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Calculadora de aporte de calor para soldadura & ISO 4063
Calcule el aporte de calor (kJ/mm), el tiempo de enfriamiento t8/5, la recomendación de precalentamiento y el equivalente de carbono. Incluye la referencia del proceso ISO 4063.
Resultados
Cálculo del aporte de calor (EN 1011-1)
El aporte de calor es la energía entregada por unidad de longitud de soldadura:
- η — factor de eficiencia térmica (dependiente del proceso)
- V — voltaje del arco (voltios)
- I — corriente de soldadura (amperios)
- S — velocidad de desplazamiento (mm/min)
Factores de eficiencia térmica
| N.º ISO 4063 | Proceso | η (EN 1011-1) |
|---|---|---|
| 121 | SAW (arco sumergido) | 1.0 |
| 111 | SMAW (electrodo recubierto/MMA) | 0.8 |
| 131 | MIG (gas inerte) | 0.8 |
| 135 | MAG (gas activo) | 0.8 |
| 136 | FCAW (con núcleo fundente) | 0.8 |
| 141 | TIG/GTAW | 0.6 |
Estimación del tiempo de enfriamiento t8/5
El tiempo de enfriamiento de 800 °C a 500 °C determina la microestructura resultante. Modelo 2D simplificado de Rosenthal para placas gruesas:
Equivalente de carbono y precalentamiento
La fórmula de equivalente de carbono IIW predice la soldabilidad y las necesidades de precalentamiento:
Ejemplo práctico
Dada: Proceso 135 (η=0,8), V=28 V, I=250 A, S=300 mm/min, CE=0,42
Energía del arco = (28 × 250 × 60) / (300 × 1000) = 1,40 kJ/mm
Entrada de calor Q = 0,8 × 1,40 = 1,12 kJ/mm
CE = 0,42 → Soldabilidad aceptable, precalentamiento 100–150 °C recomendado
⚠️ Nota: La estimación de t8/5 se simplifica. El enfriamiento real depende de la geometría de la junta, el precalentamiento, la temperatura entre pasadas y las condiciones ambientales. Consulte la norma EN 1011-2 para aplicaciones críticas.
| # | Proceso | Descripción | η |
|---|---|---|---|
| 111 | SMAW | Arco metálico protegido (varilla/MMA) | 0.8 |
| 114 | FCAW-S | Núcleo fundente autoprotegido | 0.8 |
| 121 | SAW | Soldadura por arco sumergido | 1.0 |
| 131 | MIG | Gas inerte metálico (Ar): aluminio, acero inoxidable | 0.8 |
| 135 | MAG | Gas activo metálico (CO₂/Ar+CO₂) — acero al carbono | 0.8 |
| 136 | FCAW-G | Núcleo fundente + gas activo | 0.8 |
| 137 | FCAW-G | Núcleo fundente + gas inerte | 0.8 |
| 138 | MCAW | Alambre con núcleo metálico + gas activo | 0.8 |
| 141 | TIG | Gas inerte de tungsteno (GTAW) | 0.6 |
| 15 | Plasma | Soldadura por arco de plasma | 0.6 |
| 311 | OAW | Soldadura oxiacetilénica | 0.45 |
| 42 | Fricción | Soldadura por fricción | — |
| 52 | Láser | Soldadura por rayo láser | 0.9 |
Aporte térmico Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000) en kJ/mm. Controla la velocidad de enfriamiento, que determina la microestructura de la soldadura, la dureza, la tenacidad y la anchura de la ZAT.
Demasiado alto → engrosamiento del grano, menor tenacidad, distorsión excesiva. Demasiado bajo → falta de fusión, riesgo de fisuración por hidrógeno.
Según EN 1011-1: SAW = 1,0, SMAW/MIG/MAG/FCAW = 0,8, TIG = 0,6. SAW es el más alto porque la capa de fundente retiene casi todo el calor. TIG pierde más calor por radiación del arco expuesto.
t8/5 es el tiempo que tarda la ZAT en enfriarse de 800°C a 500°C. Este intervalo de temperatura es crítico para la transformación de fases en los aceros al carbono. Un t8/5 corto (< 5 s) → formación de martensita. Un t8/5 largo (> 25 s) → microestructura blanda pero potencialmente frágil.
Fórmula IIW: CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15. Introduzca el valor del certificado de ensayo del material o use la calculadora de equivalencia de grados de acero para estimarlo a partir del grado.
El precalentamiento es necesario cuando CE > 0,35, el espesor de la chapa es > 25 mm o el contenido de hidrógeno es alto. Ralentiza el enfriamiento para evitar la fisuración por hidrógeno y la formación de martensita. Intervalo típico: 75–250°C según el CE y el espesor.
Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un equilibrador portátil de dos canales y analizador de vibraciones para el equilibrado de rotores in situ.
Instrumentos profesionales para aplicaciones industriales.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko es ingeniero de análisis de vibraciones y fundador y director ejecutivo de Vibromera. Desde hace más de 15 años equilibra equipos rotativos en campo y no en un banco de pruebas: desbrozadoras, ventiladores industriales, trituradoras, centrifugadoras, ejes y husillos. De ese trabajo nacieron los instrumentos Balanset — se concibieron como una herramienta que el especialista puede llevar hasta la máquina y utilizar solo, in situ, y no como equipo de laboratorio. Vibromera se fundó en 2017 y desde 2023 tiene su sede en Oporto, Portugal. Aquí se realizan el desarrollo, el montaje y el soporte de la línea Balanset. El instrumento insignia es el Balanset-1A, un analizador portátil para el equilibrado en uno y dos planos y para el diagnóstico de vibraciones. Nikolai participa personalmente en la atención al cliente, en la resolución de casos de equilibrado difíciles y en el desarrollo del software. Trabaja con clientes de todo el mundo, en cualquier idioma.
