محاسبه وزن جوش مصرفی

وزن جوش مصرفی به این صورت است که محاسبه حجم جوش یکی از نخستین گام هایی است که برای برآورد هزینه جوشکاری انجام می‌گیرد. با این اطلاعات، با دانستن نرخ رسوب فرایند، میسر خواهد شد که زمان قوس (طول مدت زمانی که یک قوس فلز جوش را ذوب کرده و رسوب می‌دهد) و مقدار مواد مصرفی جوشکاری لازم برای پر کردن اتصال تعیین شود.

هر دوی این‌ها برای محاسبه هزینه نهایی جوشکاری ضروری هستند.

تعیین حجم جوشکاری نیازمند دانشی از محاسبات هندسه پایه برای تعیین مساحتی است که جوشکاری انجام می‌شود، ضرب در طولی که آن مساحت جوش خواهد داشت. پس نخستین گام برای محاسبه حجم، پیدا کردن سطح مقطع اتصال است.

برای جوش‌های نبشی یا یک اتصال طرح تک پخ 45 درجه، این امر نسبتا ساده خواهد بود،  اما محاسبات زمانی  که سطح مقطع پیچیده تر شود، دشوارتر خواهد شد.  شکل زیر نشان می‌دهد که این محاسبات برای یک جوش نبشی با طول ساق برابر چه قدر ساده است، مساحت چنین جوشی برابر است با نصف یک مربع به طول ضلعی برابر با Z.

هنگامی که از این رابطه استفاده می‌کنید، فراموش نکنید که جوشکاران به ندرت دقیقا اندازه جوشی که در نقشه یا رویه جوشکاری مطرح شده است، را رسوب می‌دهند بنابراین این جوش با مقداری جوش اضافی در وجه جوش همراه خواهد بود.

یک جوش نبشی نامتقارن، اندکی دشوارتر است، مساحت مثلث به صورت قاعده Z₂ در ارتفاع Z₁ تقسیم بر 2 به دست می آید، پس هنگامی که جوش نبشی با طول‌های ساق نابرابر رسوب داده می‌شود، مساحت را می‌توان با ضرب گلویی یعنی a در طول وجه l تقسیم بر 2 به دست آورد، همانطور که در شکل  زیر نشان داده شده است:

خب حالا نوبت جوش شیاری است ، محاسبات اندکی پیچیده تر می‌شود. سه عامل در تعیین حجم یک جوش شیاری V تک وجود دارد. این ها عبارتند از زاویه پخ b، فلز جوش اضافی و شکاف شیاری g، همانگونه که در شکل  زیر (چهار مساحت ازیک جوش شیاری V تک) نشان داده شده است. برای محاسبه مساحت این جوش مانیاز داریم که مساحت چهار بخش را با هم دیگر جمع کنیم، همانگونه که در شکل زیر نشان داده شده است:

• بُعد  c با استفاده از  (tan b X t) به دست می‌آید.
• مساحت ناحیه مثلثی سرخ، بنابراین برابر است با t(tan b X t)/2 .
• مساحت کل دو ناحیه سرخ بایک دیگر جمع میشود تا مساحت نواحی سرخ به دست بیاید یعنی t(tan bX t).
• پهنای گُرده جوش w به این صورت محاسبه میشود که   W= 2(tan b X t) + g
• پس مساحت جوش گرده تقریبا برابر خواهد بود با  (W X h) تقسیم بر 2 .
• مساحت حاصل مستطیل ریشه جوش با ضرب پهنای ریشه در ضخامت به دست می آید  g X t

زوایا پخ معمول مورد استفاده این‌ها هستند:
° tan10°= (0.176)
tan15° = ( 0.268)
tan 22.5° = ( 0.414)
tan 32.5° = (0.637)
tan45° = (1.00)

آشکار است که زمان محاسبه وزن، ساده تر خواهد بود که نقطه ممیز در جای درست باشد ، اگر قرار باشد سانتی متربه جای میلی متر به کار برده شود. بیایید یک مثال عملی در اینجا حل کنیم:

اگر ضخامت ورق 2.5 سانتی‌متر، شکاف ریشه جوش 0.3  سانتی‌متر، زاویه بین دو پخ 65 درجه ( در نتیجه b=65/2= 32.5  درجه، و tan 32.5=0.637) و ارتفاع گرده جوش 0.2cm باشد پس ماداریم:
   c = tan32.5 x 2.5 = 0.637 x 2.5 = 1.59cm
   w = 2(0.637x2.5) + 0.3 = 3.485cm
پس مساحت گرده برابر است با = (3.485x0.2) تقسیم بر 2 یعنی:   0.348 سانتیمترمربع
مساحت ناحیه نارنجی  2.5x0.3 = 0.75 سانتی‌مترمربع
جمع دو مساحت سرخ =  (1.59x 2.5) = 3.97 سانتیمترمربع
0.348+0.75+3.97=5.07
این مساحت مجموعی برابر با 5.07 سانتی‌متر مربع را به دست می‌دهد. اکنون می‌توان با ضرب طول جوش درمساحت، حجم جوش را به دست آورد. مطمئن شوید که این طول نیز برحسب سانتیمتر باشد. مرسوم است، این حجم به صورت سانتیمترمکعب بر متر خوانده شود پس در این جا حجم 5.07 cu.cm/m خواهد بود.

برای به دست آوردن وزن جوش دراین تصویر، باید آن در چگالی آلیاژ ضرب کرد. جدول زیر چگالی برخی از آلیاژهای رایجتر را برحسب گرم بر سانتی‌متر مکعب نشان می‌دهد. توجه کنید که برخی آلیاژ ها تغییرات عناصر میتواند به صورت محسوسی چگالی را دگرگون کند.

وزن فلز جوش برای پرکردن طولی از اتصال توصیف شده در بالا ، بنابراین برابر خواهد بود با  فولاد کربنی (507 ضربدر  7.86) = 3985gms  یا 3.98kgs/metre

 درآلیاژ آلومینیمی سری5XXX  (507 ضربدر  2.65) =1343gms, 1.34kgs/metre

محاسبه وزن جوش در یک اتصال طرحV دو طرف، از همین شیوه بهره می‌گیرد با این تفاوت که مساحت را به دو V منفرد تقسیم کرده و حاصل جمع را به دست می‌آورد. اگرچه یک آماده سازی طرح J ، مساحت دیگری را به این معادله اضافه می‌کند، نیم دایره ای در ریشه جوش، شکل زیر (طرح آماده سازی U) را نگاه کنید. رابطه به دست آمده دربالا برای  محاسبه C ، مساحت دو جز سرخ و هم چنین فلزجوش اضافی بدون تغییر باقی می‌ماند، اما پهنای گرده جوش باید به اندازه 2r اضافه شود. همچنین دو مساحت A  و B باید محاسبه شود و دو ناحیه شعاعی سفید رنگ بایستی به مجموع مساحت‌ها اضافه شود.

بنابراین روابط هندسیبه قرار زیر است:

•  c= (tan b x (t-r))  بنابراین مساحت دو ناحیه سرخ با این رابطه به دست می آید ((t-r)(tan b x (t-r)).

•   w( پهنای گرده جوش) :  w = 2(tan b x(t-r)) + g +2r.

• مساحت گرده جوش اضافی با این رابطه دست می آید : 2/ (w x h)

• مساحت A = (t-r) x (2r +g).
• مساحت B= g x r.
• مساحت ناحیه شعاعی= 4/(πr²)

برای آماده سازی U دوطرفه ، ضروری است که مساحت هر دوطرف محاسبه شده و با یک دیگر جمع شوند. با داشتن وزن محاسبه شده برای پر کردن اتصال آماده جوشکاری و سپس محاسبه وزن فلز پر کننده لازم ( این دولزوما یکسان نیستند) و تخمین زمان لازم برای رسوب فلز جوش میتوان به هزینه جوشکاری رسید.

حتما بخوانید:ماشین حساب وزن جوش نبشی