O que é a entrada de calor na soldagem e por que ela é importante?

A entrada de calor Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000) em kJ/mm, onde η é a eficiência térmica, V é a tensão, I é a corrente e S é a velocidade de deslocamento. Ela controla o tamanho do cordão de solda, a largura da ZTA (Zona Termicamente Afetada), a distorção, a tensão residual e as propriedades mecânicas. Valores muito altos resultam em crescimento excessivo dos grãos; valores muito baixos resultam em falta de fusão.

Quais são os fatores de eficiência térmica para diferentes processos de soldagem?

De acordo com a norma EN 1011-1: SAW = 1,0, SMAW = 0,8, MIG/MAG = 0,8, FCAW = 0,8, TIG = 0,6. Esses valores consideram o calor perdido por radiação e convecção, em vez de seu consumo pela peça de trabalho.

Qual é o tempo de resfriamento t8/5?

t8/5 é o tempo (em segundos) necessário para a zona afetada pelo calor (ZAC) da solda resfriar de 800 °C para 500 °C. Isso controla a microestrutura: t8/5 curto → martensita (dura, quebradiça); t8/5 longo → ferrita/perlita (mais macia, mais resistente). O valor ideal é de 5 a 25 segundos para a maioria dos aços carbono.

Como é determinada a temperatura de pré-aquecimento?

O pré-aquecimento depende do equivalente de carbono (CE), da espessura da placa, da entrada de calor e do teor de hidrogênio. Para CE < 0,35: não é necessário. CE 0,35-0,45: 75-150 °C. CE > 0,45: 150-250°C. De acordo com a Tabela 3.3 da AWS D1.1, com ajustes para a espessura.

A norma ISO 4063 classifica os processos de soldagem por meio de números de referência: 111=SMAW, 131=MIG, 135=MAG, 136=FCAW, 141=TIG, 121=SAW. É utilizada em desenhos técnicos, procedimentos de soldagem (WPS) e qualificações de soldadores.

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Calculadora de Entrada de Calor de Soldadura e ISO 4063

Calcule a entrada de calor (kJ/mm), o tempo de arrefecimento t8/5, a recomendação de pré-aquecimento e o equivalente de carbono. Inclui a referência do processo ISO 4063.

ISO 4063 EN 1011-1 Entrada de calor kJ/mm

Processo de soldagem

Tensão do arco (V)

Corrente de soldagem (A)

Velocidade de avanço (mm/min)

Espessura da placa (mm)

Equivalente de carbono CE (Fórmula IIW)

Predefinições rápidas

Resultados

Entrada de calor Q

—

Eficiência térmica η

—

Energia do arco (sem η)

—

Tempo de arrefecimento t8/5 (est.)

—

Equivalente de carbono CE

—

Recomendação de pré-aquecimento

—

Avaliação de soldabilidade

—

Processo ISO 4063

—

Cálculo da entrada de calor (EN 1011-1)

A entrada de calor é a energia fornecida por unidade de comprimento da solda:

η — fator de eficiência térmica (dependente do processo)
V — tensão do arco (volts)
I — corrente de soldagem (amperes)
S — velocidade de deslocamento (mm/min)

Fatores de Eficiência Térmica

N.º ISO 4063	Processo	η (EN 1011-1)
121	SAW (arco submerso)	1.0
111	SMAW (bastão / MMA)	0.8
131	MIG (gás inerte)	0.8
135	MAG (gás ativo)	0.8
136	FCAW (com núcleo de fluxo)	0.8
141	TIG / GTAW	0.6

Estimativa do Tempo de Arrefecimento t8/5

O tempo de arrefecimento de 800 °C para 500 °C determina a microestrutura resultante. Modelo 2D simplificado de Rosenthal para chapas espessas:

Equivalente de carbono e pré-aquecimento

A fórmula de equivalente de carbono do IIW prevê a soldabilidade e as necessidades de pré-aquecimento:

Exemplo prático

Exemplo — Soldagem MAG de chapa S355 de 20 mm

Dado: Processo 135 (η=0,8), V=28V, I=250A, S=300 mm/min, CE=0,42

Energia do 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 → Soldabilidade razoável, pré-aquecimento 100–150 °C recomendado

⚠️ Nota: A estimativa de t8/5 é simplificada. O arrefecimento real depende da geometria da junta, do pré-aquecimento, da temperatura entre passes e das condições ambientais. Consulte a norma EN 1011-2 para aplicações críticas.

N.º	Processo	Descrição	η
111	SMAW	Arco metálico blindado (bastão/MMA)	0.8
114	FCAW-S	Autoprotegido com núcleo de fluxo	0.8
121	SAW	Soldagem por arco submerso	1.0
131	MIG	Gás inerte metálico (Ar) — alumínio, aço inoxidável	0.8
135	MAG	Gás ativo metálico (CO₂/Ar+CO₂) — aço carbono	0.8
136	FCAW-G	Núcleo de fluxo + gás ativo	0.8
137	FCAW-G	Núcleo de fluxo + gás inerte	0.8
138	MCAW	Fio com núcleo metálico + gás ativo	0.8
141	TIG	Gás inerte de tungsténio (GTAW)	0.6
15	Plasma	Soldadura por arco de plasma	0.6
311	OAW	Soldadura oxiacetilénica	0.45
42	Atrito	Soldadura por fricção	—
52	Laser	Soldadura por feixe de laser	0.9

Calculadora de Entrada de Calor de Soldagem e Referência ISO 4063

Resultados

Cálculo da entrada de calor (EN 1011-1)

Fatores de Eficiência Térmica

Estimativa do Tempo de Arrefecimento t8/5

Equivalente de carbono e pré-aquecimento

Exemplo prático

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