Spawanie polega na wykorzystywaniu energii elektrycznej do nagrzania stali, nadtopienia krawędzi, a następnie połączenia elementów za pomocą spoiwa. Ilość energii cieplnej wykorzystanej do tworzenia spoiny ma wpływ na jej jakości. Dlatego energia liniowa spawania jest jednym z najważniejszych parametrów, jakich muszą pilnować spawacze. Co to jest i jak ją obliczyć?
Energia liniowa spawania – jak ją obliczyć?
Energia liniowa spawania to wartość bardzo często podawana przy instrukcjach dla spawaczy. Określa się nią ilość ciepła, jaka zostaje użyta do stworzenia połączenia. Jest to niezwykle ważny parametr, mający wpływ na jakość łączenia, a także właściwości samego materiału po wykonaniu spawu. Energia liniowa oznaczana symbolem Q, obliczana jest na podstawie następującego wzoru:
Q=kUI v10-3 kJ/mm
Ze wzoru wynika, że energia liniowa spawania podawana jest w jednostce kJ/mm spawu. Do obliczenia potrzebne są następujące wartości:
- k – współczynnik sprawności cieplnej charakterystyczny dla danej metody spawania (najczęściej w granicach między 0,6, a 1);
- U – napięcie łuku spawalniczego (podawane w voltach [V]);
- I – natężenie prądu spawania (podawane w amperach [A]);
- v – prędkość wykonywania spawu (podawana w milimetrach na sekundę [mm/s])
Sposoby optymalnego ustawienia energii liniowej spawania
Na podstawie wzoru i tabeli współczynników sprawności cieplnej można łatwo obliczyć energię liniową spawania. Ponadto możliwe jest też regulowanie ustawień spawarki, w celu dostosowania maszyny do pracy operatora. Przykładowo, jeśli wykonanie spoiny wymaga większej precyzji i przebiega wolniej, wystarczy obniżyć napięcie łuku spawalniczego. Wówczas uda się utrzymać parametr na podobnym poziomie bez obaw o pogorszenie jakości spawu.
Dlaczego należy pilnować wartości energii liniowej spawania?
Parametr energii liniowej spawania nie jest podawany dla utrudnienia pracy spawaczom. Od ilości energii dostarczonej do spawu zależy prędkość nagrzewania materiału, a następnie jego schłodzenia po przesunięciu łuku. To przekłada się bezpośrednio na parametry techniczne materiału, a także jakość samego spawu.
Energia liniowa spawania obliczana jest dla ograniczenia problemów związanych z twardością spawanego materiału, a także samego spawu. Od ilości ciepła wprowadzonego do spawu zależy też ilość i rodzaj naprężeń, jakie powstają w czasie spawania. Ma też wpływ na takie parametry, jak prędkość wychłodzenia, udarność, maksymalna strefa wpływu ciepła, a także objętość przetopionej stali.
Odpowiednio obliczona energia liniowa spawania pozwala utrzymać optymalną jakość spawu. Utrzymując jej poziom, można też łatwiej przewidzieć zachowanie materiału, jak i samego spawu. Ma to zapewnić trwałość połączenia, maksymalną efektywność i bezpieczeństwo dla użytkowników gotowego produktu.
