Wärmeeinbringung beim Schweißen berechnen

Streckenenergie und Wärmeeinbringung

Die Streckenenergie ist die elektrische Leistung geteilt durch die Schweißgeschwindigkeit. Multipliziert mit dem thermischen Wirkungsgrad ergibt sie die Nettowärmeeinbringung. Bei 25 V, 200 A und 300 mm/min beträgt die Streckenenergie 1 kJ/mm. Mit 80 % Wirkungsgrad ergibt sich ein Nettowert von 0,8 kJ/mm.

Grenzen

Das Modell beschreibt eine Lage unter stationären Bedingungen. Beim Impulsschweißen muss die Momentanleistung gemessen werden. Vorwärmung, Zwischenlagentemperatur, Werkstoffumwandlungen und Grenzwerte der Verfahrenszulassung liegen außerhalb des Umfangs. Prüfen Sie Wirkungsgrad und zulässige Grenzen anhand der geltenden Schweißanweisung.

Die Geschwindigkeitsumrechnung offenlegen

Spannung mal Strom ergibt elektrische Leistung in Watt. Leistung ist Energie je Sekunde, daher zählt die Zeitbasis der Schweißgeschwindigkeit. Bei mm/min verändert eine vergessene Umrechnung von Minuten in Sekunden das Ergebnis. Prüfen Sie beim Vergleich von Streckenenergie und Nettowärmeeinbringung auch, ob der Wirkungsgrad berücksichtigt wurde.

Beispielsweise ergeben 24 V und 150 A eine Leistung von 3600 W. Eine Geschwindigkeit von 360 mm/min entspricht 6 mm/s. Die Streckenenergie beträgt damit 3600/6 = 600 J/mm = 0,6 kJ/mm. Ein beispielhafter Wirkungsgrad von 75 % ergibt netto 0,75 × 0,6 = 0,45 kJ/mm. Dieser Wirkungsgrad ist eine Rechenannahme, kein empfohlener Prozessfaktor.

Bei gleicher Leistung senkt höhere Geschwindigkeit die Energie je Länge im Modell. Allein daraus folgt keine Zulässigkeit der Naht. Bewerten Sie einzelne Lagen getrennt. Das Addieren der Wärmeeinbringung berechnet keinen Temperaturverlauf des Bauteils. Die Vorberechnung löst keine Temperatur für Werkstoff, Dicke, Vorwärmung oder Wartezeit zwischen den Lagen. Beurteilen Sie das Ergebnis zusammen mit der geltenden Schweißanweisung.

Häufige Fragen

Wie berechnet man die Wärmeeinbringung beim Schweißen in kJ/mm?

Bei beispielhaft 25 V Spannung, 200 A Strom, 300 mm/min Schweißgeschwindigkeit und 80 % thermischem Wirkungsgrad beträgt die Nettowärmeeinbringung 0,8 kJ/mm. Diese Vorberechnung teilt die elektrische Leistung durch die Schweißgeschwindigkeit und berücksichtigt den Wirkungsgrad. Vorwärmung, Zwischenlagentemperatur und Zulassungsgrenzen des Verfahrens sind nicht enthalten.

Mit diesen Werten berechnen