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2013/6/7
   1.2 溶接熱履歴計算式  


  ●<Rosenthal式に有限板厚と板表面熱伝達効果を加えた式:

  
     

ここで、
 T: 温度 (ºC)
 Tph:予熱パス間温度 (ºC)
  :外気温度 (ºC)
 Tw: 移動点熱源による温度上昇

 x: 溶接線方向座標(cm)
 z: 板厚方向座標(cm)
 y: 溶接線方向直角方向座標(cm)
 w: 溶接線方向移動座標 w = x-vt
 v: 溶接速度(cm/s)
 t: 原点.(x=y=z=0)を熱源が通過した後の時間 (s)

 R:
 Rn:
 Rn':
 Qp: 熱源のエネルギー  (cal/s)

 h: 板厚 (cm)

 : アーク熱効率 = 1.0 (SAW),  0.80 (SMAW, GMAW),  0.60 for GTAW
 
  : 溶接部での表面熱放散率 =0.0005cm/s (SAW),
                       =0.0020cm/s (SMAW, GMAW, GTAW)
  : 溶接部の外の表面熱放散率  (=0.0020cm./s)

 r: 板表面での熱反射率 =0.90 (SAW),  =0.80 (SMAW, GMAW, GTAW)

  : 熱伝導率 =0.06+0.000012 HI (cal/cm s)

  : 熱拡散率 =0.042+0.000016 HI (cm cm/s)

  E: アークエネルギー E = 60 A V /v (J/cm)

  HI: 溶接入熱 HI = E (J/cm)

  A: 溶接電流 (A)
  V: 溶接電圧  (V)

 上記の溶接熱伝導式は、板表面での熱反射率、rを導入しているので数学的には正しくない。
 rの導入は計算値を実験結果に近似させるためである。本計算結果と実験結果(百合岡他:溶接学会論文集、22(2004) No.1 p.53)の比較をを以下に示す。