Soldadura
Cálculo del aporte térmico en soldadura
En resumen
El aporte térmico en soldadura se calcula a partir de la tensión de arco U, la intensidad I, la velocidad de avance v en mm/min y el rendimiento térmico k del proceso (EN 1011-1). Energía del arco E = U × I × 60 / (1000 × v), y luego aporte térmico Q = k × E, en kJ/mm.
Cálculo
Ejemplo calculado con los valores por defecto de la herramienta.
Datos
- Proceso (ISO 4063)
- 135: MAG (hilo macizo, gas activo)
- Intensidad
- 180 A
- Tensión de arco
- 24 V
- Velocidad dada por
- Velocidad de avance
- Velocidad de avance
- 300 mm/min
Resultados
- Aporte térmico Q
- 0,69 kJ/mm
Ejemplo resuelto
Todos los valores de esta sección son los del ejemplo, calculado con los valores por defecto de la herramienta.
Otros resultados del ejemplo
- Energía del arco (sin k)
- 0,86 kJ/mm
- Rendimiento térmico k
- 0,8
- Velocidad de avance
- 300 mm/min
- Aporte térmico
- 6,9kJ/cm
- Valor orientativo: no sustituye a una especificación de procedimiento de soldeo (WPS) cualificada.
- Compara con el límite de la WPS: algunos códigos (ASME IX, AWS D1.1) llaman «heat input» a la energía del arco sin el factor k.
Cálculo detallado
Rendimiento térmico
k (135)
k = 0,8
Energía del arco
E = U × I × 60 / (1000 × v)
24,0 × 180 × 60 / (1000 × 300) = 0,864 kJ/mm
Aporte térmico
Q = k × E
0,8 × 0,864 = 0,691 kJ/mm
Cómo se usa
- Elige el proceso (número ISO 4063): fija el rendimiento térmico k.
- Introduce la intensidad en A y la tensión de arco en V.
- Indica la velocidad de avance en mm/min, o la longitud del cordón y el tiempo de arco.
- Lee el aporte térmico Q en kJ/mm.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula del aporte térmico en soldadura?
La energía del arco es E = U × I × 60 / (1000 × v), con U la tensión de arco en V, I la intensidad en A y v la velocidad de avance en mm/min. El aporte térmico es Q = k × E, donde k es el rendimiento térmico del proceso según EN 1011-1. El resultado sale en kJ/mm; multiplicado por 10, en kJ/cm.
¿Cómo se calcula el aporte térmico de una soldadura MAG en kJ/mm?
En MAG (135), k = 0,8. A 24 V, 180 A y 300 mm/min, la energía del arco es E = 24 × 180 × 60 / (1000 × 300) = 0,864 kJ/mm, así que el aporte térmico es Q = 0,8 × 0,864 = 0,691 kJ/mm.
¿Qué rendimiento térmico k tiene cada proceso?
El cálculo usa los valores de EN 1011-1 e ISO/TR 17671-1: 1,0 para el arco sumergido (121); 0,8 para el electrodo revestido (111), MIG (131), MAG (135), hilo tubular (136) e hilo tubular de polvo metálico (138); 0,6 para TIG (141) y arco plasma (15).
¿Cómo se obtiene el aporte térmico sin la velocidad de avance?
Introduce la longitud del cordón L y el tiempo de arco t: la velocidad de avance es v = L / t × 60, en mm/min. Por ejemplo, 150 mm soldados en 30 s dan 300 mm/min.
Aporte térmico o energía del arco: ¿qué valor se compara con la WPS?
Algunos códigos (ASME IX, AWS D1.1) llaman «heat input» a la energía del arco sin el factor k. El cálculo da los dos valores: compara el que corresponde al límite escrito en tu WPS.
Límites
Resultados orientativos: el valor no sustituye a una especificación de procedimiento de soldeo (WPS) cualificada. Los valores de k son los citados para EN 1011-1 e ISO/TR 17671-1, contrastados con fuentes públicas. Por encima de 4 kJ/mm, el aporte térmico queda fuera del rango habitual de los métodos de precalentamiento de EN 1011-2.
Fuentes
- 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