时间内，焊芯（或焊丝）的熔化量。

式中：? ——熔化系数（g/Ah）；

p

m——焊芯原质量（g）；

o

m——焊后剩下焊芯质量（g）；

l

五、熔化速度

熔化速度指熔焊过程中，熔化电极在单位时间内熔化的长度或质量。

式中v

p

——熔化速度（mm/min）；

L ——焊条原长（mm）；

O

L——余下焊条头长度（mm）；T——焊接时间（min）。

例：某焊条长320mm，经过5min的焊接，剩下40mm的焊条头，求该焊条的熔化速度。

L ?L

解：v ? O =（320mm-40mm）/5min=56mm/min

p t

答：该焊条的熔化速度为56mm/min。六、熔敷速度

熔敷速度指熔焊过程中，单位时间内熔敷在焊件上的金属量。

式中：v

p

——熔敷速度（kg/h）；

M——焊后焊件的质量（kg）；

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m ——焊前焊件的质量（kg）；

0

t——焊接时间（h）。七、热输入

热输入指熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。式中：q——热输入（J/mm）；

U——电弧电压（V）；I——焊接电流（A）；V——焊接速度（mm/s）；

η——热效率（焊条电弧焊η=0.7～0.8；埋弧焊η=0.8～0.95；TIG焊η=0.5）。

例1：用焊条电弧焊焊接Q390（原15MnTi）钢时，为防止和减小焊接热影响区的过热区脆化倾向，要求焊接时热输入不超过30kj/cm。如果选择焊接电流为180A,电弧电压为28V，试计算焊接速度应为多少？

已知：I=180A；q=30kJ/cm；U=28V求：v=？

解：由q??UI/v取η=0.7

得：v=?UI/q=0.7?28?180/30000cm/s=0.118cm/s答：应选用的焊接速度为0.118cm/s。

例2：已知某钢材焊接过程中焊条电弧焊的电弧电压为26V，焊接电流为200A，焊接速度为0.2cm/s，试求其焊接热输入（η取0.8）。

已知：I=200A；v=0.2cm/s；U=26V；η=0.8求：q=？

解：q??UI/v=0.8?26?200/0.2kJ/cm=20.8kJ/cm

答：焊接热输入为20.8kJ/cm。

例3：某钢材在焊接过程中的最佳热输入为24kJ/cm，如果采用焊条电弧焊，选用电弧电压为24V，焊接速度为0.2cm/s，其焊接电流应选用多少（η=0.8）？

已知：q=24kJ/cm；U=24V;v=0.2cm/s；η=0.8求：I=？

解:由q??UI/v

得I=qv/(?U)=24?0.2?103/(0.8?24)?250A

答：电弧电压应是25V。八、熔合比

熔合比又称截面系数。熔合比指熔焊时，被熔化的母材部分在焊道金属中所占的比例

（如下图焊缝截面）

式中：θ——熔合比（%）；

A——填充焊丝（焊条）所占面积；

A

A——母材所占面积。

B

九、碳当量

碳当量即把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换算成碳的相当含量。它可作为评定钢材焊接性的一种参考指标。

国际焊接学会推荐：

日本JIS标准所规定的：

CE主要适用于中高强度的非调质低合金高强度钢（σb=500～900Mpa）。CE（JIS）主要适用于低碳调质低合金高强度钢（σb=500～1000Mpa）。

ω上述两个公式都适用于含碳量偏高的钢种（ ≥0.18%）。这类钢的化学成分（质量分数）范围

ω

c

如下：

例如：已知30CrMnSiA钢的化学成分如下，求其碳当量。

0.28～0.35 0.8～1.1 0.9～1.2 0.8～1.1 ＜0.3

解：? ?? ?1?

?1?

?1? ?1?

?1? ??

CE C

6 Mn

5 Cr

5 Mo 5 V

15 Ni Cu

=0.35%+1.1%/6+(1.1%+0+0)/5+(0.3%+0)/15=0.77%

答：30CrMnSiA钢的碳当量为0.77%。十、损失系数

损失系数指焊芯（