معلوم بودن و سیستم واحد

(2-18)

شکل 2-1 پروفیل گوسی متحرک در حین جوشکاری ]4[.
Widget not in any sidebars

در تمام فرآیندهای جوشکاری با قوس الکتریکی و الکترود، قسمتی از حرارت ایجادشده توسط قوس صرف ذوب کردن سیم جوش می‌شود. با معلوم بودن نرخ تغذیه سیم جوش و دمای قطرات سیم جوش ذوب‌شده به هنگام ورود به حوضچه مذاب، گرمای جذب‌شده از قوس الکتریکی توسط سیم جوش قابل محاسبه است. این گرما برابر با سطح زیر منحنی گرمای ویژه – دما ( ) میان دمای اتاق و دمای قطرات مذاب الکترود است به اضافه گرمای نهان ذوب که به خاطر رسیدن دما به مرحله تغییر فاز به آن اضافه می‌گردد. مقدار انرژی گرمایی گرفته‌شده از قوس الکتریکی توسط سیم جوش برابر است با:
(2-19)
که در آن گرمای ویژه، اختلاف دما، گرمای نهان ذوب و نرخ ذوب شدن سیم جوش است که با معلوم بودن قطر سیم جوش و سرعت ذوب شدن آن از رابطه زیر حساب می‌شود:
(2- 20)
در این رابطه، قطر سطح مقطع سیم جوش و سرعت ذوب شدن آن است. در صورت بکار بردن سیستم واحد SI مقدار بر حسب (W) خواهد بود. انرژی خالصی که به صورت شار حرارتی به ورق و حوضچه مذاب داده می‌شود با کم کردن این مقدار از کل انرژی قوس الکتریکی، تعیین می‌گردد.
ت
(2-21)
در اینجا گرمای تولیدی توسط قوس در یک روش جوشکاری خاص است که با استفاده از رابطه زیر قابل محاسبه است:
م
(2-22)

که در آن اختلاف پتانسیل الکتریکی قوس بر حسب ولت و شدت جریان جوشکاری بر حسب آمپر است. مقدار انرژی به دست آمده از رابطه (2-21) به صورت شار حرارتی با توزیع گوسی به سطح فوقانی ورق که در معرض قوس الکتریکی است داده می‌شود. توزیع گوسی را می‌توان به صورت رابطه زیر بیان کرد:
(2-23)
که در آن:
(2-24)
در این رابطه‌ها ، شعاع قوس الکتریکی است. مشخصه تمرکز شدت قوس الکتریکی است و در تعیین توزیع گرمای ورودی، پارامتر بسیار حساسی است. تغییر مقدار شعاع قوس الکتریکی می‌تواند نتایج توزیع دمایی جوش را به مقدار زیادی تغییر دهد. با این حال اندازه‌گیری دقیق آن به صورت تجربی مشکل است.
سرعت حرکت و در واقع همان سرعت جوشکاری است و مسافتی است که پروفیل گوسی از آغاز جوشکاری تا لحظه t در روی محور x جابجا شده است. اگر از سیستم واحد SI استفاده شود، مقدار شار حرارتی به دست آمده از رابطه (2-24) بر حسب ( ) خواهد بود. در شکل 2-1 پروفیل گوسی متحرک نمایش داده ‌شده است.
مشکل اصلی این روش بارگذاری در این است که در اینجا فرض می‌شود که همه گرما به صورت شار حرارتی از روی سطح منطقه جوش داده‌شده و اطراف آن وارد جسم قطعه می‌گردد، با اینکه در عمل بخش زیادی از گرما از داخل شیار جوش و به وسیله ماده پر کننده جوش (فیلر) که در حالت مذاب است وارد جسم می‌گردد [5].