Soudure
Calcul de la masse de métal d’apport
En bref
La masse de métal d’apport vient de la section du joint A, de la longueur de cordon L et de la masse volumique ρ : masse déposée m = A × L × ρ. Le produit d’apport à prévoir vaut M = m / (η / 100), avec η le rendement de dépôt du procédé ; en électrode enrobée, le nombre d’électrodes vient des fiches ESAB.
Calcul
Exemple calculé avec les valeurs par défaut de l’outil.
Saisies
- Type de joint
- Bout à bout, chanfrein en V
- Épaisseur de la pièce
- 10 mm
- Angle du chanfrein (total)
- 60°
- Talon
- 2 mm
- Jeu à la racine
- 2 mm
- Surépaisseur
- 2 mm
- Longueur de cordon
- 1000 mm
- Matière
- Acier
- Procédé
- MIG/MAG, fil plein (131, 135)
Résultats
- Produit d’apport à prévoir
- 0,59 kg
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
- Fil à commander
- 0,59 kgkg de fil ou de baguette
- Masse déposée
- 0,565 kg
- Section du joint
- 71,9mm²
- Rendement de dépôt
- 95 %Lincoln C4.200 : court-circuit ≥ 93 %, jet axial / pulsé 98 % (retenu 95 %)
- Masse déposée par mètre
- 0,565 kgpar mètre de cordon
- Estimation géométrique : section théorique du joint, sans pertes de démarrage, reprises ni gougeage. Prévoir une marge selon l’atelier.
- Valeurs indicatives : elles ne remplacent pas le DMOS/WPS qualifié.
Calcul détaillé
Profondeur du chanfrein
d = t − c
10,0 − 2,0 = 8,0 mm
Largeur en surface
W = g + 2·d·tan(α/2)
2,0 + 2 × 8,0 × tan 30,0° = 11,2 mm
Section du chanfrein et du jeu
A₁ = g·t + d²·tan(α/2)
2,0 × 10,0 + 8,0² × 0,5774 = 57,0 mm²
Surépaisseur
A₂ = (2/3)·W·h
2/3 × 11,2 × 2,0 = 15,0 mm²
Section totale
A = A₁ + A₂
57,0 + 15,0 = 71,9 mm²
Masse déposée
m = A × L × ρ
71,9 mm² × 1000 mm × 7850 kg/m³ = 0,565 kg
Produit d’apport à prévoir
M = m / (η / 100)
0,565 / 0,95 = 0,594 kg
Comment faire
- Choisir le joint : bout à bout en V, en X, ou soudure d’angle avec sa gorge a.
- Saisir l’épaisseur, l’angle du chanfrein, le talon, le jeu et la surépaisseur (ou la gorge et le nombre de cordons).
- Saisir la longueur de cordon et la matière.
- Choisir le procédé, et pour l’électrode enrobée le type et le diamètre ; saisir un rendement connu si besoin.
- Lire la masse de produit d’apport à prévoir.
Questions fréquentes
Comment calculer la quantité de métal d’apport d’une soudure ?
Exemple : chanfrein en V sur 10 mm d’acier, 60°, talon 2 mm, jeu 2 mm, surépaisseur 2 mm. Section A = 57,0 + 15,0 = 71,9 mm². Sur 1000 mm, la masse déposée vaut 71,9 mm² × 1000 mm × 7850 kg/m³ = 0,565 kg. En MAG avec un rendement de 95 %, il faut prévoir 0,565 / 0,95 = 0,594 kg de fil.
Comment calculer la section d’un chanfrein en V ?
Avec d = t − c la profondeur du chanfrein et W = g + 2·d·tan(α/2) la largeur en surface, la section du chanfrein et du jeu vaut A₁ = g·t + d²·tan(α/2). La surépaisseur, assimilée à un segment parabolique, ajoute A₂ = (2/3)·W·h. En X symétrique, d = (t − c) / 2 et les deux faces sont comptées.
Comment calculer le poids d’une soudure d’angle ?
Le cordon d’angle est pris comme un triangle isocèle de gorge a : section A₁ = a² par cordon (jambe z = a·√2, A = z²/2). Avec n cordons, A = n × A₁, puis m = A × L × ρ. Un cordon bombé ajoute de la matière.
Combien d’électrodes pour un mètre de soudure ?
Le calcul multiplie la masse déposée par le nombre d’électrodes par kg de métal déposé des fiches ESAB, arrondi à l’entier supérieur. En basique OK 48.00 Ø 3,2 × 350 mm : rendement 70 % et 42 électrodes par kg déposé ; en rutile OK 46.00 Ø 3,2 : 65 % et 53 électrodes par kg.
Quel rendement de dépôt prendre selon le procédé ?
Valeurs retenues par défaut, au milieu des plages citées : fil plein MIG/MAG 95 % (Lincoln : 93 à 98 %), fil fourré avec gaz 85 %, fil à poudre métallique 96 %, TIG 95 %, arc submergé 99 % (flux exclu). En électrode enrobée, le rendement vient de la fiche ESAB par diamètre. Un rendement connu peut être saisi, de 30 à 100 %.
Limites
Résultats indicatifs : estimation géométrique de la section théorique du joint, sans pertes de démarrage, reprises ni gougeage ; prévoyez une marge selon l’atelier. Le métal déposé est supposé de même masse volumique que la pièce. Au-delà de 4 mm de jeu à la racine, vérifiez le DMOS (jeu usuel de 1 à 4 mm). Les valeurs ne remplacent pas le DMOS qualifié.
Sources
- 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 (lien)
- Lincoln Electric : Gas Metal Arc Welding, Product and Procedure Selection (C4.200) : Electrode Efficiencies : 93 à 98 % (lien)
- Welding Answers : rendements de dépôt par procédé : FCAW-G 82–88 %, MCAW 94–98 %, GTAW 94–97 %, SAW 99 % (lien)