Consumo de varilla de soldadura: Guía de cálculo

Para determinar el uso de las varillas de soldadura, un método habitual en la práctica consiste en calcular el peso del metal de soldadura y, a continuación, dividirlo por el rendimiento del material de soldadura.

Es necesario calcular la eficacia de los materiales de soldadura. Sin embargo, como el diámetro de las varillas y los alambres de soldadura difiere, la eficiencia también variará mucho.

Para la industria, calcular con precisión la tasa de utilización de los materiales de soldadura puede ayudar a reducir los residuos innecesarios en la soldadura.

Según la experiencia de los soldadores, la tasa de utilización del alambre de soldadura es superior a la de las varillas de soldadura.

Algunas industrias disponen de una tabla específica recomendada para calcular el peso de los materiales de soldadura, que suele dividirse en función del tamaño de la ranura y del número de materiales de soldadura necesarios por metro para un determinado número de grados de ranura (en este caso, suele incluirse el índice de utilización).

Si dispone de esa información, puede crear una hoja de cálculo, una fórmula y rellenarla cada vez.

Es crucial calcular correctamente la demanda de varillas de soldadura durante la construcción de la soldadura. Si el cálculo es demasiado alto, habrá un exceso de existencias, pero si la estimación es demasiado baja, el presupuesto del proyecto será insuficiente y puede incluso repercutir en el avance normal y la calidad del proyecto.

Para calcular el consumo de varillas de soldadura se utilizan principalmente varios métodos:

Cálculo directo: Este método es el más sencillo. En primer lugar, hay que calcular el peso del metal de soldadura y, a continuación, dividir este peso por la tasa de utilización del material de soldadura para determinar el consumo de la varilla de soldadura. Este método se menciona en múltiples fuentes, lo que subraya su ubicuidad y practicidad.

Cálculo de la fórmula: Basándose en la fórmula proporcionada, el consumo de la varilla de soldadura puede calcularse utilizando parámetros como el área de la sección transversal de la soldadura, la longitud de la soldadura y la densidad del metal depositado. La fórmula específica se detalla en el artículo siguiente.

Método de cuotas estándar: Este método consiste en hacer referencia a las normas de cuotas de consumo de materiales de soldadura. Estas normas se expresan normalmente en unidades de peso de material de soldadura consumido por metro de soldadura (es decir, kg/m) y se eligen en función del tipo de varilla de soldadura utilizada (como varillas de soldadura básicas o ácidas).

Considerando el Coeficiente de Masa de Flujo y el Coeficiente de Transferencia de la Varilla de Soldadura: Para la soldadura por arco del tipo sin polvo de hierro, el consumo de la varilla de soldadura está relacionado con su coeficiente de masa de fundente, coeficiente de transferencia y área de soldadura. Los valores de estos coeficientes varían en función de la calidad de la varilla de soldar, y los valores específicos pueden consultarse en los materiales correspondientes proporcionados por el fabricante.

Fórmula de consumo de varillas de soldadura

El consumo de varillas de soldadura viene determinado principalmente por factores como el tipo de unión, el tipo de ranura, la longitud de la soldadura y otras características de la estructura de soldadura.

Aquí tienes algunas fórmulas de cálculo:

A) La fórmula de cálculo del consumo de electrodos es la siguiente:

m = A*L*ρ/1 - K_S

Dónde

• m - Consumo de varilla para soldar (g);
• A - Sección transversal de la soldadura (cm)²); (Véase el cuadro 1)
• L - Longitud de soldadura (cm);
• ρ - Densidad del metal depositado (g/cm³);
• K_s - coeficiente de pérdida del electrodo,

B) La otra es la fórmula para calcular el consumo de electrodo de polvo no ferroso:

m = ALρ/Kn * (1+Kb)

Dónde,

• m - Consumo de varilla de soldadura (g);
• A - Sección transversal de la soldadura (cm)²); (Véase el cuadro 1)
• L - Longitud de soldadura (cm);
• ρ - Densidad del metal depositado (g/cm³):
• Kb - Coeficiente de calidad del revestimiento, véase la tabla siguiente:
• Kn - Coeficiente de transferencia de metal del electrodo a la soldadura (incluidas las pérdidas por quemado, salpicaduras y punta del electrodo).

Por ejemplo:

1. En chapa de acero con un espesor conocido de 20mm está provista de una ranura en forma de V, la longitud de soldadura L es de 3m, y la varilla de soldadura es 5015. ¿Cómo calcular el consumo de varilla de soldadura?

(Según la tabla, el área seccional del metal depositado A=250mm²El densidad del acero ρ＝ 7,8 g/cm³coeficiente de conversión Kn=0,79, coeficiente de peso del revestimiento del electrodo Kb=0,32).

Solución: área seccional conocida del metal depositado A=250mm²densidad del acero ρ＝ 7,8g/cm³coeficiente de transferencia Kn=0,79, Kb=0,32, L=3m.

De la fórmula:

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

Respuesta: El consumo de varilla de soldadura es de 9,77Kg.

2. La soldadura por arco manual se utiliza para soldar una placa de acero al carbono de 10m soldadura en ángulo. El diámetro del electrodo es Φ4.0, y el tamaño del filete es de 10mm. ¿Cuántos electrodos se necesitan? (La tasa de deposición de la varilla de soldadura es de 55%).

Requisito de material de soldadura W= D/η=1,2ALρ/η

A=10*10/2=50mm²L=10m, ρ=7,8*10³/kg/m³η=55%

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

Respuesta: Para esta soldadura se necesitan 8,5 kg de varilla de soldar Φ4,0.

Tabla 1 Área seccional del metal depositado por soldadura

NO.	Nombre de la soldadura	Tipo y tamaño de junta soldada y ranura/mm	Fórmula de cálculo
1	Soldadura en I por un solo lado
2	Soldadura en I
3	Soldadura en V (sin soldadura posterior)
4	Soldadura en V por un solo lado (sin soldadura posterior)
5	Soldadura en U (sin soldadura posterior)
6	Soldadura de sellado posterior sin saliente en la raíz de la soldadura en V y en U
7	Raíz de soldaduras en V y en U
8	Retención V de la placa de apoyo de acero

Tabla 2 Coeficiente de peso Kb del revestimiento del electrodo

Tabla 3 Coeficiente de transferencia Kn del electrodo

¿Cuáles son los valores específicos del factor de calidad y del coeficiente de transferencia del flujo de la varilla de soldadura?

El factor de calidad (Kb) del flujo de la varilla de soldadura oscila generalmente entre 25% y 40%. El coeficiente de transferencia (Kn) de la varilla de soldadura a la soldadura, que incluye las pérdidas por combustión y salpicaduras, es de aproximadamente 5% a 10%, y la pérdida por cabezas de varilla de soldadura no utilizadas es de aproximadamente 10% a 15%.

Por ello, el coeficiente de transferencia suele fijarse entre 0,75 y 0,85.

¿Cuáles son las diferencias de consumo entre los distintos tipos de varillas de soldadura (como las varillas alcalinas y las varillas ácidas) en las aplicaciones prácticas?

Las diferencias en el consumo de los distintos tipos de varillas de soldadura en las aplicaciones prácticas se reflejan principalmente en los siguientes aspectos:

Principios de selección de materiales de soldadura:

Los materiales consumidos durante la soldadura (incluidas las varillas de soldadura, el hilo de soldadura, etc.) se eligen en función de la composición química del metal depositado. Esto significa que diferentes tipos de varillas de soldadura pueden tener diferentes cantidades de consumo debido a sus diferentes tipos de fundente y tipos de fuentes de potencia de soldadura.

Composición y características del fundente de la varilla de soldadura:

Las varillas de soldadura ácidas y las varillas de soldadura alcalinas tienen diferentes componentes en su fundente, lo que conduce a diferentes actuaciones durante el proceso de soldadura. El fundente de las varillas de soldadura ácidas contiene varios óxidos, que tienen fuertes propiedades oxidantes, mientras que las varillas de soldadura alcalinas contienen más silicatos, óxidos de hierro y óxidos de titanio, etc., y tienen propiedades oxidantes más débiles. Estas diferencias pueden afectar a la cantidad de polvo producido durante la soldadura, la estabilidad del arco y la fluidez de la escoria, que a su vez afectan indirectamente al consumo de varillas de soldadura.

Rendimiento del proceso de soldadura:

Las varillas de soldadura ácidas pueden utilizarse tanto para CA como para CC, con un buen rendimiento del proceso de soldadura, arco estable, menos salpicaduras, buena fluidez de la escoria, fácil eliminación de la escoria y un bonito aspecto de la soldadura. En comparación, las varillas de soldadura alcalinas, debido a su composición química específica y a las características del fundente, pueden requerir más atención y ajuste durante el proceso de soldadura, lo que puede dar lugar a un consumo relativamente mayor en las mismas condiciones.

Ámbito de aplicación y ratio de producción:

En los últimos años, con el uso generalizado del acero ordinario de baja aleación, ha aumentado gradualmente la utilización de varillas de soldadura alcalinas en la soldadura. Esto indica que, a medida que aumenta la aplicación de tipos específicos de acero, el consumo de los tipos correspondientes de varillas de soldadura (como las varillas de soldadura alcalinas) también aumentará en consecuencia. Al mismo tiempo, la soldadura de determinados tipos específicos de acero puede dar lugar a un mayor consumo de tipos específicos de varillas de soldadura (como las varillas de soldadura E308H, que requieren una elevada composición química del metal depositado).