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Soldadura

Cálculo de carbono equivalente y precalentamiento

En resumen

El carbono equivalente se calcula con la composición del acero: CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 (IIW) y CET = C + (Mn+Mo)/10 + (Cr+Cu)/20 + Ni/40. Con el espesor d, el hidrógeno HD y el aporte térmico Q, el método B de EN 1011-2 da un precalentamiento mínimo Tp.

Cálculo

Ejemplo calculado con los valores por defecto de la herramienta.

Datos

C (carbono)
0,16 %
Mn (manganeso)
1,4 %
Cr (cromo)
0,05 %
Mo (molibdeno)
0 %
V (vanadio)
0 %
Ni (níquel)
0,1 %
Cu (cobre)
0,1 %
Si (silicio, control del rango)
0,3 %
Junta
A tope
Espesor de la chapa más gruesa
15 mm
Hidrógeno difusible del metal depositado
5
Aporte térmico Q
1 kJ/mm
Límite elástico del metal base
355

Resultados

Precalentamiento orientativo Tp
46 °Cmétodo B, mínimo

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

Carbono equivalente CE (IIW)
0,417
CET (EN 1011-2)
0,310
Espesor de la chapa d
15 mm
  • Valores orientativos: no sustituyen a la WPS cualificada ni a la tabla del código aplicable (AWS D1.1, ASME B31.3, EN 1011-2 método A…).
  • EN 1011-2 método B: temperatura mínima contra la fisuración en frío por hidrógeno de aceros no aleados y de baja aleación; no vale para inoxidable, aluminio ni fundición.
  • Mide la temperatura a 4 t o a 75 mm de la junta y mantenla durante toda la junta; con espesores distintos manda la chapa más gruesa. Cordón en ángulo de una pasada: el método da hasta 60 °C de más.
  • El CET del metal base debe superar al del metal de aporte en al menos 0,03 %; si no, parte del CET del aporte + 0,03 %.

Cálculo detallado

  1. Carbono equivalente IIW

    CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15

    0,160 + 1,400/6 + (0,050+0,000+0,000)/5 + (0,100+0,100)/15 = 0,417

  2. CET (EN 1011-2, ec. C.2)

    CET = C + (Mn+Mo)/10 + (Cr+Cu)/20 + Ni/40

    0,160 + (1,400+0,000)/10 + (0,050+0,100)/20 + 0,100/40 = 0,310

  3. Espesor de la chapa (método B)

    d = t (pieza más gruesa)

    15,0 mm

  4. Precalentamiento (EN 1011-2, ec. C.8)

    Tp = 697·CET + 160·tanh(d/35) + 62·HD^0,35 + (53·CET − 32)·Q − 328

    697 × 0,310 + 160 × tanh(0,429) + 62 × 5,0^0,35 + (53 × 0,310 − 32) × 1,00 − 328 = 46,1 °C

Cómo se usa

  1. Introduce la composición del acero en %: C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu, y Si para el control del rango.
  2. Elige la junta (a tope, en T o en ángulo) e introduce la chapa más gruesa, o introduce directamente el espesor de la chapa d.
  3. Introduce el hidrógeno difusible del metal depositado (ml/100 g) y el aporte térmico Q en kJ/mm.
  4. Introduce si hace falta el límite elástico del metal base, para el control del rango.
  5. Lee el carbono equivalente CE (IIW).

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula del carbono equivalente en soldadura?

El carbono equivalente IIW es CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15, con los contenidos en % en masa. El CET de EN 1011-2 (anexo C, ec. C.2) es CET = C + (Mn+Mo)/10 + (Cr+Cu)/20 + Ni/40: es el que se usa para el cálculo del precalentamiento por el método B.

¿Cómo se calcula el carbono equivalente de un acero?

Ejemplo con C 0,16 %, Mn 1,4 %, Cr 0,05 %, Ni 0,1 % y Cu 0,1 %: CE = 0,160 + 1,400/6 + (0,050+0,000+0,000)/5 + (0,100+0,100)/15 = 0,417, y CET = 0,160 + (1,400+0,000)/10 + (0,050+0,100)/20 + 0,100/40 = 0,310.

¿Cómo se calcula la temperatura de precalentamiento según EN 1011-2?

El método B (anexo C.3, ec. C.8) da Tp = 697·CET + 160·tanh(d/35) + 62·HD^0,35 + (53·CET − 32)·Q − 328, con d el espesor de la chapa en mm (el de la pieza más gruesa, no el espesor combinado del método A), HD el hidrógeno difusible en ml/100 g y Q el aporte térmico en kJ/mm. Con un CET de 0,310, dos chapas de 15 mm a tope (d = 15 mm), HD = 5 y Q = 1,0 kJ/mm, sale Tp = 46,1 °C.

¿Cuál es el rango de validez del método B?

El cálculo marca un resultado fuera de rango si el CET está fuera de 0,20 a 0,50 %, el espesor fuera de 10 a 90 mm, el hidrógeno fuera de 1 a 20 ml/100 g, el aporte térmico fuera de 0,5 a 4,0 kJ/mm, si el límite elástico supera 1000 N/mm², o si un contenido sale de sus límites (por ejemplo C de 0,05 a 0,32 %, Mn de 0,5 a 1,9 %).

¿Indica el carbono equivalente si un acero es soldable?

El cálculo no da ninguna nota de soldabilidad. Usa el CET para una temperatura mínima frente a la fisuración en frío por hidrógeno, válida para aceros no aleados y de baja aleación, no para inoxidables, aluminio ni fundición. El CE (IIW) alimenta el método A (gráficos) de EN 1011-2, que el cálculo no trata.

Límites

Resultados orientativos: no sustituyen ni a la WPS cualificada ni a la tabla del código aplicable (AWS D1.1, ASME B31.3, EN 1011-2 método A). Solo se calcula el método B de EN 1011-2, a partir de fuentes públicas que citan la norma. Mide la temperatura a 4 t o 75 mm de la junta; en un cordón en ángulo de una pasada, el método da hasta 60 °C de más. El CET del metal base debe superar el del metal depositado en 0,03 % como mínimo.

Fuentes

Actualizado el · Editor: The Level Code

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