Kira parameter kimpalan yang optimum termasuk arus, voltan, kelajuan perjalanan, dan input haba berdasarkan ketebalan bahan dan proses kimpalan (MIG, TIG, Stick, Flux-Cored).
Input Haba (Q) = (V × I × 60) / (1000 × S)
Q = (V × I × 60) / (1000 × S)
Di mana:
V = Voltan (0 V)
I = Arus (0 A)
S = Kelajuan Perjalanan (0 mm/min)
Q = (0 × 0 × 60) / (1000 × 0) = 0.00 kJ/mm
Pengiraan Arus untuk MIG:
I = thickness × 40
I = 3 × 40 = 120 A
Pengiraan Voltan untuk MIG:
V = 14 + (I / 25)
V = 14 + (0 / 25) = 14.0 V
Pengiraan Kelajuan Perjalanan untuk MIG:
S = 300 - (thickness × 20)
S = 300 - (3 × 20) = 240 mm/min
Kalkulator kimpalan adalah alat penting untuk pengimpal dari semua tahap kemahiran, dari pemula hingga profesional berpengalaman. Kalkulator komprehensif ini membantu menentukan parameter kimpalan yang kritikal termasuk arus, voltan, kelajuan perjalanan, dan input haba berdasarkan ketebalan bahan dan proses kimpalan. Dengan mengira parameter ini dengan tepat, pengimpal dapat mencapai kimpalan yang lebih kuat dan konsisten sambil meminimumkan kecacatan dan mengoptimumkan kecekapan. Kalkulator kimpalan kami menyederhanakan pengiraan kompleks yang biasanya memerlukan pengalaman yang luas atau jadual rujukan, menjadikan kimpalan ketepatan dapat diakses oleh semua orang.
Sama ada anda bekerja dengan proses kimpalan MIG (Gas Inert Logam), TIG (Gas Inert Tungsten), Stick, atau Flux-Cored, kalkulator ini menyediakan parameter tepat yang diperlukan untuk aplikasi khusus anda. Memahami dan menerapkan parameter kimpalan yang betul adalah asas untuk menghasilkan kimpalan berkualiti tinggi yang memenuhi standard industri dan keperluan projek.
Parameter kimpalan adalah pembolehubah yang saling berkaitan yang mesti diseimbangkan untuk mencapai kualiti kimpalan yang optimum. Empat parameter utama yang dikira oleh alat ini adalah:
Input haba adalah ukuran kritikal tenaga terma yang disampaikan semasa kimpalan dan dinyatakan dalam kilojoule per milimeter (kJ/mm). Formula untuk mengira input haba adalah:
Di mana:
Input haba secara langsung mempengaruhi penembusan kimpalan, kadar penyejukan, dan sifat metalurgi kimpalan yang siap. Input haba yang lebih tinggi biasanya menghasilkan penembusan yang lebih dalam tetapi mungkin menyebabkan distorsi atau mempengaruhi zon terjejas haba (HAZ).
Arus kimpalan ditentukan terutamanya oleh ketebalan bahan dan proses kimpalan. Untuk setiap proses kimpalan, kami menggunakan formula berikut:
Di mana ketebalan diukur dalam milimeter. Formula ini memberikan titik permulaan yang boleh dipercayai untuk kebanyakan aplikasi standard.
Voltan mempengaruhi panjang dan lebar arc, mempengaruhi penampilan bead kimpalan dan profil penembusan. Voltan dikira berdasarkan arus kimpalan dan proses:
Di mana adalah arus kimpalan dalam ampere.
Kelajuan perjalanan merujuk kepada seberapa cepat torch atau elektrod kimpalan bergerak sepanjang sambungan. Ia diukur dalam milimeter per minit (mm/min) dan dikira sebagai:
Di mana ketebalan diukur dalam milimeter.
Kalkulator kimpalan kami direka untuk menjadi intuitif dan mesra pengguna. Ikuti langkah-langkah ini untuk mengira parameter kimpalan yang optimum untuk projek anda:
Pilih Proses Kimpalan: Pilih kaedah kimpalan anda (MIG, TIG, Stick, atau Flux-Cored) dari menu dropdown.
Masukkan Ketebalan Bahan: Masukkan ketebalan bahan yang anda kimpal dalam milimeter. Ini adalah faktor utama yang menentukan parameter kimpalan anda.
Lihat Hasil yang Dihitung: Kalkulator akan secara automatik memaparkan:
Sesuaikan Parameter jika Perlu: Anda juga boleh memasukkan nilai arus tertentu, dan kalkulator akan mengira semula parameter lain dengan sewajarnya.
Salin Hasil: Gunakan butang salin untuk memindahkan nilai yang dikira ke aplikasi lain atau nota.
Mari kita melalui contoh praktikal menggunakan kalkulator:
Untuk kimpalan MIG pada plat keluli 5mm:
Parameter ini memberikan titik permulaan yang kukuh untuk persediaan kimpalan anda.
Kalkulator kimpalan sangat berharga di pelbagai industri dan aplikasi:
Dalam persekitaran pembuatan, parameter kimpalan yang konsisten memastikan kualiti produk dan kebolehulangan. Jurutera dan kakitangan kawalan kualiti menggunakan kalkulator kimpalan untuk:
Untuk aplikasi struktur di mana integriti kimpalan adalah kritikal:
Dalam pembaikan dan pembuatan automotif:
Untuk bengkel rumah dan pengimpal hobi:
Proses kimpalan yang berbeza memerlukan pertimbangan parameter yang berbeza. Jadual di bawah membandingkan ciri-ciri utama:
Proses Kimpalan | Julat Arus | Aplikasi Tipikal | Ketebalan Bahan | Input Haba |
---|---|---|---|---|
MIG (GMAW) | 50-400 A | Fabrikasi umum, automotif | 0.5-6 mm | Sederhana |
TIG (GTAW) | 5-300 A | Kerja ketepatan, bahan nipis | 0.5-3 mm | Rendah |
Stick (SMAW) | 50-300 A | Pembinaan, kerja lapangan | 3-25 mm | Tinggi |
Flux-Cored (FCAW) | 75-350 A | Kerja luar, bahagian tebal | 3-25+ mm | Tinggi |
Walaupun kalkulator kami memberikan titik permulaan yang sangat baik, pendekatan alternatif termasuk:
Cadangan Pengeluar: Pengeluar peralatan dan bahan habis pakai kimpalan sering menyediakan carta parameter khusus untuk produk mereka.
Spesifikasi Prosedur Kimpalan (WPS): Untuk kerja yang mematuhi kod, dokumen WPS formal menetapkan parameter yang telah diuji dan diluluskan.
Penyesuaian Berdasarkan Pengalaman: Pengimpal yang mahir sering menyesuaikan parameter berdasarkan maklum balas visual dan auditori semasa kimpalan.
Sistem Pemantauan Lanjutan: Peralatan kimpalan moden mungkin termasuk sistem pemantauan parameter dan kawalan adaptif.
Sains pengiraan parameter kimpalan telah berkembang dengan ketara dari semasa ke semasa:
Pada hari-hari awal kimpalan moden, pemilihan parameter adalah berdasarkan percubaan dan kesilapan. Pengimpal bergantung pada pemeriksaan visual dan pengalaman untuk menentukan tetapan yang sesuai. Carta awal yang berkaitan dengan ketebalan bahan kepada arus muncul pada tahun 1930-an apabila kimpalan mula digunakan dalam aplikasi kritikal seperti pembinaan kapal.
Selepas Perang Dunia II, keperluan untuk kimpalan yang konsisten dan berkualiti tinggi membawa kepada pendekatan yang lebih saintifik. Organisasi seperti Persatuan Kimpalan Amerika (AWS) mula mengembangkan standard dan garis panduan untuk pemilihan parameter. Hubungan matematik antara sifat bahan dan parameter kimpalan ditetapkan melalui ujian yang meluas.
Pengenalan teknologi komputer membolehkan pengiraan dan pemodelan proses kimpalan yang lebih kompleks. Perisian mula menggantikan carta kertas, membolehkan lebih banyak pembolehubah dipertimbangkan secara serentak. Jurutera kimpalan kini dapat meramalkan bukan sahaja parameter tetapi juga kesan metalurgi dan potensi kecacatan.
Pengiraan parameter kimpalan hari ini menggabungkan pemahaman yang lebih maju tentang metalurgi, pemindahan haba, dan fizik arc. Kalkulator kimpalan digital dapat mengambil kira pelbagai pembolehubah termasuk:
Evolusi ini telah menjadikan kimpalan lebih mudah diakses sambil membolehkan kawalan yang lebih tepat untuk aplikasi kritikal.
Berikut adalah pelaksanaan pengiraan parameter kimpalan dalam pelbagai bahasa pengaturcaraan:
1// Pelaksanaan JavaScript kalkulator parameter kimpalan
2function calculateWeldingParameters(thickness, process) {
3 let current, voltage, travelSpeed, heatInput;
4
5 // Kira arus berdasarkan proses dan ketebalan
6 switch(process) {
7 case 'MIG':
8 current = thickness * 40;
9 voltage = 14 + (current / 25);
10 travelSpeed = 300 - (thickness * 20);
11 break;
12 case 'TIG':
13 current = thickness * 30;
14 voltage = 10 + (current / 40);
15 travelSpeed = 150 - (thickness * 10);
16 break;
17 case 'Stick':
18 current = thickness * 35;
19 voltage = 20 + (current / 50);
20 travelSpeed = 200 - (thickness * 15);
21 break;
22 case 'Flux-Cored':
23 current = thickness * 38;
24 voltage = 22 + (current / 30);
25 travelSpeed = 250 - (thickness * 18);
26 break;
27 }
28
29 // Kira input haba
30 heatInput = (voltage * current * 60) / (1000 * travelSpeed);
31
32 return {
33 current: current.toFixed(0),
34 voltage: voltage.toFixed(1),
35 travelSpeed: travelSpeed.toFixed(0),
36 heatInput: heatInput.toFixed(2)
37 };
38}
39
40// Contoh penggunaan
41const params = calculateWeldingParameters(5, 'MIG');
42console.log(`Arus: ${params.current} A`);
43console.log(`Voltan: ${params.voltage} V`);
44console.log(`Kelajuan Perjalanan: ${params.travelSpeed} mm/min`);
45console.log(`Input Haba: ${params.heatInput} kJ/mm`);
46
1# Pelaksanaan Python kalkulator parameter kimpalan
2def calculate_welding_parameters(thickness, process):
3 # Kira arus berdasarkan proses dan ketebalan
4 if process == 'MIG':
5 current = thickness * 40
6 voltage = 14 + (current / 25)
7 travel_speed = 300 - (thickness * 20)
8 elif process == 'TIG':
9 current = thickness * 30
10 voltage = 10 + (current / 40)
11 travel_speed = 150 - (thickness * 10)
12 elif process == 'Stick':
13 current = thickness * 35
14 voltage = 20 + (current / 50)
15 travel_speed = 200 - (thickness * 15)
16 elif process == 'Flux-Cored':
17 current = thickness * 38
18 voltage = 22 + (current / 30)
19 travel_speed = 250 - (thickness * 18)
20 else:
21 return None
22
23 # Kira input haba
24 heat_input = (voltage * current * 60) / (1000 * travel_speed)
25
26 return {
27 'current': round(current),
28 'voltage': round(voltage, 1),
29 'travel_speed': round(travel_speed),
30 'heat_input': round(heat_input, 2)
31 }
32
33# Contoh penggunaan
34params = calculate_welding_parameters(5, 'MIG')
35print(f"Arus: {params['current']} A")
36print(f"Voltan: {params['voltage']} V")
37print(f"Kelajuan Perjalanan: {params['travel_speed']} mm/min")
38print(f"Input Haba: {params['heat_input']} kJ/mm")
39
1// Pelaksanaan Java kalkulator parameter kimpalan
2public class WeldingCalculator {
3 public static class WeldingParameters {
4 public int current;
5 public double voltage;
6 public int travelSpeed;
7 public double heatInput;
8
9 public WeldingParameters(int current, double voltage, int travelSpeed, double heatInput) {
10 this.current = current;
11 this.voltage = voltage;
12 this.travelSpeed = travelSpeed;
13 this.heatInput = heatInput;
14 }
15 }
16
17 public static WeldingParameters calculateParameters(double thickness, String process) {
18 int current = 0;
19 double voltage = 0;
20 int travelSpeed = 0;
21
22 // Kira arus berdasarkan proses dan ketebalan
23 switch(process) {
24 case "MIG":
25 current = (int)(thickness * 40);
26 voltage = 14 + (current / 25.0);
27 travelSpeed = (int)(300 - (thickness * 20));
28 break;
29 case "TIG":
30 current = (int)(thickness * 30);
31 voltage = 10 + (current / 40.0);
32 travelSpeed = (int)(150 - (thickness * 10));
33 break;
34 case "Stick":
35 current = (int)(thickness * 35);
36 voltage = 20 + (current / 50.0);
37 travelSpeed = (int)(200 - (thickness * 15));
38 break;
39 case "Flux-Cored":
40 current = (int)(thickness * 38);
41 voltage = 22 + (current / 30.0);
42 travelSpeed = (int)(250 - (thickness * 18));
43 break;
44 }
45
46 // Kira input haba
47 double heatInput = (voltage * current * 60) / (1000 * travelSpeed);
48
49 return new WeldingParameters(current, Math.round(voltage * 10) / 10.0, travelSpeed, Math.round(heatInput * 100) / 100.0);
50 }
51
52 public static void main(String[] args) {
53 WeldingParameters params = calculateParameters(5, "MIG");
54 System.out.println("Arus: " + params.current + " A");
55 System.out.println("Voltan: " + params.voltage + " V");
56 System.out.println("Kelajuan Perjalanan: " + params.travelSpeed + " mm/min");
57 System.out.println("Input Haba: " + params.heatInput + " kJ/mm");
58 }
59}
60
1' Pelaksanaan Excel VBA kalkulator parameter kimpalan
2Function CalculateWeldingCurrent(thickness As Double, process As String) As Double
3 Select Case process
4 Case "MIG"
5 CalculateWeldingCurrent = thickness * 40
6 Case "TIG"
7 CalculateWeldingCurrent = thickness * 30
8 Case "Stick"
9 CalculateWeldingCurrent = thickness * 35
10 Case "Flux-Cored"
11 CalculateWeldingCurrent = thickness * 38
12 Case Else
13 CalculateWeldingCurrent = 0
14 End Select
15End Function
16
17Function CalculateWeldingVoltage(current As Double, process As String) As Double
18 Select Case process
19 Case "MIG"
20 CalculateWeldingVoltage = 14 + (current / 25)
21 Case "TIG"
22 CalculateWeldingVoltage = 10 + (current / 40)
23 Case "Stick"
24 CalculateWeldingVoltage = 20 + (current / 50)
25 Case "Flux-Cored"
26 CalculateWeldingVoltage = 22 + (current / 30)
27 Case Else
28 CalculateWeldingVoltage = 0
29 End Select
30End Function
31
32Function CalculateTravelSpeed(thickness As Double, process As String) As Double
33 Select Case process
34 Case "MIG"
35 CalculateTravelSpeed = 300 - (thickness * 20)
36 Case "TIG"
37 CalculateTravelSpeed = 150 - (thickness * 10)
38 Case "Stick"
39 CalculateTravelSpeed = 200 - (thickness * 15)
40 Case "Flux-Cored"
41 CalculateTravelSpeed = 250 - (thickness * 18)
42 Case Else
43 CalculateTravelSpeed = 0
44 End Select
45End Function
46
47Function CalculateHeatInput(voltage As Double, current As Double, travelSpeed As Double) As Double
48 If travelSpeed > 0 Then
49 CalculateHeatInput = (voltage * current * 60) / (1000 * travelSpeed)
50 Else
51 CalculateHeatInput = 0
52 End If
53End Function
54
55' Penggunaan dalam Excel:
56' =CalculateWeldingCurrent(5, "MIG")
57' =CalculateWeldingVoltage(CalculateWeldingCurrent(5, "MIG"), "MIG")
58' =CalculateTravelSpeed(5, "MIG")
59' =CalculateHeatInput(CalculateWeldingVoltage(CalculateWeldingCurrent(5, "MIG"), "MIG"), CalculateWeldingCurrent(5, "MIG"), CalculateTravelSpeed(5, "MIG"))
60
Walaupun mengoptimumkan parameter kimpalan untuk kualiti dan kecekapan adalah penting, keselamatan mesti sentiasa menjadi pertimbangan utama:
Input haba yang berlebihan boleh menyebabkan:
Kalkulator membantu mencegah isu ini dengan mengesyorkan parameter yang sesuai berdasarkan ketebalan bahan.
Arus dan voltan yang lebih tinggi biasanya menghasilkan:
Dengan menggunakan parameter yang dioptimumkan, pengimpal dapat meminimumkan bahaya ini sambil masih mencapai kimpalan berkualiti.
Peralatan kimpalan beroperasi pada tahap voltan dan arus yang berbahaya. Pemilihan parameter yang betul membantu mencegah:
Parameter yang tidak betul adalah penyebab utama kecacatan kimpalan, yang boleh menyebabkan kegagalan struktur:
Kalkulator kami menyediakan parameter yang meminimumkan risiko ini apabila diterapkan dengan betul.
Input haba adalah jumlah tenaga elektrik yang ditukarkan menjadi tenaga haba semasa kimpalan, diukur dalam kilojoule per milimeter (kJ/mm). Ia dikira menggunakan formula: Input Haba = (Voltan × Arus × 60) / (1000 × Kelajuan Perjalanan). Input haba adalah penting kerana ia mempengaruhi penembusan kimpalan, kadar penyejukan, dan sifat metalurgi kimpalan serta zon terjejas haba. Input haba yang terlalu sedikit boleh menyebabkan kekurangan penggabungan, sementara input haba yang berlebihan boleh menyebabkan distorsi, pertumbuhan bijirin, dan sifat mekanikal yang berkurangan.
Tanda arus terlalu tinggi:
Tanda arus terlalu rendah:
Ketebalan bahan adalah salah satu faktor yang paling penting dalam menentukan parameter kimpalan. Apabila ketebalan meningkat:
Kalkulator kami secara automatik menyesuaikan semua parameter berdasarkan ketebalan bahan yang anda masukkan.
Tidak, kedudukan kimpalan (datar, mendatar, menegak, overhead) memerlukan penyesuaian parameter:
Gunakan saranan kalkulator sebagai titik permulaan, kemudian sesuaikan untuk kedudukan jika perlu.
Komposisi gas pelindung mempunyai kesan yang ketara terhadap parameter kimpalan yang optimum:
Kalkulator kami menyediakan parameter untuk campuran gas standard; sesuaikan sedikit berdasarkan gas pelindung khusus anda.
Sumber kuasa Arus Tetap (CC) mengekalkan arus yang agak stabil tanpa mengira variasi panjang arc. Ia biasanya digunakan untuk:
Sumber kuasa Voltan Tetap (CV) mengekalkan voltan yang ditetapkan sambil membenarkan arus berbeza berdasarkan kelajuan suapan wayar. Ia biasanya digunakan untuk:
Kalkulator mengambil kira perbezaan ini dalam saranan parameternya.
Kimpalan aluminium biasanya memerlukan:
Untuk aluminium, ambil saranan MIG atau TIG kalkulator dan tingkatkan arus sekitar 30%.
Porositi (gelembung gas dalam kimpalan) boleh disebabkan oleh:
Penyesuaian parameter untuk mengurangkan porositi:
Kelajuan suapan wayar (WFS) secara langsung berkaitan dengan arus kimpalan dalam kimpalan MIG dan flux-cored. Sebagai garis panduan umum:
Mesin kimpalan moden sering mempunyai program sinergi yang secara automatik menyesuaikan WFS berdasarkan arus yang dipilih.
Ya, parameter kimpalan secara langsung mempengaruhi kekuatan kimpalan:
Parameter yang disediakan oleh kalkulator kami direka untuk mengoptimumkan kekuatan kimpalan untuk aplikasi standard.
Persatuan Kimpalan Amerika. (2020). AWS D1.1/D1.1M:2020 Kod Kimpalan Struktur - Keluli. Miami, FL: AWS.
Jeffus, L. (2021). Kimpalan: Prinsip dan Aplikasi (ed. ke-8). Cengage Learning.
The Lincoln Electric Company. (2018). Buku Panduan Prosedur Kimpalan Arc (ed. ke-14). Cleveland, OH: Lincoln Electric.
Kou, S. (2003). Metalurgi Kimpalan (ed. ke-2). Wiley-Interscience.
TWI Ltd. (2022). "Mengira Input Haba." Diperoleh dari https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/heat-input
Persatuan Kimpalan Amerika. (2019). Buku Panduan Kimpalan, Jilid 5: Bahan dan Aplikasi, Bahagian 2 (ed. ke-10). Miami, FL: AWS.
The Welding Institute. (2021). "Parameter Kimpalan." Diperoleh dari https://www.twi-global.com/technical-knowledge/job-knowledge/welding-parameters
Miller Electric Mfg. Co. (2022). "Kalkulator Kimpalan MIG." Diperoleh dari https://www.millerwelds.com/resources/weld-setting-calculators/mig-welding-calculator
The Fabricator. (2021). "Sains Parameter Kimpalan." Diperoleh dari https://www.thefabricator.com/thewelder/article/arcwelding/the-science-of-welding-parameters
Hobart Institute of Welding Technology. (2020). Prosedur dan Teknik Kimpalan. Troy, OH: Hobart Institute.
Cuba kalkulator kimpalan kami hari ini untuk mengoptimumkan parameter kimpalan anda dan mencapai kimpalan berkualiti profesional setiap kali. Sama ada anda seorang pemula yang mencari panduan atau seorang profesional yang mencari kecekapan, kalkulator kami menyediakan parameter tepat yang anda perlukan untuk projek kimpalan yang berjaya.
Temui lebih banyak alat yang mungkin berguna untuk aliran kerja anda