Universal 溶接 Formula

Deposition Rate Calculator

Calculate 溶接金属 溶着速度 from ワイヤ送給速度, 電極径, wire density, and process efficiency. The 計算機 returns lbs/hr and kg/hr for GMAW and FCAW planning, with the ER70S-6 filler-metal reference tied to AWS A5.18 rather than a D1.1 表.

溶接工程ごとの業界標準の溶着速度計算式。

溶着速度の理解

溶着速度とは、アークオン時間1時間あたりに溶着される溶接金属の量を測定するもので、1時間あたりのポンド(lbs/hr)または1時間あたりのキログラム(kg/hr)で表されます。これは、生産溶接において最も重要な生産性指標であり、継手を充填し、次の継手に移行する速度を直接決定します。溶着速度が高いほど、溶接物あたりの労働時間が短縮され、溶接1フィートあたりのコストが低減され、プロジェクトの完了が迅速になります。

AWS D1.1:2025 条項 5.5に基づき、「溶接工程は、事前認定された工程(SMAW、SAW、GMAW(短絡移行を除く)、およびFCAW)のいずれかでなければならない。」

計算式は簡単です: DR = WFS x (pi/4 x d^2) x density x 60。ここで、WFSはワイヤ送給速度、dは電極径、densityはワイヤ材料の密度(炭素鋼の場合は0.283 lb/in^3)です。この計算機は計算を処理します — お客様は2つの入力のみが必要です。単位切り替えを使用して、ワイヤ送給速度をインチ/分(in/min)またはメートル/分(m/min)で入力してください。次に、ドロップダウンから電極径を選択してください — 一般的なサイズは、薄板金作業用の0.023インチから重構造用途向けの1/16インチまであります。溶接工程としてGMAWまたはFCAWを選択してください。FCAWの結果には、溶接金属にならないフラックスコア材料を考慮して、85%の溶着効率係数が含まれています。計算ボタンをクリックすると、結果が帝国単位とメートル法の両方で表示されます。

「溶着速度は、大量製作における生産性の最大の推進要因です — 溶着速度が20%向上すると、シフトあたりの溶接線長が直接20%増加します。」

— Widely cited in welding productivity literature, reflecting 製作 economics and arc-on time principles

溶着速度の意味

溶着速度は、アークオン時間1時間あたりに溶着される溶接金属の量(ポンドまたはキログラム)を示します。これは、ワイヤ送給速度、電極径、ワイヤ密度の3つの変数によって決まります。溶着速度が高いほど、1時間あたりに溶着される金属の量が多くなり、プロジェクトのコストとスケジュールに直接影響します。

実際には、溶着速度は継手をどれだけ迅速に充填できるかを決定します。電極径が大きく、ワイヤ送給速度が速いほど溶着は増加しますが、入熱も増加します。厚い断面の多層溶接では、母材の過熱やWPSパラメータの超過を避けるために、溶着速度と入熱およびパス間温度のバランスを取ることが不可欠です。

構造用鋼のGMAWの一般的な溶着速度は、ワイヤ径とWFSによって3〜12 lb/hrの範囲です。FCAWは、同じ電流でソリッドワイヤGMAWよりも一般的に高い速度を達成します。SAWはすべてのアーク溶接工程の中で最高の溶着速度を達成し、しばしば15 lb/hrを超え、工場製作における長くまっすぐな継手には最適な選択肢となります。

溶着速度は入熱に影響を与えます。入熱は、建設基準に従って衝撃試験が必要な場合、ASME Section IXにおける補助重要変数です。

「溶着速度はアーク溶接における基本的な生産性指標です。特定の継手体積の場合、溶着速度を2倍にするとアークオン時間は半分になります — そしてアークオン時間は、手動および半自動溶接における最大のコスト要因です。」

— 規格 welding engineering principle per AWS Welding Handbook, 10th Ed., Vol. 1, Ch. 12

よくあるご質問

溶着速度はどのように計算しますか?
溶着速度(DR)は、ワイヤ送給速度に電極の断面積を掛け、ワイヤ密度を掛け、さらに60を掛けたものです。完全な計算式は、DR = WFS x (pi/4 x d^2) x density x 60です。ここで、WFSはインチ/分単位のワイヤ送給速度、dはインチ単位の電極径、densityは炭素鋼の場合0.283 lb/in^3です。結果はポンド/時(lbs/hr)で表示されます。kg/hrに変換するには、0.4536を掛けます。この計算式は、アーク効率100%を仮定した理論上の溶着速度を示します。実際の溶着は、スパッタ損失、スタブエンドの無駄、およびアークオフ時間によって減少します。GMAWソリッドワイヤは通常95〜98%の溶着効率を達成しますが、FCAWは約85%です。これは、フラックスコアが溶着金属に寄与しないためです。生産計画では、計算された速度に予想される稼働率を掛けて、シフトあたりの実際の出力を推定します。
溶接における溶着速度に影響を与える要因は何ですか?
溶着速度を左右する主な変数は3つあります。ワイヤ送給速度、電極径、およびワイヤ密度です。ワイヤ送給速度は最も直接的な影響を与え — WFSを2倍にすると溶着速度も2倍になります。電極径は供給されるワイヤの断面積に影響を与え、面積は直径の2乗に比例するため、0.035インチから0.045インチのワイヤに変更すると、溶着は約65%増加します。ワイヤ密度は特定の合金で固定されています(炭素鋼の場合は0.283 lb/in^3、ステンレス鋼の場合は0.289 lb/in^3)。これらの計算式変数以外にも、溶接工程が重要です。FCAWとSAWは、同等のパラメータでGMAWよりも一般的に高い溶着速度を達成します。これは、より高い電流密度で稼働できるためです。シールドガス組成、コンタクトチップからワークまでの距離、および電極突出し量もアーク挙動と実効溶着に影響を与えます。生産においては、稼働率 — 実際にアークが発生している時間の割合 — が、理論上の速度が実際の出力にどれだけ変換されるかを決定します。
GMAWとFCAWの適切な溶着速度はどのくらいですか?
構造用鋼のソリッドワイヤGMAWの場合、一般的な溶着速度はワイヤ径とワイヤ送給速度によって3〜12 lbs/hrの範囲です。0.045インチのER70S-6ワイヤを300 in/minで使用する一般的な生産設定では、約8 lbs/hrを生成します。FCAWは、同等の電流でGMAWよりも一般的に高い溶着速度を達成します — 0.045インチのフラックス入りワイヤでは、一般的な速度は5〜14 lbs/hrです。FCAWの溶着速度が高いのは、良好なビードプロファイルを維持しながら、より高い電流密度と溶接速度で稼働できるためです。ただし、FCAWの溶着効率は低く(GMAWの95〜98%に対し約85%)、これはフラックスコアが溶接金属にならないためです。SAWは、すべての一般的なアーク工程の中で最高の溶着速度を達成し、しばしば15 lbs/hrを超え、継手形状が許す場合、工場製作における長くまっすぐな継手には最適な選択肢となります。
ワイヤ径は溶着速度に影響しますか?
はい、ワイヤ径は溶着速度に大きな影響を与えます。計算式が電極の断面積に依存し、断面積は直径の2乗に比例するためです。0.035インチのワイヤから0.045インチのワイヤに変更すると、断面積は約65%増加し、同じワイヤ送給速度で1時間あたり65%多くの金属が溶着されることになります。GMAWの一般的な電極径は、薄板金用の0.023インチから重構造作業用の0.0625インチ(1/16インチ)まであります。より太いワイヤは安定したアークを維持するためにより高い電流を必要とするため、溶接機は十分な電流を供給できる必要があります。実際には、製作業者は継手形状、板厚、および姿勢に基づいてワイヤ径を選択します — 姿勢外および薄い材料には小径、最大の溶着速度が優先される厚板の平坦姿勢生産溶接には大径を使用します。
溶着速度をlbs/hrからkg/hrに変換するにはどうすればよいですか?
溶着速度をポンド/時からキログラム/時に変換するには、0.4536を掛けます。例えば、8.00 lbs/hrの溶着速度は3.63 kg/hrに相当します。逆方向 — kg/hrからlbs/hr — に変換するには、2.2046を掛けます。この計算機は、各計算後に両方の単位を自動的に表示します。メートル/分単位のメートル法ワイヤ送給速度を使用する場合、計算機は溶着速度の計算式を適用する前に、1 m = 39.3701インチの係数を使用して内部的に変換します。基礎となる計算式と物理学は単位系に関係なく同じです — 入力および出力単位のみが変更されます。仕様書がメートル法単位を参照する国際プロジェクトでは、溶着速度をkg/hrで報告するのが標準的な慣行です。多くのWPSフォームには溶着速度のフィールドが含まれており、単位はプロジェクトの仕様要件と一致させる必要があります。

業界標準の計算式