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Soldadura

Retração de soldadura: cálculo para juntas topo a topo

Em resumo

A retração transversal de uma junta topo a topo estima-se por S = 0,2·Aw/t + 0,05·g, com Aw a área do metal depositado, t a espessura e g a abertura de raiz. A retração longitudinal é ΔL = 0,025·Aw·L/Ap, com L o comprimento do cordão e Ap a secção resistente das chapas.

Cálculo

Exemplo calculado com os valores por defeito da ferramenta.

Dados

Junta
Chanfro em V
Espessura
10 mm
Ângulo do chanfro (total)
60°
Talão
2 mm
Sobre-espessura
2 mm
Abertura de raiz
2 mm
Comprimento do cordão
1000 mm
Largura total das chapas unidas
400 mm
Número de juntas em série
1

Resultado

Retração transversal
1,54 mmas chapas aproximam-se

Exemplo calculado

Todos os valores desta secção pertencem ao exemplo, calculado com os valores por defeito da ferramenta.

Outros resultados do exemplo

Retração transversal, uma junta
1,54 mm
Retração longitudinal
0,45 mmem 1000 mm de cordão
Retração longitudinal por metro
0,45 mmpor metro de cordão
Área depositada Aw
71,9mm²
Pré-deformação aconselhada
+1,5 mmCorte as peças 1,5 mm mais compridas (ou afaste as chapas mais 1,5 mm por junta antes de pingar), pingue bem, solde a passo de peregrino ou alternando lados. Pré-dobre um chanfro em V no valor da distorção angular medida num ensaio.
  • Só ordem de grandeza: relações empíricas de manual, sem análise térmica nem mecânica. O travamento, a sequência de soldadura, o número de passes e a entrega térmica alteram muito o resultado; valide numa amostra.
  • A relação de Spraragen-Ettinger foi estabelecida para uma junta topo a topo de um só passe; em multipasse a retração continua a crescer com o metal depositado, por isso o resultado é uma estimativa por baixo.
  • Distorção angular não calculada: não se encontrou nenhuma constante pública verificada. Um chanfro assimétrico ou em V (soldadura de um só lado) faz rodar as chapas: considere um X simétrico ou um ensaio.
  • Valores indicativos: não substituem a EPS qualificada nem um ensaio numa amostra.

Cálculo detalhado

  1. Área do metal depositado

    Aw = g·t + d²·tan(α/2) + (2/3)·W·h

    57,0 + 15,0 = 71,9 mm² (d = 8,0 mm, W = 11,2 mm)

  2. Retração transversal (Spraragen-Ettinger)

    S = 0,2·Aw/t + 0,05·g

    0,2 × 71,9 / 10,0 + 0,05 × 2,0 = 1,54 mm

  3. Secção resistente

    Ap = largura × t

    400 × 10,0 = 4000 mm²

  4. Retração longitudinal (forma por áreas)

    ΔL = 0,025·Aw·L/Ap

    0,025 × 71,9 × 1000 / 4000 = 0,45 mm

Como utilizar

  1. Escolha a junta: chanfro em V, chanfro em X, ou secção Aw conhecida.
  2. Introduza a espessura, o ângulo total do chanfro, o talão e a sobre-espessura.
  3. Introduza a abertura de raiz, o comprimento do cordão e a largura total das chapas unidas.
  4. Defina o número de juntas em série e leia a retração transversal.

Perguntas frequentes

Qual é a fórmula da retração transversal das soldaduras?

A retração transversal segue a relação empírica da família Spraragen-Ettinger / Blodgett: S = 0,2·Aw/t + 0,05·g, em mm. A retração longitudinal segue a forma em área: ΔL = 0,025·Aw·L/Ap, com Ap = largura × t. Com várias juntas em série, a retração transversal soma-se: S_total = n × S.

Quanto retrai uma soldadura topo a topo em V de 10 mm?

Com uma chapa de 10 mm, um V de 60°, talão de 2 mm, abertura de raiz de 2 mm e sobre-espessura de 2 mm, a área depositada é Aw = 71,9 mm². A retração transversal é 0,2 × 71,9 / 10,0 + 0,05 × 2,0 = 1,54 mm. Em 1000 mm de cordão e 400 mm de largura de chapa (Ap = 4000 mm²), a retração longitudinal é 0,45 mm.

Como se controla a deformação na soldadura?

O cálculo sugere cortar as peças mais compridas na retração transversal total (+1,5 mm no exemplo), ou afastar as chapas antes de pingar na retração de uma junta, junta a junta, e depois pingar bem e soldar a passo de peregrino ou alternando os lados.

Dá a distorção angular?

Não: não se encontrou nenhuma constante pública verificada para a distorção angular. Um V soldado de um só lado faz rodar as chapas: considere um X simétrico, ou dê uma pré-deformação igual à distorção angular medida num ensaio.

Limites

Resultados indicativos, só ordem de grandeza: relações empíricas de manual, sem análise térmica nem mecânica. O travamento, a sequência de soldadura, o número de passes e a entrega térmica mudam muito o resultado; valide numa amostra. A relação transversal foi estabelecida para uma junta topo a topo de uma só passagem: em multipasse o resultado é uma estimativa por defeito. Abaixo de 3 mm, domina a encurvadura e estas relações subestimam a deformação.

Fontes

Atualizado · Editor: The Level Code

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