ฟิสิกส์การเชื่อมและการตัด ตอนที่ 8

ฟิสิกส์การเชื่อมและการตัด ตอนที่ 8

เอกสารอ้างอิง

Kathy Sinnes. (2018) Welding handbook. 10Th Ed. Vol, 1. Welding and cutting science and technology. American welding society. Miami. USA.

The melting efficiency, f₂, ซึ่งระบุลักษณะของ weld pass หมายถึงปริมาณความร้อนตามทฤษฎี (theoretical quantity of heat) ในการหลอมละลาย weld deposit per unit length หารด้วย net energy input ที่ป้อนจากแหล่งความร้อน แสดงดังต่อไปนี้

melting efficiency (f2) เท่ากับผลคูณของ melting enthalpy (Q) กับพื้นที่หน้าตัดของแนวเชื่อม (Aw) หารด้วย net energy input (Hnet) หรือเขียนได้อีกแบบว่าเท่ากับ QAwv หารด้วย f1P โดยที่ f2 คือ melting efficiency, Q คือ melting enthalpy มีหน่วยเป็น joules per cubic millimeter (J/mm³), Aw คือพื้นที่หน้าตัดของแนวเชื่อม มีหน่วยเป็น square millimeters (mm²), v คือ travel velocity of heat source มีหน่วยเป็น millimeters per second (mm/s), Hnet คือ net energy input มีหน่วยเป็น joules per millimeter (J/mm), f1 คือ heat transfer efficiency และ P คือ total power of heat source มีหน่วยเป็น watts (W).

สำหรับ arc,  melting efficiency จะเป็นดังนี้

melting efficiency (f2) เท่ากับผลคูณของ melting enthalpy (Q) พื้นที่หน้าตัดของแนวเชื่อม (Aw) และ travel velocity ของแหล่งความร้อน (v) หารด้วยผลคูณของ heat transfer efficiency (f1) แรงดันอาร์กเชื่อม (V) และกระแสอาร์กเชื่อม (I) กล่าวคือ ประสิทธิภาพการหลอมขึ้นอยู่กับพลังงานที่ทำให้โลหะเกิดการหลอมจริง เทียบกับพลังงานไฟฟ้าที่ป้อนเข้าสู่กระบวนการเชื่อม โดยที่ Q มีหน่วยเป็น joules per cubic millimeter (J/mm³), Aw มีหน่วยเป็น square millimeters (mm²), v มีหน่วยเป็น millimeters per second (mm/s), V มีหน่วยเป็น volts (V) และ I มีหน่วยเป็น amperes (A) ส่วน f1 และ f2 เป็นค่าประสิทธิภาพที่ไม่มีหน่วย

The melting efficiency สำหรับการเชื่อมที่ทำภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด สามารถกำหนดได้หลังจากการเชื่อมโดยใช้สมการข้างต้น โดยทราบค่า melting enthalpy ของ metal welded, , the cross-sectional area of the weld, A_w, the energy input, H, และ heat transfer efficiency, f₁

melting efficiency (f2) กับ base metal thermal diffusivity (α), travel velocity ของแหล่งความร้อน (v) และ weld width (w) โดย f2 มีค่าเท่ากับ 1 หารด้วยค่าของ 8α/5vw แล้วบวก 2 ซึ่งหมายความว่า melting efficiency ขึ้นกับอัตราการแพร่ความร้อนของโลหะงานร่วมกับความเร็วการเคลื่อนที่ของแหล่งความร้อนและความกว้างแนวเชื่อม กล่าวคือ เมื่อ α, v และ w เปลี่ยนไป ค่าประสิทธิภาพการหลอมก็จะเปลี่ยนตาม โดย α มีหน่วยเป็น square millimeters per second (mm²/s), v มีหน่วยเป็น millimeters per second (mm/s) และ w มีหน่วยเป็น millimeters (mm).