Soldadura
Cálculo do aporte térmico (entrega térmica) na soldadura
Em resumo
A entrega térmica de soldadura calcula-se a partir da tensão do arco U, da intensidade I, da velocidade de avanço v em mm/min e do rendimento térmico k do processo (EN 1011-1). Energia do arco E = U × I × 60 / (1000 × v), e depois entrega térmica Q = k × E, em kJ/mm.
Cálculo
Exemplo calculado com os valores por defeito da ferramenta.
Dados
- Processo (ISO 4063)
- 135: MAG (fio maciço, gás ativo)
- Intensidade de corrente
- 180 A
- Tensão do arco
- 24 V
- Velocidade dada por
- Velocidade de avanço
- Velocidade de avanço
- 300 mm/min
Resultado
- Entrega térmica Q
- 0,69 kJ/mm
Exemplo calculado
Todos os valores desta secção pertencem ao exemplo, calculado com os valores por defeito da ferramenta.
Outros resultados do exemplo
- Energia do arco (sem k)
- 0,86 kJ/mm
- Rendimento térmico k
- 0,8
- Velocidade de avanço
- 300 mm/min
- Entrega térmica
- 6,9kJ/cm
- Valor indicativo: não substitui uma especificação de procedimento de soldadura (EPS) qualificada.
- Compare com o limite da EPS: alguns códigos (ASME IX, AWS D1.1) chamam «heat input» à energia do arco sem o fator k.
Cálculo detalhado
Rendimento térmico
k (135)
k = 0,8
Energia do arco
E = U × I × 60 / (1000 × v)
24,0 × 180 × 60 / (1000 × 300) = 0,864 kJ/mm
Entrega térmica
Q = k × E
0,8 × 0,864 = 0,691 kJ/mm
Como utilizar
- Escolha o processo (número ISO 4063): fixa o rendimento térmico k.
- Introduza a intensidade em A e a tensão do arco em V.
- Indique a velocidade de avanço em mm/min, ou o comprimento do cordão e o tempo de arco.
- Leia a entrega térmica Q em kJ/mm.
Perguntas frequentes
Qual é a fórmula do aporte térmico na soldadura?
A energia do arco é E = U × I × 60 / (1000 × v), com U a tensão do arco em V, I a intensidade em A e v a velocidade de avanço em mm/min. A entrega térmica é Q = k × E, onde k é o rendimento térmico do processo segundo a EN 1011-1. O resultado sai em kJ/mm; multiplicado por 10, fica em kJ/cm.
Como se faz o cálculo do aporte térmico de uma soldadura MAG em kJ/mm?
Em MAG (135), k = 0,8. A 24 V, 180 A e 300 mm/min, a energia do arco é E = 24 × 180 × 60 / (1000 × 300) = 0,864 kJ/mm, logo a entrega térmica é Q = 0,8 × 0,864 = 0,691 kJ/mm.
Que rendimento térmico k se aplica a cada processo?
O cálculo usa os valores da EN 1011-1 e do ISO/TR 17671-1: 1,0 para o arco submerso (121); 0,8 para o elétrodo revestido (111), MIG (131), MAG (135), fio fluxado (136) e fio com pó metálico (138); 0,6 para TIG (141) e plasma (15).
Como obter a entrega térmica sem a velocidade de avanço?
Introduza o comprimento do cordão L e o tempo de arco t: a velocidade de avanço é v = L / t × 60, em mm/min. Por exemplo, 150 mm soldados em 30 s dão 300 mm/min.
Entrega térmica ou energia do arco: que valor se compara com a EPS?
Alguns códigos (ASME IX, AWS D1.1) chamam «heat input» à energia do arco sem o fator k. O cálculo dá os dois valores: compare o que corresponde ao limite escrito na sua EPS.
Limites
Resultados indicativos: o valor não substitui uma especificação de procedimento de soldadura (EPS) qualificada. Os valores de k são os citados para a EN 1011-1 e o ISO/TR 17671-1, conferidos em fontes públicas. Acima de 4 kJ/mm, a entrega térmica sai do domínio habitual dos métodos de pré-aquecimento da EN 1011-2.
Fontes
- 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