焊接线能量的范围与计算方法
线能量
焊接电流——过小会使电弧不稳，造成未焊透、夹渣及焊缝成形不良等缺陷。焊接电流过大，易产生咬边、焊穿、增加焊件变形和金属飞溅量，也会使焊接接头的组织由于过热而发生变化。
电弧电压——焊条电弧焊的电弧电压主要由电弧长度来决定：电弧长度越长，电弧电压越高，降低保护效果，易产生电弧偏吹等。在焊接过程中，应尽量使用短弧焊接。 焊接线能量——熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝的能量。
焊接线能量：E＝P/v
其中：v——焊接速度（cm/min）
焊条电弧焊的焊接线能量与焊接电流、电弧电压及焊接速度有关，在保证不焊穿和成形良好的条件下，应尽量采用较大的焊接电流，并适当提高焊接速度，以提高焊接生成率
焊接线能量的计算过程如下：
有效热功率：P＝η×Po＝ห้องสมุดไป่ตู้×U×I
其中：
Po——电弧功率（J/s）
U——电弧电压（V）
I——焊接电流（A）
η —— 功率有效系数，焊条电弧焊为0.74～0.87、埋弧焊为0.77～0.90、交流钨极氩弧焊为0.68～0.85、直流钨极氩弧焊为0.78～0.85。无特别说明时，取中间值。
熔焊时由焊接能源输入给单位长度焊道上的热量，称为焊接线能量。
线能量的计算公式：
q = IU/υ
式中：I—焊接电流 A
U—电弧电压 V
υ—焊接速度 cm/s
q—线能量 J/cm
焊接速度——过快，熔化温度不够，易造成未熔合、焊缝成形不良等缺陷；若焊接速度过慢，高温停留时间增长，热影响区宽度增加，焊接接头的晶粒变粗，力学性能降低，同时使焊件变形量增大。当焊接较薄焊件时，易形成烧穿。
焊接工艺规程
背部气
电特性：
电流种类：DC极性SP/RP电流范围（A）100~110
电压（A）Volts 12~24V钨极尺寸类型φ2.0mm
焊道层数
焊接方法
填充金属
电流
电压范围（V）
焊接速度cm/min
线能量KJ/cm
牌号
直径
类型/极性
安培（A）
1
GTAW
ER50-6
φ2.4
DCSP
100
12~13
5~7
页数
1 OF 2
焊接工艺评定报告编号PQR2000017
焊接方法GTAW+SMAW
操作类型（手工，自动，半自动）手工
焊接接头：
坡口形式承插焊接头垫板（材料及规格）
简图：
45°h
2
H1 1.5
2~3
母材：
材料标准ASME TP316类型或者牌号ASME TP316
类、组别号--与类、组别号相焊--
管子直径、厚度对接缝角焊缝H=3.05~4.57mmh=3~5mm
焊缝金属厚度范围：对接焊缝角焊缝高度3~5mm
其它
焊接材料
焊材类别
GTAW
SMAW
焊材标准
GB4242-84
GB/T985-95
焊材牌号
H0Cr19Ni12Mo2
A202
填充金属尺寸
φ2.5mm
φ3.2mm
其它
其它：１、焊接完后，应清除药皮，焊缝表面不得有飞溅、气孔、咬边等缺陷。
２、角焊缝高度务必满足要求。
焊道层数
焊接方法
填充金属
电流
电压范围（V）
焊接速度cm/min
线能量KJ/cm
(2021年整理)焊接冶金学(基本原理)
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绪论一、焊接过程的物理本质1。
焊接：被焊工件的材质（同种或异种)，通过加热或加压或二者并用,并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子问的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接.物理本质:1）宏观:焊接接头破坏需要外加能量和焊接的的不可拆卸性（永久性）2）微观：焊接是在焊件之间实现原子间结合.2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？从理论来讲，就是当两个被焊好的固体金属表面接近到相距原子平衡距离时，就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成金属键，达到焊接的目的.然而，这只是理论上的条件，事实上即使是经过精细加工的表面,在微观上也会存在凹凸不平之处,更何况在一般金属的表面上还常常带有氮化膜、油污和水分等吸附层。
这样，就会阻碍金属表面的紧密接触。
为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素，在焊接工艺上采取以下两种措施：1)对被焊接的材质施加压力目的是破坏接触表面的氧化膜,使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。
2)对被焊材料加热（局部或整体）对金属来讲,使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏,降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。
二、焊接热源的种类及其特征1) 电弧热：利用气体介质放电过程所产生的热能作为焊接热源。
2) 化学热：利用可燃和助燃气体或铝、镁热剂进行化学反应时所产生的热能作为热源。
焊接冶金基础
（2） 熔池质量和存在时间 熔池质量在几克到几十几克之间，取决于焊接方法。 熔池液态存在的时间取决于焊接方法、焊接规范等。
表 1-4 碳钢电弧焊时溶池最大存在时间
焊接方法
焊接规范
熔池最大存在时间
I ／(A) U (V) υ(m／h)
(s)
埋弧焊
575
36
50
840
37
41
20
1100
38
18
1560
2 短段多层焊：第一道焊缝仍处于高温时，进行第二 道焊缝的焊接。 短段多层焊适于焊接晶粒易长大而又 易于淬硬的钢种，尤其是用于铸铁补焊。
（五）焊接热循环调整方法
（1） 根据被焊金属选择合理焊接方法。
（2）合理选择工艺参数。在保证焊接质量 的前提下，尽量减少焊接线能量E。但高效 焊接往往是高E。
（3）对淬硬钢采取预热或缓冷措施。
焊接线能量 E = Q =ηUI vv
式中：E－焊接线能量J/cm； v－焊接速度cm/s。
（三） 焊接传热的基本方式
(1) 传导：金属固体的内部、焊缝对熔渣之间的热传递。 (2) 对流：液态金属和液态熔渣的内部热传递。 (3) 辐射：焊条端部对熔池、热金属对大气之间的热传递。
二、焊接温度场
指焊接某一区域某一瞬 间温度的分布。也可以说， 温度是空间某点位置和时间 的函数。
(2) 将金属加热到塑性状态，施加压力使接触面的氧化膜被破 坏。加热也增加原子的振动能，促进扩散和结晶过程的进 行。
(3) 通过液态中间材料，如粘结剂或低熔点金属，将两个固态 金属连接在一起。
(4) 因液态金属原子之间的距离很容易达到rA，所以加热熔化 金属，凝固后两块金属即可实现连接。
焊接方法分为：
焊接生热率
焊接生热率
焊接生热率是指焊接过程中，由于热源产生热量而没有被有效利用的部分，其中一部分热量损失于周围气体介质和飞溅中。
加热过程中，在一定条件下，热效率是一个常数，主要取决于焊接方法、焊接规范和焊接材料的种类（焊条、焊剂、保护气体等），而电流种类、电压、焊接速度等对焊接热效率也有一定影响。
焊接生热率的计算公式有多种，可以根据实际焊接和喷熔参数进行计算。
一种常用的计算公式是：生热率等于电弧有效功率除以所作用单元的体积。
具体来说，生热率等于电弧电压乘以焊接电流再除以焊接速度和加热斑点对应的焊缝金属体积的乘积。
此外，图4-6所示为焊接载荷加载流程图，其中生热率计算公式为：HG
GEN=HGEN=(A weld ×v×dt)，其中A weld为焊缝的横截面积，v为焊接速度，dt为每个载荷步的时间步长。
总之，焊接生热率是一个复杂的过程，其计算需要考虑多种因素。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的计算公式和方法，以获得准确的生热率数值。
焊接线能量计算公式和单位
焊接线能量计算公式和单位引言焊接是一种常见的金属连接技术，焊接过程中的能量计算是评估焊接效果和参数设置的重要指标之一。
本文将介绍焊接线能量计算公式和单位的相关知识，帮助读者了解焊接能量的计算方法。
能量计算公式焊接线的能量计算可以通过以下公式进行：能量=电流×电压×焊接时间其中，-能量表示焊接线的能量消耗，单位为焦耳（J）。
-电流表示焊接过程中的电流强度，单位为安培（A）。
-电压表示焊接电源的电压，单位为伏特（V）。
-焊接时间表示焊接的持续时间，单位为秒（s）。
焊接能量单位在焊接过程中，能量的单位通常使用焦耳（J）和焦耳/毫米（J/m m）。
焦耳（J）焦耳是国际单位制中能量和功的单位，在焊接中，焦耳常用于表示焊接线的能量消耗。
焊接过程中的焦耳计算公式如前所述。
焦耳/毫米（J/m m）焊接过程中，焦耳/毫米常用于表示单位长度的能量消耗，也可以作为焊接能量密度的指标。
计算公式如下：焦耳/毫米=能量/焊缝长度其中，-焊耳/毫米表示单位长度的能量消耗，单位为焦耳/毫米（J/mm）。
-能量表示焊接线的能量消耗，单位为焦耳（J）。
-焊缝长度表示焊接线的长度，单位为毫米（mm）。
示例假设一次焊接的电流为200A，电压为20V，焊接时间为10s，焊缝长度为100m m，我们可以计算焊接能量的具体数值和单位。
能量=200A×20V×10s=40000J焦耳/毫米=40000J/100m m=400J/m m通过以上计算，我们得出焊接能量为40000焦耳（J），焦耳/毫米（J/m m）为400。
结论本文介绍了焊接线能量计算公式和单位的相关知识。
焊接能量的计算对于评估焊接效果和参数设置非常重要，在实际焊接过程中需要根据具体情况进行计算。
掌握焊接能量的计算方法可以帮助焊接工程师更好地优化焊接工艺，提高焊接质量。
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大线能量焊接用钢的现状与发展讲解
大线能量焊接用钢板的应用领域
船舶
桥梁
高层建筑
海洋结构
石油储罐
球罐
国外大线能量焊接用钢的研究现状
造船
日本JFE公司的EH40船板钢的焊接 热输入量已经达到680kJ/cm，40 至100mm厚度的钢板可实现一道次 焊接成形，其焊接效率比传统方 法提高数十倍。
日本新日铁公司开发的EH40造船 钢板，其焊接热输入量能够达到 390 kJ/cm；
• 钢中第二相，包括传统意义上的夹杂物微细化及其形状 和分布状态的有效控制是未来钢铁材料科学与技术发展 的重要方向。
晶内针状铁素体含量与韧脆转变温度的关系
只有当HAZ组织中的针状铁素体含量达到50％以上 时，焊接热影响区才会显现出良好的低温韧性
HAZ部位奥氏体晶粒尺寸对韧性的影响 HAZ部位奥氏体晶粒细小有利于提高韧性
50mm
21mm
50mm
1水冷滑块 2金属熔池 3渣池 4焊接电源 5焊丝 6送丝轮 7导电杆 8引出板 9出水管 10金属熔滴 11进水管 12 焊缝 13起焊槽
普通热输入焊接：多道次、生产效率低
大热输入焊接：单道次、生产效率高，成本低
电渣焊焊缝
手工焊焊缝
1 大线能量焊接用钢的研究现状
近年，随着构件的大型化和大跨度化，使用低合金高强钢的下游企业为 提高施工效率和降低成本，逐步开始采用更为高效的大线能量焊接方法。 目前国内常见的大线能量焊接方法如下：
日本大线能量焊接用钢生产技术简介
日本大热输入焊接用钢的生产技术——氧化物冶金技术
新日铁的“HTUFF”技术：
使钢中形成纳米级Ca、Mg的氧化 物和硫化物粒子，细化奥氏体晶 粒的同时利用这些氧化物作为晶 内针状铁素体的形核点，提高大 热输入焊接CGHAZ的韧性。
计算题
计算题(A)1. [基础理论知识]0.75MPa为多少Pa？多少KPa？答:解：因1MPa=1000KPa=1000000Pa则： 0.75×1000000=750000Pa0.75×1000=750Kpa 答：0.75MPa=750000Pa=750KPa。
2. [基础理论知识]一条焊接用电缆线，测得在流过160A电流时两端电压为4V，求该电缆的电阻为多少？答:解：由I=U/R得R=U/I 则 R=4/160=0.025(Ω) 答：该电缆的电阻为0.025Ω3. [基础理论知识] 焊工进行埋弧焊时，施焊焊接电流为600A，电弧电压为38V，测得焊机外电路总电阻为0.03Ω，求施焊时焊机端电压为多少伏特？解：根据串联电路电压计算公式，得端电压U端=U弧＋IR外则 U端=38＋600×0.03=56(伏)答：施焊时电焊机端电压为56V。
4. [基础理论知识]当一电焊工工作时采用电流为180安培，他应选用焊条为多大？解：根据经验公式IKd式中I---焊接电流d------焊条直径K-----经验系数取45d＝I/K＝180/45＝4.0 答：应采用焊第为4.0。
5. [基础理论知识]通过人体的电流超过10mA时就有生命危险，已知某人最小电阻为1200Ω，试求此人的安全工作电压为多少？解：根据欧姆定律I=U/R，可知 U=IR=0.01×1200=12(V) 答：此人的安全电压为12V。
6. [基础理论知识]已知一个串联电路(纯电阻性电路)，其总电阻为25Ω,两端电压为100V，试求该电路中流过多大电流？解：根据欧姆定律I=U/R计算则I=100/25=4(A) 答：该电路中流过4A电流。
7. [工艺基本知识]用埋弧自动焊焊接δ=16mm的园筒，焊接规范为：I=750A，u=39V，v=34m/h，求此时的焊接线能量？解：线能量q=Iu/v=750×39×60^2/(34×10^3)=3097(J/mm) 答：此时焊接线能量为3097J/mm。
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焊接线能量的范围与计算方法
q = IU/υ式中：I电弧电压V υ线能量 J/cm
例如，板厚12mm，进行双面开Ⅰ形坡口埋弧焊，焊丝
ф4mm，I=650A，U=38V，υ=0、9cm/s。
，则焊接线能量q为: q= IU/υ=65038/0、9 =27444 J/cm
线能量综合了焊接电流、电弧电压和焊接速度三大焊接工艺参数对焊接热循环的影响。
线能量增大时，热影响区的宽度增大，加热到高温的区域增宽，在高温的停留时间增长，同时冷却速度减慢，决定焊接线能量的主要参数就是焊接速度，焊接电流，和电弧电压，所以从这个意义上讲，只要你确定了合理的焊接规范参数，就已经确定了合理的焊接线能量，所以并没有一个专门的定量的的焊接线能量的测定，除非有特别要求，工程技术上也不可能给一个线能量的具体数值来控制，而是由焊接规范控制的，不过焊接线能量可以通过电流和电压和焊速来计算。
但是没一种焊接方法，还有根据实际应用情况线能量都不同，所以这种计算必要性不大，只要你利用合理的焊接规范，一般就没什么问题个人认为理论上应该乘以热效率系数，但是从工程上来说这些都不是实用的东西焊接线能量熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝的能量。
焊接线能量的计算过程如下：有效热功率：P＝ηPo＝ηUI其中：Po电弧功率（J/s）U电弧电压（V）I焊接电流（A）η 功率有效系数，焊条电弧焊为0、74～0、
87、埋弧焊为0、77～0、
90、交流钨极氩弧焊为0、68～0、
85、直流钨极氩弧焊为0、78～0、85。
无特别说明时，取中间值。
焊接线能量：E＝P/v其中：v焊接速度（cm/min）列：
Q345E板焊接线能量经验数值小于等于39J/cm。
当今，他们在计算熔焊热输入时，不管电极是摆动还是不摆动，都使用同一公式，这是不适宜的。
在摆动焊时，焊道宽、焊速慢，用传统公式计算出的线能量就会比实际值大。
建议在计算摆动焊接的线能量时添加折减系数；或者，重新定义热输入。