Aporte Térmico (Soldagem)
Calcula o aporte térmico (heat input) de uma soldagem, H = (V·I·60)/(v·1000), em kJ/mm, a partir da tensão do arco (V), da corrente (I) e da velocidade de soldagem (v, em mm/min). É um dos parâmetros mais importantes da soldagem: controla a velocidade de resfriamento, a microestrutura, a dureza da zona afetada pelo calor e o risco de trincas. Aporte alto amolece e distorce; baixo endurece e fragiliza. Informe a tensão, a corrente e a velocidade de soldagem.
Resultado
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Aporte térmico (soldagem)
O aporte térmico (heat input) é talvez o parâmetro mais importante da soldagem: quanta energia, por milímetro de cordão, entra na peça. H = (V·I·60)/(v·1000) kJ/mm combina a potência do arco (tensão × corrente) com a velocidade de avanço. Seu efeito é profundo — controla a velocidade de resfriamento, que por sua vez governa a microestrutura, a dureza da zona afetada pelo calor (ZAC) e o risco de trincas. Aporte alto resfria devagar, amolece a junta, aumenta a distorção e pode causar grãos grosseiros; aporte baixo resfria rápido, endurece e fragiliza a ZAC, favorecendo trincas a frio. Cada material e espessura têm uma faixa ótima especificada no procedimento de soldagem (EPS/WPS). Informe a tensão, a corrente e a velocidade de soldagem.
Ferramentas Relacionadas
Velocidade de Soldagem
Calcula a velocidade de soldagem (avanço do arco), dividindo o comprimento do cordão pelo tempo gasto, em mm/min. É um parâmetro fundamental que, junto com tensão e corrente, define o aporte térmico: soldar rápido demais gera cordões estreitos com pouca penetração; devagar demais superaquece e deposita material em excesso. Informe o comprimento do cordão e o tempo de soldagem.
Temperatura Ms de Início da Martensita (Andrews)
Calcula a temperatura Ms, o ponto em que a austenita começa a se transformar em martensita durante a têmpera, pela equação linear de Andrews: Ms(°C) = 539 − 423·C − 30,4·Mn − 17,7·Ni − 12,1·Cr − 7,5·Mo, com todos os teores em porcentagem em massa. Quase todo elemento dissolvido na austenita abaixa Ms — cobalto e alumínio são as exceções, e o sobem —, mas o carbono domina de longe: cada 0,1 % de carbono derruba Ms em 42 °C, quase 14 vezes o efeito do mesmo teor de manganês. Conhecer Ms define a temperatura do banho de martêmpera, indica se vai sobrar austenita retida à temperatura ambiente e prevê a severidade das tensões de têmpera, porque um Ms baixo faz a expansão da martensita acontecer tarde, com a peça já fria e rígida, e é aí que aparecem as trincas. A correlação é ajustada para aços de baixa liga, com carbono até cerca de 0,6 %, e a página recusa composições acima de 0,8 % de carbono, onde a extrapolação deixa de ter respaldo. Informe os teores de carbono, manganês, níquel, cromo e molibdênio.
Fração de Martensita (Koistinen-Marburger)
Calcula a fração de austenita já transformada em martensita quando a têmpera é interrompida a uma dada temperatura, pela equação de Koistinen-Marburger, f = 1 − e^(−0,011·(Ms − Tq)), com Ms a temperatura de início da martensita e Tq a temperatura em que a peça parou de resfriar. O resultado é a porcentagem de martensita formada — o que falta para 100 % permanece como austenita retida, macia, dimensionalmente instável e capaz de se transformar mais tarde em serviço, empenando a peça. Como o expoente é linear na diferença de temperatura, 63 °C abaixo de Ms já convertem metade da austenita, mas são precisos 209 °C para chegar a 90 % e o fim da transformação é assintótico, nunca exato — é exatamente por isso que peças de precisão recebem tratamento criogênico depois da têmpera. Informe a temperatura Ms do aço e a temperatura de parada da têmpera.
Diluição na Soldagem
Calcula a diluição de uma soldagem, D = (área de metal base fundido / área total do cordão)·100%, a proporção do cordão que veio do metal base, em vez do metal de adição. É crucial em revestimentos e na união de metais dissimilares: alta diluição mistura mais o metal base, alterando a composição e as propriedades do cordão (na soldagem de revestimentos anticorrosão, busca-se diluição baixa). Informe a área de metal base fundido e a área total do cordão.
Módulo de Resfriamento da Peça
Calcula o módulo de resfriamento (ou módulo geométrico) de uma peça fundida, M = V ÷ A, dividindo o volume V pela área superficial A em contato com o molde. O resultado, em cm (unidade de comprimento), é o parâmetro que governa a velocidade de solidificação: quanto maior o módulo, mais lenta a solidificação (a regra de Chvorinov diz que o tempo é proporcional ao quadrado do módulo). É a base do dimensionamento de massalotes na fundição — a regra dos módulos exige que o módulo do massalote seja cerca de 1,2 vezes o da peça, para que ele solidifique depois e alimente a contração, evitando rechupes. Informe o volume e a área da peça.
Temperatura de Pré-aquecimento
Estima a temperatura de pré-aquecimento para soldagem, Tp = 350·√(CE − 0,25), em função do carbono equivalente (CE) do aço. O pré-aquecimento reduz a velocidade de resfriamento, dando tempo para o hidrogênio escapar e evitando a formação de martensita frágil e trincas a frio na zona afetada pelo calor. Aços com CE alto exigem maior pré-aquecimento. Informe o carbono equivalente do aço.
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