New method of calculating the amount of heat input to the weld

• Autorzy: Winczek Jerzy , Wojsyk Kwiryn

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2020.3/2

Warianty tytułu

PL

Nowa metoda obliczania ilości ciepła wprowadzanego do spoiny

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

New method of calculating the amount of heat introduced into the welded joint is presented. Instead of the previously used measure of heat input per unit length, heat input per unit volume was proposed. The proposed method and general formula are based on the basic technological parameters of the welding process (i.e. energy generated by the electric arc and welding speed) and the cross-sectional area of the fusion zone in the welded joint. A simplified method of calculating heat input per unit volume is presented by using simple formulas to calculate the surface area of the fusion zone in cross-section of the weld for the most common shapes in classic welding methods. The proposed general formula allows for a more accurate way of calculating the heat input per unit of volume depending on the the energy generated by the electric arc (e.g. for pulse current) and the surface area of the reinforcement and fusion zone using other direct measurement methods.

PL

Przedstawiono nową metodę obliczania ilości ciepła wprowadzanego do złącza spawanego. Zamiast poprzednio stosowanej miary wprowadzanego ciepła na jednostkę długości zaproponowano wprowadzane ciepło na jednostkę objętości. Proponowana metoda i ogólny wzór opierają się na podstawowych parametrach technologicznych procesu spawania (tj. energii wytwarzanej przez łuk elektryczny i prędkości spawania) oraz powierzchni przekroju strefy zgrzewania w złączu spawanym. Uproszczona metoda obliczania nakładu ciepła na objętość jednostkową jest przedstawiona za pomocą prostych wzorów do obliczenia pola powierzchni przekroju spoiny dla najczęstszych jej kształtów w klasycznych metodach spawania. Proponowany ogólny wzór pozwala na bardziej dokładny sposób obliczenia ilości wprowadzanego ciepła na jednostkę objętości spoiny w zależności od energii wytwarzanej przez łuk elektryczny (np. dla prądu impulsowego) i pola powierzchni strefy przetopienia przy użyciu innych metod pomiaru bezpośredniego.

Słowa kluczowe

EN

heat input per unit length; heat input per unit volume; weld geometry; fusion zone; actual electric arc power

PL

wprowadzane ciepło na jednostkę długości; wprowadzane ciepło na jednostkę objętości; geometria spoiny; strefa przetopienia; łuk elektryczny; energia

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 64, No. 3
• Strony: 23--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Winczek Jerzy

• Czestochowa University of Technology

autor

Wojsyk Kwiryn

• Czestochowa University of Technology

Bibliografia

• [1] Funderburk R.S. A look at the heat input. Welding Innovation, 1999, 16(1), 1–4.
• [2] Wojsyk K., Macherzyński M. Determination of heat input per unit length by method of measuring cross section fields. Institute of Welding Bulletin, 2016, 60(5),75-79.
• [3] Loos P. Europäischer Normentwurf über die Verarbeitung ferritischer Stähle. Schweissen & Schneiden, 1993, 45(1), 59-70.
• [4] Kensik R. Evaluation of welding energy per unit length in MIG/MAG processes. Weld. Tech. Rev., 2006, 78(9-10), 5-8.
• [5] Goldak J., Asadi M., Alena R.G. Why power per unit length of weld does not characterize a weld? Comput. Mater. Sci., 2010, 48, 390–401.
• [6] Kudła K., Wojsyk K. Welding energy and heat input in welding process. Weld. Tech. Rev., 2010, 82(12), 21-25.
• [7] Melfi T. New code requirements for calculating heat input. Welding J., 2010, 89(6), 61-63.
• [8] Liskevych O., Scotti A. Determination of the gross heat input in arc welding. J. Mater. Process. Technol., 2015, 225, 139–150.
• [9] Matkowski P., Nowacki J., Sajek A. The influence of welding heat input on the microstructure of joints of S1100QL steel in one-pass welding. Arch. Civ. Mech. Eng., 2016, 16, 777-783.
• [10] Nasir N.S.M., Razab M.K.A.A., Ahmad M.I., Mamat S. Influence of heat input on carbon steel microstructure. ARPN J. Eng. Appl. Sci., 2017, 12, 2689–2697.
• [11] Ostromęcka M. Effect of heat input on selected quality aspects of pulsed current GTAW joints. Weld. Tech. Rev., 2017, 89(6), 20-23.
• [12] Górka J., Janicki D., Fidali M., Jamrozik W. Thermographic assessment of the HAZ properties and structure of thermomechanically treated steel. Int. J. Thermophys., 2017, 38, 183. DOI 10.1007/ s10765-017-2320-9.
• [13] Wojsyk K., Macherzyński M., Lis R. Evaluation of the amount of heat introduced into the welds and padding welds by means of their transverse fields measurement in conventional and hybrid welding processes. Weld. Tech. Rev., 2017, 89(10), 67-82.
• [14] Sajek A., Nowacki J. Comparative evaluation of various experimental and numerical simulation methods for determination of t8/5 cooling times in HPAW process weldments, Arch. Civ. Mech. Eng., 2018, 18, 583-591.
• [15] Hrabe P., Choteborsky R., Navratilova M. (2009) Influence of welding parameters on geometry of weld deposit bead. Int. Conf. Economic Eng. Manufacturing Systems, Brasov, 26 – 27 November 2009, Regent, 10 3(27) 291-294.
• [16] Winczek J., New approach to modeling of temperature field in surfaced steel elements, Int. J. Heat Mass Tran., 2011, 54, 4702 – 4709.

Uwagi

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 19-22.