Method B: คำนวณจากสูตร

วิธีที่สองให้คำตอบจากสมการเดียว ผู้ใช้เห็นได้ทันทีว่าตัวแปรใดดัน preheat ขึ้นเท่าใด และต้องขยับคันโยกใดจึงได้ผลมากที่สุด

Method B อยู่ในภาคผนวก C.3 ของ EN 1011-2 มาตรฐานระบุว่าครอบคลุมเหล็กกลุ่ม 1 ถึง 4 และมาจากประสบการณ์กับเหล็กผสมต่ำความแข็งแรงสูงเป็นหลัก ผลลัพธ์คืออุณหภูมิ T_p ซึ่งเป็นค่าต่ำสุดก่อนเริ่มแนวแรก และเป็นค่าที่บริเวณรอยเชื่อมต้องไม่ต่ำกว่าตลอดการเชื่อม ในงานหลายแนว ค่านี้คือ interpass ต่ำสุดด้วย

สมการ

T_p = 697 × CET + 160 × tanh(d/35) + 62 × HD^0.35 + (53 × CET − 32) × Q − 328

CET เป็นร้อยละ d เป็นความหนาแผ่นเป็น mm HD เป็นไฮโดรเจนในเนื้อเชื่อมเป็น ml/100 g Q เป็น heat input เป็น kJ/mm ผลเป็น °C

สมการใช้กับเหล็กโครงสร้างที่ความต้านแรงครากถึง 1000 N/mm² และสมมติว่าความเค้นภายในบริเวณรอยเชื่อมเท่ากับความต้านแรงครากของโลหะชิ้นงานและเนื้อเชื่อม

ตัวอย่าง

เหล็กสมมติชนิดหนึ่งมี C 0.16 % Mn 1.45 % Cr 0.05 % Mo 0.02 % Ni 0.10 % Cu 0.15 % ได้ CET = 0.16 + (1.45 + 0.02)/10 + (0.05 + 0.15)/20 + 0.10/40 = 0.32 เชื่อมรอยต่อชนของแผ่นหนา 40 mm ด้วยลวดที่ให้ไฮโดรเจน 5 ml/100 g ที่ heat input 1.2 kJ/mm

แยกสมการเป็นสี่ส่วนตามที่มาตรฐานเขียนไว้ จะเห็นน้ำหนักของตัวแปรแต่ละตัว

ในตัวอย่างนี้ ส่วนผสมเป็นตัวดันหลัก ความหนาและไฮโดรเจนเพิ่มอีกเล็กน้อย และ heat input ดึงลงเล็กน้อย

ค่าประมาณ 116 °C นี้สูงกว่าที่หลายโรงงานใช้กับเหล็กโครงสร้างความหนาเดียวกัน สมการสมมติว่าความเค้นภายในสูงถึงความต้านแรงคราก และ Method B มาจากข้อมูลของเหล็กความแข็งแรงสูงเป็นหลัก สำหรับเหล็กคาร์บอน-แมงกานีสทั่วไป Method A อยู่ใกล้กับข้อมูลที่ใช้สร้างวิธีมากกว่า ดูบทที่ 8

ขยับคันโยกทีละตัว

ทุกแถวคำนวณจากสมการเดียวกัน โดยเปลี่ยนเฉพาะตัวแปรที่ระบุ

ตารางนี้ใช้ตอบคำถามเชิงบริหารได้โดยตรง แถวที่ห้าบอกว่าการเก็บลวดไม่ดีมีราคาเป็นกี่องศาของ preheat และแถวที่สองบอกว่าลวดที่แพงกว่าซื้อคืนได้กี่องศา

ผลเป็นลบหมายความว่าอะไร

สมการให้ค่าต่ำกว่าอุณหภูมิห้องหรือติดลบได้เมื่อ CET ต่ำ แผ่นบาง และไฮโดรเจนต่ำ ค่านั้นหมายความว่าไม่ต้อง preheat ไม่ได้หมายความว่าควรทำให้แผ่นเย็น และต้องตรวจก่อนว่าตัวแปรทุกตัวอยู่ในช่วงที่สมการใช้ได้

สี่เงื่อนไขที่ทำให้ผลใช้ได้

มาตรฐานระบุว่าค่าจากสมการใช้ได้เมื่อเงื่อนไขต่อไปนี้เป็นจริง

1. CET ของโลหะชิ้นงานสูงกว่าของเนื้อเชื่อมอย่างน้อย 0.03 % ถ้าไม่เป็นเช่นนั้น ต้องคำนวณจาก CET ของเนื้อเชื่อมบวก 0.03 %
2. รอยเชื่อมฉากแนวเดียว tack weld และแนวราก ยาวอย่างน้อย 50 mm ถ้าแผ่นหนาเกิน 25 mm ให้ทำ tack และแนวรากสองชั้นด้วยเนื้อเชื่อมที่อ่อนและเหนียว
3. ในแนวเติม ไม่ปล่อยให้เย็นระหว่างแนวจนกว่าความหนาของเนื้อเชื่อมจะถึงหนึ่งในสามของความหนาแผ่น ถ้าทำไม่ได้ ต้องลดไฮโดรเจนด้วย post-heating
4. เลือกลำดับการเชื่อมที่เลี่ยงการเปลี่ยนรูปพลาสติกมากในรอยเชื่อมที่ยังเติมไม่เต็ม

เงื่อนไขข้อแรกสำคัญกับเหล็กความแข็งแรงสูง เพราะลวดที่ความแข็งแรงเท่าแผ่นมักมีธาตุผสมไม่น้อยกว่าแผ่น ผู้คำนวณจึงต้องรู้ส่วนผสมของเนื้อเชื่อมด้วย

ตัวอย่าง: เหล็กสมมติความแข็งแรงสูงมี CET 0.34 หนา 60 mm ไฮโดรเจน 4 ml/100 g heat input 1.5 kJ/mm ได้ T_p ประมาณ 139 °C ถ้าเนื้อเชื่อมมี CET 0.33 ซึ่งต่ำกว่าแผ่นเพียง 0.01 ต้องคำนวณจาก 0.33 + 0.03 = 0.36 ได้ประมาณ 154 °C สูงขึ้น 15 °C

รอยเชื่อมฉาก

มาตรฐานระบุว่ารอยเชื่อมฉากชั้นเดียวมีความเค้นภายในต่ำกว่ารอยต่อชน ค่า preheat ที่หาไว้สำหรับรอยต่อชนจึงอาจสูงเกินไปประมาณ 60 °C สำหรับรอยเชื่อมฉากชั้นเดียว การใช้ข้อได้เปรียบนี้ขึ้นกับประสบการณ์ของผู้ผลิต ส่วนรอยเชื่อมฉากหลายชั้นมีสภาพความเค้นคล้ายรอยต่อชน ต้องใช้ค่าเดียวกัน

เริ่มโดยไม่ preheat

สำหรับรอยเชื่อมหลายชั้น มาตรฐานเปิดทางให้เริ่มโดยไม่ preheat ถ้าลำดับการเชื่อมทำให้ถึงและรักษา interpass ที่สูงพอได้ ทางนี้ต้องมีการวัด interpass จริง และแนวแรกยังเป็นแนวที่เสี่ยงที่สุดอยู่

ทางกราฟ

มาตรฐานมีกราฟของสมการเดียวกันให้อ่านแทนการคำนวณ ถ้า CET ของงานไม่ตรงกับกราฟ ให้แก้ 7.5 °C ต่อทุก 0.01 % ของ CET ที่ต่าง เมื่อมีเครื่องคิดเลข การคำนวณจากสมการตรงกว่าและตรวจย้อนได้ง่ายกว่า

คำถามท้ายบท

• เหล็กมี CET 0.30 แผ่นหนา 25 mm ลวดให้ไฮโดรเจน 8 ml/100 g heat input 1.0 kJ/mm คำนวณ T_p แล้วบอกว่าถ้าเปลี่ยนเป็นลวด 4 ml/100 g ค่าเปลี่ยนเท่าใด
• ผู้คำนวณใช้ CET จากใบรับรองของแผ่นอย่างเดียว ในงานเหล็กความแข็งแรงสูงที่ใช้ลวดความแข็งแรงเท่าแผ่น ผลที่ได้อาจผิดไปทางใด และเพราะอะไร