Soldadura
Cálculo del material de aporte en soldaduras
En resumen
El peso de material de aportación sale de la sección A de la junta, de la longitud L del cordón y de la densidad ρ: peso depositado m = A × L × ρ. El aporte que prever es M = m / (η / 100), con η el rendimiento de depósito del proceso; con electrodo revestido, el número de electrodos sale de las fichas de ESAB.
Cálculo
Ejemplo calculado con los valores por defecto de la herramienta.
Datos
- Tipo de junta
- A tope, chaflán en V
- Espesor de la chapa
- 10 mm
- Ángulo del chaflán (total)
- 60°
- Talón
- 2 mm
- Separación de raíz
- 2 mm
- Sobreespesor
- 2 mm
- Longitud del cordón
- 1000 mm
- Material
- Acero al carbono
- Proceso
- MIG/MAG, hilo macizo (131, 135)
Resultados
- Peso de aporte que prever
- 0,59 kg
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
- Hilo que pedir
- 0,59 kgkg de hilo o varilla
- Peso depositado
- 0,565 kg
- Sección de la junta
- 71,9mm²
- Rendimiento de depósito
- 95 %Lincoln C4.200: cortocircuito ≥ 93 %, spray / pulsado 98 % (se toma 95 %)
- Peso depositado por metro
- 0,565 kgpor metro de cordón
- Estimación geométrica: sección teórica de la junta, sin pérdidas de arranque, reparaciones ni resanado. Añade un margen según el taller.
- Valores orientativos: no sustituyen a la WPS cualificada.
Cálculo detallado
Profundidad del chaflán
d = t − c
10,0 − 2,0 = 8,0 mm
Ancho en la superficie
W = g + 2·d·tan(α/2)
2,0 + 2 × 8,0 × tan 30,0° = 11,2 mm
Sección del chaflán y de la separación
A₁ = g·t + d²·tan(α/2)
2,0 × 10,0 + 8,0² × 0,5774 = 57,0 mm²
Sobreespesor
A₂ = (2/3)·W·h
2/3 × 11,2 × 2,0 = 15,0 mm²
Sección total
A = A₁ + A₂
57,0 + 15,0 = 71,9 mm²
Peso depositado
m = A × L × ρ
71,9 mm² × 1000 mm × 7850 kg/m³ = 0,565 kg
Aporte que prever
M = m / (η / 100)
0,565 / 0,95 = 0,594 kg
Cómo se usa
- Elige la junta: a tope con chaflán en V, a tope con chaflán en X, o soldadura en ángulo con su garganta a.
- Introduce el espesor, el ángulo total del chaflán, el talón, la separación de raíz y el sobreespesor (o la garganta y el número de cordones).
- Introduce la longitud del cordón y el material.
- Elige el proceso y, con electrodo revestido, el tipo y el diámetro; introduce un rendimiento conocido si hace falta.
- Lee el peso de aporte que prever.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula el material de aporte de una soldadura?
Ejemplo: V en acero de 10 mm, 60°, talón de 2 mm, separación de raíz de 2 mm, sobreespesor de 2 mm. Sección A = 57,0 + 15,0 = 71,9 mm². En 1000 mm, el peso depositado es 71,9 mm² × 1000 mm × 7850 kg/m³ = 0,565 kg. En MAG con un rendimiento del 95 %, prevé 0,565 / 0,95 = 0,594 kg de hilo.
¿Cómo se calcula la sección de un chaflán en V?
Con d = t − c la profundidad del chaflán y W = g + 2·d·tan(α/2) el ancho en la superficie, la sección del chaflán y de la separación es A₁ = g·t + d²·tan(α/2). El sobreespesor, tomado como un segmento parabólico, añade A₂ = (2/3)·W·h. En una X simétrica, d = (t − c) / 2 y se cuentan los dos lados.
¿Cómo se calcula el peso de una soldadura en ángulo?
El cordón se toma como un triángulo isósceles de garganta a: sección A₁ = a² por cordón (cateto z = a·√2, A = z²/2). Con n cordones, A = n × A₁, y luego m = A × L × ρ. Un cordón convexo añade metal.
¿Cuántos electrodos se gastan por metro lineal de soldadura?
El cálculo multiplica el peso depositado por el número de electrodos por kg de metal depositado de las fichas de ESAB, redondeado al alza. Básico OK 48.00 Ø 3,2 × 350 mm: rendimiento del 70 % y 42 electrodos por kg depositado; rutilo OK 46.00 Ø 3,2: 65 % y 53 electrodos por kg.
¿Qué rendimiento de depósito tiene cada proceso?
Valores por defecto, en el centro de los rangos citados: MIG/MAG hilo macizo 95 % (Lincoln: de 93 a 98 %), hilo tubular con gas 85 %, hilo tubular de polvo metálico 96 %, TIG 95 %, arco sumergido 99 % (sin contar el fundente). Con electrodo revestido, el rendimiento sale de la ficha de ESAB de cada diámetro. Se puede introducir un rendimiento conocido, de 30 a 100 %.
Límites
Resultados orientativos: estimación geométrica de la sección teórica de la junta, sin pérdidas de arranque, reparaciones ni saneado; prevé un margen según el taller. Se supone que el metal depositado tiene la misma densidad que la pieza. Por encima de 4 mm de separación de raíz, comprueba la WPS (separación habitual de 1 a 4 mm). Los valores no sustituyen a la WPS cualificada.
Fuentes
- Géométrie du joint : Section trapézoïdale du chanfrein + segment parabolique 2/3·W·h pour la surépaisseur ; angle : a²
- Masses volumiques: src/calc/data/materials.ts (EN 10365, EN 10088-1, …)
- ESAB OK 48.00 et OK 46.00, Deposition Data (rendement, électrodes par kg déposé) : Fiches produit ESAB
- Lincoln Electric : Gas Metal Arc Welding, Product and Procedure Selection (C4.200) : Electrode Efficiencies : 93 à 98 %
- Welding Answers : rendements de dépôt par procédé : FCAW-G 82–88 %, MCAW 94–98 %, GTAW 94–97 %, SAW 99 %