Soudure
Calcul de l’énergie de soudage en kJ/mm
En bref
L’énergie de soudage, ou apport de chaleur, se calcule à partir de la tension d’arc U, de l’intensité I, de la vitesse d’avance v en mm/min et du rendement thermique k du procédé (EN 1011-1). Énergie d’arc E = U × I × 60 / (1000 × v), puis apport de chaleur Q = k × E, en kJ/mm.
Calcul
Exemple calculé avec les valeurs par défaut de l’outil.
Saisies
- Procédé (ISO 4063)
- 135 : MAG (fil plein, gaz actif)
- Intensité
- 180 A
- Tension d’arc
- 24 V
- Vitesse donnée par
- Vitesse d’avance
- Vitesse d’avance
- 300 mm/min
Résultats
- Apport de chaleur Q
- 0,69 kJ/mm
Exemple détaillé
Toutes les valeurs de cette section sont celles de l’exemple, calculé avec les valeurs par défaut de l’outil.
Autres résultats de l’exemple
- Énergie d’arc (sans k)
- 0,86 kJ/mm
- Rendement thermique k
- 0,8
- Vitesse d’avance
- 300 mm/min
- Apport de chaleur
- 6,9kJ/cm
- Valeur indicative : elle ne remplace pas un descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS/WPS) qualifié.
- Comparer à la limite du DMOS : certaines normes (ASME IX, AWS D1.1) appellent « apport de chaleur » l’énergie d’arc sans le facteur k.
Calcul détaillé
Rendement thermique
k (135)
k = 0,8
Énergie d’arc
E = U × I × 60 / (1000 × v)
24,0 × 180 × 60 / (1000 × 300) = 0,864 kJ/mm
Apport de chaleur
Q = k × E
0,8 × 0,864 = 0,691 kJ/mm
Comment faire
- Choisir le procédé (numéro ISO 4063) : il fixe le rendement thermique k.
- Saisir l’intensité en A et la tension d’arc en V.
- Donner la vitesse d’avance en mm/min, ou bien la longueur du cordon et le temps de soudage.
- Lire l’apport de chaleur Q en kJ/mm.
Questions fréquentes
Quelle est la formule de l’énergie de soudage ?
L’énergie d’arc vaut E = U × I × 60 / (1000 × v), avec U la tension d’arc en V, I l’intensité en A et v la vitesse d’avance en mm/min. L’apport de chaleur est Q = k × E, où k est le rendement thermique du procédé selon l’EN 1011-1. Le résultat est en kJ/mm ; multiplié par 10, il est en kJ/cm.
Comment calculer l’apport de chaleur d’un cordon en MAG ?
En MAG (135), k = 0,8. À 24 V, 180 A et 300 mm/min, l’énergie d’arc vaut E = 24 × 180 × 60 / (1000 × 300) = 0,864 kJ/mm, puis l’apport de chaleur Q = 0,8 × 0,864 = 0,691 kJ/mm.
Quel rendement thermique k prendre pour chaque procédé ?
Le calcul reprend les valeurs de l’EN 1011-1 et de l’ISO/TR 17671-1 : 1,0 pour l’arc submergé (121) ; 0,8 pour l’électrode enrobée (111), le MIG (131), le MAG (135), le fil fourré (136) et le fil à poudre métallique (138) ; 0,6 pour le TIG (141) et le plasma (15).
Comment calculer l’énergie linéaire de soudage sans connaître la vitesse ?
Saisissez la longueur du cordon L et le temps de soudage t : la vitesse d’avance vaut v = L / t × 60, en mm/min. Par exemple, 150 mm soudés en 30 s donnent 300 mm/min.
Apport de chaleur ou énergie d’arc : quelle valeur comparer au DMOS ?
Certaines normes (ASME IX, AWS D1.1) appellent « apport de chaleur » l’énergie d’arc sans le facteur k. Le calcul donne les deux valeurs : comparez celle qui correspond à la limite écrite dans votre DMOS.
Limites
Résultats indicatifs : la valeur ne remplace pas un descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS) qualifié. Les valeurs de k sont celles citées pour l’EN 1011-1 et l’ISO/TR 17671-1, recoupées sur des relais publics. Au-delà de 4 kJ/mm, l’apport sort du domaine usuel des méthodes de préchauffage de l’EN 1011-2.
Sources
- EN 1011-1:2009 Soudage, recommandations pour le soudage des matériaux métalliques : Partie 1, art. 19 (apport de chaleur, facteur de rendement thermique k)
- ISO/TR 17671-1:2002 : art. 19, tableau 2 : valeurs de k (relais public : https://grahamfry.com.au/technical-resources/heat-input-calculator)
- EN 1011-1 : valeurs de k recoupées : https://therness.com/tools/heat-input-calculator