Calculadora de soldadura: Paràmetres de corrent, tensió i entrada de calor

Calcula els paràmetres òptims de soldadura, incloent-hi corrent, tensió, velocitat de viatge i entrada de calor en funció del gruix del material i del procés de soldadura (MIG, TIG, Stick, Flux-Cored).

Calculadora de Soldadura

Paràmetres d'Entrada

mm
A

Paràmetres Calculats

Copy
0 A
Copy
0 V
Copy
0 mm/min
Copy
0.00 kJ/mm

Fórmules de Càlcul

Entrada de Calor (Q) = (V × I × 60) / (1000 × S)

Q = (V × I × 60) / (1000 × S)

On:
V = Tensió (0 V)
I = Corrent (0 A)
S = Velocitat de Desplaçament (0 mm/min)

Q = (0 × 0 × 60) / (1000 × 0) = 0.00 kJ/mm

Càlcul del Corrent per MIG:

I = thickness × 40

I = 3 × 40 = 120 A

Càlcul de la Tensió per MIG:

V = 14 + (I / 25)

V = 14 + (0 / 25) = 14.0 V

Càlcul de la Velocitat de Desplaçament per MIG:

S = 300 - (thickness × 20)

S = 300 - (3 × 20) = 240 mm/min

📚

Documentació

Calculadora de Soldadura: Paràmetres de Precisió per a Soldadures Perfectes

Introducció a les Calculadores de Soldadura

Una calculadora de soldadura és una eina essencial per a soldadors de tots els nivells d'habilitat, des de principiants fins a professionals experimentats. Aquesta calculadora completa ajuda a determinar paràmetres crítics de soldadura, incloent corrent, voltatge, velocitat de desplaçament i entrada de calor en funció de l'espessor del material i del procés de soldadura. En calcular amb precisió aquests paràmetres, els soldadors poden aconseguir soldadures més fortes i consistents, alhora que minimitzen els defectes i optimitzen l'eficiència. La nostra calculadora de soldadura simplifica càlculs complexos que tradicionalment requerien una experiència extensa o taules de referència, fent que la soldadura de precisió sigui accessible per a tothom.

Ja sigui que estiguis treballant amb processos de soldadura MIG (Gas Inert de Metall), TIG (Gas Inert de Tungstè), Stick o Flux-Cored, aquesta calculadora proporciona els paràmetres precisos necessaris per a la teva aplicació específica. Entendre i aplicar els paràmetres de soldadura correctes és fonamental per a produir soldadures d'alta qualitat que compleixin els estàndards de la indústria i els requisits del projecte.

Càlculs de Paràmetres de Soldadura Explicats

Els paràmetres de soldadura són variables interconnectades que s'han d'equilibrar per aconseguir una qualitat de soldadura òptima. Els quatre paràmetres principals calculats per aquesta eina són:

Càlcul de l'Entrada de Calor

L'entrada de calor és una mesura crítica de l'energia tèrmica entregada durant la soldadura i s'expressa en quilojoules per mil·límetre (kJ/mm). La fórmula per calcular l'entrada de calor és:

Q=V×I×601000×SQ = \frac{V \times I \times 60}{1000 \times S}

On:

  • QQ = Entrada de calor (kJ/mm)
  • VV = Voltatge de l'arc (V)
  • II = Corrent de soldadura (A)
  • SS = Velocitat de desplaçament (mm/min)

L'entrada de calor afecta directament la penetració de la soldadura, la taxa de refredament i les propietats metal·lúrgiques de la soldadura acabada. Una entrada de calor més alta resulta típicament en una penetració més profunda, però pot causar distorsió o afectar la zona afectada per la calor (HAZ).

Càlcul del Corrent

El corrent de soldadura es determina principalment per l'espessor del material i el procés de soldadura. Per a cada procés de soldadura, utilitzem les següents fórmules:

  • Soldadura MIG: I=espessor×40I = \text{espessor} \times 40 (A)
  • Soldadura TIG: I=espessor×30I = \text{espessor} \times 30 (A)
  • Soldadura Stick: I=espessor×35I = \text{espessor} \times 35 (A)
  • Flux-Cored: I=espessor×38I = \text{espessor} \times 38 (A)

On l'espessor es mesura en mil·límetres. Aquestes fórmules proporcionen un punt de partida fiable per a la majoria d'aplicacions estàndard.

Càlcul del Voltatge

El voltatge afecta la longitud i l'amplada de l'arc, influenciant l'aparença del cordó de soldadura i el perfil de penetració. El voltatge es calcula en funció del corrent de soldadura i del procés:

  • Soldadura MIG: V=14+(I/25)V = 14 + (I / 25) (V)
  • Soldadura TIG: V=10+(I/40)V = 10 + (I / 40) (V)
  • Soldadura Stick: V=20+(I/50)V = 20 + (I / 50) (V)
  • Flux-Cored: V=22+(I/30)V = 22 + (I / 30) (V)

On II és el corrent de soldadura en amperes.

Càlcul de la Velocitat de Desplaçament

La velocitat de desplaçament es refereix a com de ràpid es mou la torxa de soldadura o l'electrode al llarg de la unió. Es mesura en mil·límetres per minut (mm/min) i es calcula com:

  • Soldadura MIG: S=300(espessor×20)S = 300 - (\text{espessor} \times 20) (mm/min)
  • Soldadura TIG: S=150(espessor×10)S = 150 - (\text{espessor} \times 10) (mm/min)
  • Soldadura Stick: S=200(espessor×15)S = 200 - (\text{espessor} \times 15) (mm/min)
  • Flux-Cored: S=250(espessor×18)S = 250 - (\text{espessor} \times 18) (mm/min)

On l'espessor es mesura en mil·límetres.

Com Utilitzar la Calculadora de Soldadura

La nostra calculadora de soldadura està dissenyada per ser intuïtiva i fàcil d'usar. Segueix aquests passos per calcular els paràmetres òptims de soldadura per al teu projecte:

  1. Selecciona el Procés de Soldadura: Tria el teu mètode de soldadura (MIG, TIG, Stick o Flux-Cored) del menú desplegable.

  2. Introdueix l'Espessor del Material: Introdueix l'espessor del material que estàs soldant en mil·límetres. Aquest és el factor principal que determina els teus paràmetres de soldadura.

  3. Visualitza els Resultats Calculats: La calculadora mostrarà automàticament els recomanats:

    • Corrent de soldadura (A)
    • Voltatge de soldadura (V)
    • Velocitat de desplaçament (mm/min)
    • Entrada de calor (kJ/mm)
  4. Ajusta els Paràmetres si Cal: També pots introduir directament un valor de corrent específic, i la calculadora recalcularà els altres paràmetres en conseqüència.

  5. Copia els Resultats: Utilitza els botons de còpia per transferir fàcilment els valors calculats a altres aplicacions o notes.

Exemple de Càlcul

Fem un exemple pràctic utilitzant la calculadora:

Per soldar una placa d'acer de 5mm amb MIG:

  1. Selecciona "MIG" del menú desplegable del procés de soldadura.
  2. Introdueix "5" al camp d'espessor del material.
  3. La calculadora mostrarà:
    • Corrent de Soldadura: 200 A (5mm × 40)
    • Voltatge de Soldadura: 22 V (14 + (200/25))
    • Velocitat de Desplaçament: 200 mm/min (300 - (5 × 20))
    • Entrada de Calor: 1.32 kJ/mm ((22 × 200 × 60) / (1000 × 200))

Aquests paràmetres proporcionen un bon punt de partida per a la teva configuració de soldadura.

Aplicacions Pràctiques i Casos d'Ús

La calculadora de soldadura és valuosa en nombroses indústries i aplicacions:

Fabricació i Fabricació

En entorns de fabricació, paràmetres de soldadura consistents asseguren la qualitat del producte i la repetibilitat. Enginyers i personal de control de qualitat utilitzen calculadores de soldadura per:

  • Desenvolupar especificacions de procediment de soldadura (WPS)
  • Establir estàndards de control de qualitat
  • Formar nous soldadors sobre la selecció dels paràmetres adequats
  • Resoldre defectes de soldadura relacionats amb paràmetres incorrectes

Construcció i Soldadura Estructural

Per a aplicacions estructurals on la integritat de la soldadura és crítica:

  • Calcular paràmetres per a diferents configuracions de juntes
  • Assegurar el compliment dels codis de construcció i estàndards
  • Optimitzar paràmetres per a soldadura en posició vertical, sobrecap i altres
  • Determinar paràmetres adequats per a diferents graus d'acer estructural

Automoció i Transport

En la reparació i fabricació d'automòbils:

  • Calcular paràmetres precisos per a la soldadura de làmines de metall fines
  • Determinar configuracions per a la soldadura d'acer d'alta resistència
  • Establir paràmetres per a la soldadura d'alumini i altres metalls no ferrosos
  • Assegurar una penetració adequada sense cremar el material en components crítics

Aplicacions DIY i d'Hobby

Per a tallers domèstics i soldadors aficionats:

  • Aprendre la selecció adequada de paràmetres per a diversos projectes
  • Evitar errors comuns com la insuficient penetració o l'excés d'entrada de calor
  • Aconseguir resultats de qualitat professional amb experiència limitada
  • Conservar consumibles utilitzant configuracions òptimes

Comparació de Processos de Soldadura

Diferents processos de soldadura requereixen diferents consideracions de paràmetres. La taula a continuació compara característiques clau:

Procés de SoldaduraRango de CorrentAplicacions TípiquesEspessor del MaterialEntrada de Calor
MIG (GMAW)50-400 AFabricació general, automoció0.5-6 mmMitjà
TIG (GTAW)5-300 ATreball de precisió, materials fins0.5-3 mmBaix
Stick (SMAW)50-300 AConstrucció, treball de camp3-25 mmAlt
Flux-Cored (FCAW)75-350 ATreball a l'aire lliure, seccions gruixudes3-25+ mmAlt

Alternatives al Càlcul de Paràmetres

Si bé la nostra calculadora proporciona excel·lents punts de partida, les aproximacions alternatives inclouen:

  1. Recomanacions del Fabricant: Els fabricants d'equips i consumibles de soldadura sovint proporcionen taules de paràmetres específiques per als seus productes.

  2. Especificacions de Procediment de Soldadura (WPS): Per a treballs que compleixin codi, els documents WPS formals especifiquen paràmetres provats i aprovats.

  3. Ajustament Basat en l'Experiència: Soldadors experimentats sovint ajusten paràmetres basant-se en la retroalimentació visual i auditiva durant la soldadura.

  4. Sistemes de Monitoratge Avançats: Els equips de soldadura moderns poden incloure sistemes de monitoratge de paràmetres i sistemes de control adaptatius.

Història del Càlcul de Paràmetres de Soldadura

La ciència del càlcul de paràmetres de soldadura ha evolucionat significativament al llarg del temps:

Desenvolupaments Primerencs (1900-1940)

En els primers dies de la soldadura moderna, la selecció de paràmetres es basava principalment en proves i errors. Els soldadors depenien de la inspecció visual i l'experiència per determinar les configuracions adequades. Les primeres taules rudimentàries que relacionaven l'espessor del material amb el corrent van aparèixer als anys 30, a mesura que la soldadura començava a utilitzar-se en aplicacions crítiques com la construcció naval.

Era de la Normalització (1950-1970)

Després de la Segona Guerra Mundial, la necessitat de soldadures consistents i d'alta qualitat va portar a enfocaments més científics. Organitzacions com la American Welding Society (AWS) van començar a desenvolupar estàndards i directrius per a la selecció de paràmetres. Les relacions matemàtiques entre les propietats del material i els paràmetres de soldadura es van establir mitjançant proves extensives.

Era Informàtica (1980-2000)

La introducció de la tecnologia informàtica va permetre càlculs i modelatges més complexos del procés de soldadura. El programari va començar a substituir les taules de paper, permetent que es consideressin més variables simultàniament. Els enginyers de soldadura ara podien predir no només paràmetres sinó també efectes metal·lúrgics i defectes potencials.

Precisió Moderna (2000-Present)

Avui en dia, els càlculs de paràmetres de soldadura incorporen una comprensió avançada de la metal·lúrgia, la transferència de calor i la física de l'arc. Les calculadores digitals de soldadura poden tenir en compte nombroses variables, incloent:

  • Composició i propietats del material
  • Composició del gas d'escudament
  • Disseny i ajustament de la junta
  • Posició de soldadura
  • Condicions ambientals

Aquesta evolució ha fet que la soldadura sigui més accessible mentre alhora permet un control més precís per a aplicacions crítiques.

Exemples de Codi per a Càlculs de Soldadura

Aquí hi ha implementacions dels càlculs de paràmetres de soldadura en diversos llenguatges de programació:

1// Implementació en JavaScript de la calculadora de paràmetres de soldadura
2function calculateWeldingParameters(thickness, process) {
3  let current, voltage, travelSpeed, heatInput;
4  
5  // Calcular el corrent en funció del procés i l'espessor
6  switch(process) {
7    case 'MIG':
8      current = thickness * 40;
9      voltage = 14 + (current / 25);
10      travelSpeed = 300 - (thickness * 20);
11      break;
12    case 'TIG':
13      current = thickness * 30;
14      voltage = 10 + (current / 40);
15      travelSpeed = 150 - (thickness * 10);
16      break;
17    case 'Stick':
18      current = thickness * 35;
19      voltage = 20 + (current / 50);
20      travelSpeed = 200 - (thickness * 15);
21      break;
22    case 'Flux-Cored':
23      current = thickness * 38;
24      voltage = 22 + (current / 30);
25      travelSpeed = 250 - (thickness * 18);
26      break;
27  }
28  
29  // Calcular l'entrada de calor
30  heatInput = (voltage * current * 60) / (1000 * travelSpeed);
31  
32  return {
33    current: current.toFixed(0),
34    voltage: voltage.toFixed(1),
35    travelSpeed: travelSpeed.toFixed(0),
36    heatInput: heatInput.toFixed(2)
37  };
38}
39
40// Exemple d'ús
41const params = calculateWeldingParameters(5, 'MIG');
42console.log(`Corrent: ${params.current} A`);
43console.log(`Voltatge: ${params.voltage} V`);
44console.log(`Velocitat de Desplaçament: ${params.travelSpeed} mm/min`);
45console.log(`Entrada de Calor: ${params.heatInput} kJ/mm`);
46

Consideracions de Seguretat per als Paràmetres de Soldadura

Si bé optimitzar els paràmetres de soldadura per a la qualitat i l'eficiència és important, la seguretat ha de ser sempre la consideració principal:

Prevenir l'Escalfament Excessiu i la Crema del Material

Una entrada de calor excessiva pot portar a:

  • Crema del material
  • Excés de projecció
  • Deformació i distorsió
  • Propietats mecàniques compromeses

La calculadora ajuda a prevenir aquests problemes recomanant paràmetres adequats en funció de l'espessor del material.

Reduir l'Exposició a Fums i Radiació de Soldadura

Corrent i voltatges més alts generalment produeixen:

  • Radiació d'arc més intensa
  • Augment de la generació de fums
  • Nivells de soroll més alts

Utilitzant paràmetres optimitzats, els soldadors poden minimitzar aquests perills mentre aconsegueixen soldadures de qualitat.

Seguretat Elèctrica

L'equip de soldadura opera a nivells de voltatge i corrent perillosos. La selecció adequada de paràmetres ajuda a prevenir:

  • Cicles de treball excessius que poden portar a l'escalfament de l'equip
  • Configuracions de voltatge innecessàriament altes
  • Perills elèctrics derivats de configuracions incorrectes

Prevenir Defectes de Soldadura

Els paràmetres incorrectes són una de les causes principals dels defectes de soldadura, que poden portar a fallades estructurals:

  • Falta de fusió
  • Penetració incompleta
  • Porositat i inclusions
  • Fractura

La nostra calculadora proporciona paràmetres que minimitzen aquests riscos quan s'apliquen correctament.

Preguntes Freqüents

Què és l'entrada de calor en soldadura i per què és important?

L'entrada de calor és la quantitat d'energia elèctrica transformada en energia tèrmica durant la soldadura, mesurada en quilojoules per mil·límetre (kJ/mm). Es calcula amb la fórmula: Entrada de Calor = (Voltatge × Corrent × 60) / (1000 × Velocitat de Desplaçament). L'entrada de calor és crucial perquè afecta la penetració de la soldadura, la taxa de refredament i les propietats metal·lúrgiques de la soldadura i de la zona afectada per la calor. Massa poca entrada de calor pot causar falta de fusió, mentre que una entrada de calor excessiva pot portar a distorsió, creixement de gra i propietats mecàniques reduïdes.

Com sé si el meu corrent de soldadura és massa alt o massa baix?

Símptomes d'un corrent massa alt:

  • Excés de projecció
  • Crema en materials més fins
  • Tall per sota de la soldadura
  • Excés de reforç (acumulació de soldadura)
  • Escalfament excessiu de l'electrode (en soldadura stick)

Símptomes d'un corrent massa baix:

  • Dificultat per establir o mantenir un arc
  • Aparença de cordó de soldadura deficient amb excés d'alçada
  • Falta de fusió o penetració
  • Adhesió excessiva de l'electrode (en soldadura stick)
  • Taxa de deposició lenta

Com afecta l'espessor del material als paràmetres de soldadura?

L'espessor del material és un dels factors més importants en la determinació dels paràmetres de soldadura. A mesura que l'espessor augmenta:

  • El corrent de soldadura normalment augmenta per assegurar una penetració adequada
  • El voltatge pot augmentar lleugerament per mantenir un arc estable
  • La velocitat de desplaçament generalment disminueix per permetre una entrada de calor suficient
  • La preparació de la junta esdevé més crítica (bisellat per a materials més gruixuts)

La nostra calculadora ajusta automàticament tots els paràmetres en funció de l'espessor del material que introdueixes.

Puc utilitzar els mateixos paràmetres per a diferents posicions de soldadura?

No, les posicions de soldadura (plana, horitzontal, vertical, sobrecap) requereixen ajustaments de paràmetres:

  • La soldadura en vertical i sobrecap normalment requereix un corrent del 10-20% inferior que en posició plana
  • La velocitat de desplaçament sovint ha de reduir-se per a la soldadura vertical cap amunt
  • El voltatge pot necessitar petits ajustaments per controlar la fluïdesa del cordó de soldadura

Utilitza les recomanacions de la calculadora com a punt de partida, després ajusta per a la posició segons sigui necessari.

Com afecten els diferents gasos d'escudament als paràmetres de soldadura?

La composició del gas d'escudament afecta significativament els paràmetres de soldadura òptims:

  • El 100% de CO₂ normalment requereix un voltatge més alt (1-2V) que les mescles d'Argó/CO₂
  • Les mescles basades en Heli solen requerir un voltatge més alt que les basades en argó
  • Un contingut més alt d'argó normalment permet un corrent més baix mentre manté la penetració
  • La taxa de flux de gas també afecta la taxa de refredament i, per tant, l'entrada de calor total

La nostra calculadora proporciona paràmetres per a mescles de gas estàndard; ajusta lleugerament en funció del teu gas d'escudament específic.

Quina és la diferència entre corrent constant i voltatge constant en soldadura?

Les fonts d'Corrent Constant (CC) mantenen un amperatge relativament estable independentment de les variacions en la longitud de l'arc. S'utilitzen normalment per a:

  • Soldadura TIG
  • Soldadura Stick
  • Aplicacions que requereixen un control precís de l'entrada de calor

Les fonts de Voltatge Constant (CV) mantenen un voltatge fix mentre permeten que el corrent variï en funció de la velocitat d'alimentació del fil. S'utilitzen normalment per a:

  • Soldadura MIG
  • Soldadura Flux-Cored
  • Aplicacions on la taxa de fusió del fil és important

La calculadora té en compte aquestes diferències en les seves recomanacions de paràmetres.

Com calcular els paràmetres adequats per a la soldadura d'alumini?

La soldadura d'alumini normalment requereix:

  • Un 30% més de corrent que l'acer de la mateixa espessor
  • Velocitats d'alimentació de fil més altes
  • Gas d'escudament d'argó pur o mescla d'argó-heli
  • Corrent AC per a soldadura TIG

Per a l'alumini, pren les recomanacions de MIG o TIG de la calculadora i augmenta el corrent aproximadament un 30%.

Què causa la porositat en les soldadures i com puc ajustar els paràmetres per prevenir-la?

La porositat (bombolles de gas a la soldadura) pot ser causada per:

  • Cobertura inadequada del gas d'escudament
  • Material base o fil d'aportació contaminat
  • Tècnica de soldadura inadequada
  • Paràmetres incorrectes

Ajustaments de paràmetres per reduir la porositat:

  • Assegurar un corrent adequat però no excessiu
  • Mantenir un voltatge adequat per a un arc estable
  • Ajustar la velocitat de desplaçament per permetre que els gasos escapen del cordó de soldadura
  • Assegurar una taxa de flux de gas adequada (normalment 15-25 CFH per a MIG)

Com determino la velocitat d'alimentació de fil correcta?

La velocitat d'alimentació de fil (WFS) està directament relacionada amb el corrent de soldadura en soldadura MIG i flux-cored. Com a regla general:

  • Per a l'acer suau amb fil de 0.035" (0.9mm): WFS ≈ 2 × Corrent
  • Per a l'acer suau amb fil de 0.045" (1.2mm): WFS ≈ 1.5 × Corrent
  • Per a l'alumini amb fil de 0.045" (1.2mm): WFS ≈ 2.5 × Corrent

Les màquines de soldadura modernes sovint tenen programes sinèrgics que ajusten automàticament la WFS en funció del corrent seleccionat.

Poden els paràmetres de soldadura afectar la resistència de la soldadura?

Sí, els paràmetres de soldadura afecten directament la resistència de la soldadura:

  • Una entrada de calor insuficient pot causar falta de fusió, reduint significativament la resistència
  • Una entrada de calor excessiva pot causar creixement de gra a la zona afectada per la calor, reduint la duresa
  • Paràmetres incorrectes poden portar a defectes com porositat, inclusions i fractures
  • La velocitat de desplaçament afecta la taxa de refredament, la qual influeix en la microestructura i les propietats mecàniques

Els paràmetres proporcionats per la nostra calculadora estan dissenyats per optimitzar la resistència de la soldadura per a aplicacions estàndard.

Referències i Lectures Addicionals

  1. American Welding Society. (2020). AWS D1.1/D1.1M:2020 Codi de Soldadura Estructural - Acer. Miami, FL: AWS.

  2. Jeffus, L. (2021). Soldadura: Principis i Aplicacions (8a ed.). Cengage Learning.

  3. The Lincoln Electric Company. (2018). El Manual de Procediments de Soldadura (14a ed.). Cleveland, OH: Lincoln Electric.

  4. Kou, S. (2003). Metal·lúrgia de Soldadura (2a ed.). Wiley-Interscience.

  5. TWI Ltd. (2022). "Calculant l'Entrada de Calor." Recuperat de https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/heat-input

  6. American Welding Society. (2019). Manual de Soldadura, Volum 5: Materials i Aplicacions, Part 2 (10a ed.). Miami, FL: AWS.

  7. The Welding Institute. (2021). "Paràmetres de Soldadura." Recuperat de https://www.twi-global.com/technical-knowledge/job-knowledge/welding-parameters

  8. Miller Electric Mfg. Co. (2022). "Calculadora de Soldadura MIG." Recuperat de https://www.millerwelds.com/resources/weld-setting-calculators/mig-welding-calculator

  9. The Fabricator. (2021). "La Ciència dels Paràmetres de Soldadura." Recuperat de https://www.thefabricator.com/thewelder/article/arcwelding/the-science-of-welding-parameters

  10. Hobart Institute of Welding Technology. (2020). Procediments i Tècniques de Soldadura. Troy, OH: Hobart Institute.


Prova la nostra calculadora de soldadura avui per optimitzar els teus paràmetres de soldadura i aconseguir soldadures de qualitat professional cada vegada. Ja siguis un principiant que busca orientació o un professional que busca eficiència, la nostra calculadora proporciona els paràmetres precisos que necessites per a projectes de soldadura exitosos.