Consumo de varetas de soldadura: Guia de cálculo

Para determinar a utilização de varetas de soldadura, um método comum utilizado na prática é calcular o peso do metal de soldadura e depois dividi-lo pela eficiência do material de soldadura.

É necessário calcular a eficiência dos materiais de soldadura. No entanto, como o diâmetro das varetas e fios de soldadura é diferente, a eficiência também varia muito.

Para a indústria, calcular com precisão a taxa de utilização dos materiais de soldadura pode ajudar a reduzir o desperdício desnecessário na soldadura.

De acordo com a experiência dos soldadores, a taxa de utilização do fio de soldadura é mais elevada do que a das varetas de soldadura.

Algumas indústrias têm uma tabela específica recomendada para calcular o peso dos materiais de soldadura, que é normalmente dividido com base no tamanho da ranhura e no número de materiais de soldadura necessários por metro para um determinado número de graus de ranhura (neste caso, a taxa de utilização é normalmente incluída).

Se essa informação estiver disponível, pode criar uma folha de cálculo, uma fórmula, e preenchê-la de cada vez.

É crucial estimar corretamente a procura de varetas de soldadura durante a construção da soldadura. Se o cálculo for demasiado elevado, haverá excesso de stock, mas se a estimativa for demasiado baixa, o orçamento do projeto será insuficiente e pode mesmo ter impacto no progresso normal e na qualidade do projeto.

Vários métodos são utilizados principalmente para calcular o consumo de varetas de soldadura:

Cálculo direto: Este método é o mais simples. Primeiro, é necessário calcular o peso do metal de solda e, em seguida, dividir esse peso pela taxa de utilização do material de soldadura para determinar o consumo da vareta de soldadura. Este método é mencionado em várias fontes, o que sublinha a sua ubiquidade e praticidade.

Cálculo da fórmula: Com base na fórmula fornecida, o consumo da vareta de soldadura pode ser calculado utilizando parâmetros como a área da secção transversal da soldadura, o comprimento da soldadura e a densidade do metal depositado. A fórmula específica é detalhada no artigo abaixo.

Método de quotas standard: Este método envolve a referência às normas de quotas de consumo para materiais de soldadura. Estas normas são tipicamente em unidades de peso de material de soldadura consumido por metro de soldadura (ou seja, kg/m) e são escolhidas com base no tipo de vareta de soldadura utilizada (como varetas de soldadura básicas ou ácidas).

Considerando o coeficiente de massa do fluxo e o coeficiente de transferência da vareta de soldadura: Para a soldadura por arco do tipo não pó de ferro, o consumo da vareta de soldadura está relacionado com o seu coeficiente de massa de fluxo, coeficiente de transferência e área de soldadura. Estes valores de coeficiente variam para diferentes classes de varetas de soldadura, e os valores específicos podem ser encontrados nos materiais relevantes fornecidos pelo fabricante.

Fórmula de consumo de varetas de soldadura

O consumo de varetas de soldadura é determinado principalmente por factores como o tipo de junta, o tipo de ranhura, o comprimento da soldadura e outras características da estrutura de soldadura.

Eis algumas fórmulas de cálculo:

A) A fórmula de cálculo do consumo dos eléctrodos é a seguinte

m = A*L*ρ/1 - K_S

Onde

• m - Consumo de vareta de soldadura (g);
• A - Área da secção transversal da soldadura (cm²); (Consultar o quadro 1)
• L - Comprimento da soldadura (cm);
• ρ - Densidade do metal depositado (g/cm³);
• K_s - coeficiente de perda do elétrodo,

B) A outra é a fórmula de cálculo do consumo do elétrodo de pó não ferroso:

m = ALρ/Kn * (1+Kb)

Onde,

• m - Consumo de vareta de soldadura (g);
• A - Área da secção transversal da soldadura (cm²); (Consultar o quadro 1)
• L - Comprimento da soldadura (cm);
• ρ - Densidade do metal depositado (g/cm³):
• Kb - Coeficiente de qualidade do revestimento, ver quadro abaixo:
• Kn - Coeficiente de transferência de metal do elétrodo para a solda (incluindo perdas devidas a queima, salpicos e ponta do elétrodo)

Por exemplo:

1. O chapa de aço com uma espessura conhecida de 20mm é fornecido com uma ranhura em forma de V, o comprimento de soldadura L é de 3m, e a vareta de soldadura é 5015. Como calcular o consumo de fio de soldadura?

(De acordo com o quadro, a área seccional do metal depositado A=250mm², o densidade do aço ρ＝ 7,8g/cm³coeficiente de conversão Kn=0,79, coeficiente de peso do revestimento do elétrodo Kb=0,32).

Solução: área seccional conhecida do metal depositado A=250mm², densidade do aço ρ＝ 7,8g/cm³Coeficiente de transferência Kn=0,79, Kb=0,32, L=3m.

A partir da fórmula:

m_vara = ALρ(1+Kb)/1000Kn = 250mm²×3m×7,8g/cm³(1+0.32)/(1000×0.79)=9.77kg

Resposta: O consumo de vareta de soldadura é de 9,77Kg.

2. A soldadura por arco manual é utilizada para soldar um tubo de aço-carbono de 10 m soldadura em ângulo. O diâmetro do elétrodo é Φ4.0, e o tamanho do filete é 10mm. Quantos eléctrodos são necessários? (A taxa de deposição da vareta de soldadura é de 55%)

Exigência de material de soldadura W= D/η=1.2ALρ/η

A=10*10/2=50mm², L=10m, ρ=7,8*10³/kg/m³η=55%

Por conseguinte, W=1,2*(50*10^-3)*10*7.8*10³/55%=8.509kg≈8.5kg

Resposta: 8.5kg Φ4.0 de vareta de soldadura é necessário para esta soldadura.

Tabela 1 Área seccional do metal depositado na soldadura

NÃO.	Nome da soldadura	Tipo e dimensão do junta soldada e ranhura/mm	Fórmula de cálculo
1	Soldadura em forma de I de um lado
2	Soldadura em forma de I
3	Soldadura em forma de V (sem soldadura posterior)
4	Soldadura em V de um lado (sem soldadura posterior)
5	Soldadura em forma de U (sem soldadura posterior)
6	Soldadura de selagem posterior sem saliência na raiz da soldadura em forma de V e em forma de U
7	Raiz das soldaduras em forma de V e em forma de U
8	Retenção V da placa de suporte de aço

Quadro 2 Coeficiente de peso Kb do revestimento do elétrodo

Quadro 3 Coeficiente de transferência Kn do elétrodo

Quais são os valores específicos para o fator de qualidade e o coeficiente de transferência do fluxo da vareta de soldadura?

O fator de qualidade (Kb) do fluxo da vareta de soldadura varia geralmente entre 25% e 40%. O coeficiente de transferência (Kn) da vareta de soldadura para a soldadura, que inclui perdas por combustão e salpicos, é de cerca de 5% a 10%, e a perda de cabeças de vareta de soldadura não utilizadas é de cerca de 10% a 15%.

Por conseguinte, o coeficiente de transferência é normalmente fixado entre 0,75 e 0,85.

Quais são as diferenças de consumo entre os diferentes tipos de varetas de soldadura (tais como varetas alcalinas e varetas ácidas) em aplicações práticas?

As diferenças no consumo de diferentes tipos de varetas de soldadura em aplicações práticas reflectem-se principalmente nos seguintes aspectos:

Princípios de seleção de materiais de soldadura:

Os materiais consumidos durante a soldadura (incluindo varetas de soldadura, fio de soldadura, etc.) são escolhidos com base na composição química do metal depositado. Isto significa que diferentes tipos de varetas de soldadura podem ter diferentes quantidades de consumo devido aos seus diferentes tipos de fluxo e tipos de fontes de energia de soldadura.

Composição e características do fluxo da vareta de soldadura:

As varetas de soldadura ácidas e as varetas de soldadura alcalinas têm diferentes componentes no seu fluxo, o que leva a diferentes desempenhos durante o processo de soldadura. O fluxo da vareta de soldadura ácida contém vários óxidos, que têm fortes propriedades oxidantes, enquanto as varetas de soldadura alcalina contêm mais silicatos, óxidos de ferro e óxidos de titânio, etc., e têm propriedades oxidantes mais fracas. Estas diferenças podem afetar a quantidade de poeira produzida durante a soldadura, a estabilidade do arco e a fluidez da escória, o que, por sua vez, afecta indiretamente o consumo de varetas de soldadura.

Desempenho do processo de soldadura:

As varetas de soldadura ácidas podem ser utilizadas tanto para AC como para DC, com um bom desempenho do processo de soldadura, arco estável, menos salpicos, boa fluidez da escória, fácil remoção da escória e um belo aspeto da soldadura. Em comparação, as varetas de soldadura alcalinas, devido à sua composição química específica e características de fluxo, podem exigir mais atenção e ajuste durante o processo de soldadura, o que pode levar a um consumo relativamente mais elevado nas mesmas condições.

Âmbito de aplicação e rácio de produção:

Nos últimos anos, com a utilização generalizada de aço comum de baixa liga, a utilização de varetas de soldadura alcalinas na soldadura tem aumentado gradualmente. Isto indica que, à medida que a aplicação de tipos específicos de aço aumenta, o consumo dos tipos correspondentes de varetas de soldadura (como as varetas de soldadura alcalinas) também aumentará correspondentemente. Ao mesmo tempo, a soldadura de certos tipos específicos de aço pode levar a um maior consumo de tipos específicos de varetas de soldadura (como as varetas de soldadura E308H, que requerem uma elevada composição química do metal depositado).