Soldadura
Cálculo do metal de adição: massa depositada, fio e elétrodos
Em resumo
A massa de metal de adição sai da secção da junta A, do comprimento do cordão L e da massa volúmica ρ: massa depositada m = A × L × ρ. O metal a prever é M = m / (η / 100), com η o rendimento de deposição do processo; em elétrodo revestido, o número de elétrodos vem das fichas ESAB.
Cálculo
Exemplo calculado com os valores por defeito da ferramenta.
Dados
- Tipo de junta
- Topo a topo, chanfro em V
- Espessura da chapa
- 10 mm
- Ângulo do chanfro (total)
- 60°
- Talão
- 2 mm
- Abertura de raiz
- 2 mm
- Sobre-espessura
- 2 mm
- Comprimento do cordão
- 1000 mm
- Material
- Aço carbono
- Processo
- MIG/MAG, fio maciço (131, 135)
Resultado
- Metal de adição a prever
- 0,59 kg
Exemplo calculado
Todos os valores desta secção pertencem ao exemplo, calculado com os valores por defeito da ferramenta.
Outros resultados do exemplo
- Fio a encomendar
- 0,59 kgkg de fio ou de vareta
- Massa depositada
- 0,565 kg
- Secção da junta
- 71,9mm²
- Rendimento de deposição
- 95 %Lincoln C4.200: curto-circuito ≥ 93 %, spray / pulsado 98 % (adotado 95 %)
- Massa depositada por metro
- 0,565 kgpor metro de cordão
- Estimativa geométrica: secção teórica da junta, sem perdas de arranque, reparações nem goivagem. Preveja uma margem conforme a oficina.
- Valores indicativos: não substituem a EPS qualificada.
Cálculo detalhado
Profundidade do chanfro
d = t − c
10,0 − 2,0 = 8,0 mm
Largura à superfície
W = g + 2·d·tan(α/2)
2,0 + 2 × 8,0 × tan 30,0° = 11,2 mm
Secção do chanfro e da abertura
A₁ = g·t + d²·tan(α/2)
2,0 × 10,0 + 8,0² × 0,5774 = 57,0 mm²
Sobre-espessura
A₂ = (2/3)·W·h
2/3 × 11,2 × 2,0 = 15,0 mm²
Secção total
A = A₁ + A₂
57,0 + 15,0 = 71,9 mm²
Massa depositada
m = A × L × ρ
71,9 mm² × 1000 mm × 7850 kg/m³ = 0,565 kg
Metal de adição a prever
M = m / (η / 100)
0,565 / 0,95 = 0,594 kg
Como utilizar
- Escolha a junta: topo a topo em V, topo a topo em X, ou soldadura de canto com a garganta a.
- Introduza a espessura, o ângulo total do chanfro, o talão, a abertura de raiz e a sobre-espessura (ou a garganta e o número de cordões).
- Introduza o comprimento do cordão e o material.
- Escolha o processo e, em elétrodo revestido, o tipo e o diâmetro; introduza um rendimento conhecido se for preciso.
- Leia o metal de adição a prever.
Perguntas frequentes
Como se calcula a massa de metal depositado?
Exemplo: V em aço de 10 mm, 60°, talão de 2 mm, abertura de raiz de 2 mm, sobre-espessura de 2 mm. Secção A = 57,0 + 15,0 = 71,9 mm². Em 1000 mm, a massa depositada é 71,9 mm² × 1000 mm × 7850 kg/m³ = 0,565 kg. Em MAG com 95 % de rendimento, preveja 0,565 / 0,95 = 0,594 kg de fio.
Como se calcula a secção de um chanfro em V?
Com d = t − c a profundidade do chanfro e W = g + 2·d·tan(α/2) a largura à superfície, a secção do chanfro e da abertura é A₁ = g·t + d²·tan(α/2). A sobre-espessura, tomada como um segmento parabólico, junta A₂ = (2/3)·W·h. Num X simétrico, d = (t − c) / 2 e contam-se os dois lados.
Como se calcula o peso de uma soldadura de canto?
O cordão de canto toma-se como um triângulo isósceles de garganta a: secção A₁ = a² por cordão (cateto z = a·√2, A = z²/2). Com n cordões, A = n × A₁, e depois m = A × L × ρ. Um cordão convexo junta metal.
Como se faz o cálculo de consumo de elétrodo revestido por metro?
O cálculo multiplica a massa depositada pelo número de elétrodos por kg de metal depositado das fichas ESAB, arredondado por excesso. Básico OK 48.00 Ø 3,2 × 350 mm: rendimento de 70 % e 42 elétrodos por kg depositado; rutílico OK 46.00 Ø 3,2: 65 % e 53 elétrodos por kg.
Que rendimento de deposição para cada processo?
Valores por defeito, a meio das gamas citadas: MIG/MAG fio maciço 95 % (Lincoln: 93 a 98 %), fio fluxado com gás 85 %, fio com pó metálico 96 %, TIG 95 %, arco submerso 99 % (fluxo excluído). Em elétrodo revestido, o rendimento vem da ficha ESAB de cada diâmetro. Pode introduzir um rendimento conhecido, de 30 a 100 %.
Limites
Resultados indicativos: estimativa geométrica da secção teórica da junta, sem perdas de arranque, reparações nem goivagem; preveja uma margem conforme a oficina. Supõe-se que o metal depositado tem a mesma massa volúmica da peça. Acima de 4 mm de abertura de raiz, verifique a EPS (abertura usual de 1 a 4 mm). Os valores não substituem a EPS qualificada.
Fontes
- 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 %