Formule di saldatura: calcolo parametri, velocità e apporto termico

Quali sono le formule di saldatura che possono aiutarti a calcolare la velocità, l'area del filo utilizzato, il deposito e l'apporto termico?

In questo articolo tratteremo formule che possono essere utili nel lavoro di tutti i giorni per chi lavora nell'ambito della saldatura. Le formule di calcolo parametri di saldatura sono essenziali per ottenere cordoni di qualità superiore e ottimizzare i tempi di produzione.

Iniziamo!

Come calcolare la velocità di saldatura ottimale: formule di saldatura

Come fare per calcolare la velocità di saldatura? Entriamo nel dettaglio facendo alcuni esempi di calcolo saldatura che poi andremo ad analizzare.

Supponiamo di avere dei parametri di saldatura espressi in ampere , tensione, velocità filo, ecc. e di voler sapere la velocità di spostamento idonea, oppure sapere quanti Kg/h di filo depositate e così via.

Valori necessari per il calcolo

• Velocità del filo (mm/min)

• Area del cordone (mm²)

• Area del diametro del filo (mm²)

Formula principale per la velocità di saldatura

LA FORMULA E’ LA SEGUENTE:        V x F = v x f

Dove:

V= Velocità di saldatura (cm/min) o (mm/sec)   

Figura 1. Velocità di saldatura

F= Area del cordone di saldatura (mm²)              

Figura 2. Cordone di saldatura

v= Velocità del filo (mm/min) 

f = Area del diametro del filo (mm²)

Esempio di calcolo saldatura

Calcolo velocità di saldatura:

Parametri    

• Velocità filo (v) =15mt/min = 15000mm/min)

• Area filo (f) = 1,13mm²)

• Area cordone  (F= 25mm²)

Calcolo: V = (v x f) / F  = (15000 x 1,13) / 25= 678 mm/min = 67,8 cm/min = 1,13 cm/sec

In base a quanto appena visto, si può capire che se impostiamo una velocità del filo pari a 15 mt/min e vogliamo ottenere una saldatura in PB position, quindi ad angolo, con una profondità di gola di 5mm, dobbiamo avere una velocità di spostamento con la torcia di circa 70 cm/min.

Calcolo saldatura ad angolo e profondità di gola

Nella saldatura ad angolo si può calcolare la profondità di gola “a” o la “z” che sarebbe il lato della saldatura.

Figura 3. Calcolo profondità di gola

Formule per la saldatura Z:

Per trovare la “a”:  a = z / 1,41 ( radice quadrata di 2)

Per trovare la “z” : z = a * 1,41

Hai bisogno di fare una domanda sulle formule di saldatura?

Come calcolare l’area del filo utilizzato?

Supponiamo di avere il filo diametro 1mm, la formula dell’area è:

r² x 3,14 

quindi il raggio di 1mm è 0,5mm, ed avrò (0,5x0,5) x 3,14= 0,78 mm² 

Tabella parametri filo - diametro e sezione

Figura 4. Diametro del filo per calcolo area

Come calcolare la velocità del filo

Come facciamo a calcolare la velocità del filo se la nostra saldatrice non mostra il parametro?

Le soluzioni possono essere due:

• la prima è acquistare una saldatrice di ultima generazione (e qui vi consiglio di prendere una Fronius, leader mondiale per l'innovazione tecnologica)

• la seconda opzione è di prendere un orologio, iniziare a saldare e contare quanti giri fa la bobina del filo in un minuto e poi applicare la seguente formula velocità filo.

Formula per calcolo velocità filo manuale

(diametro bobina del filo in mm) x 3,14 x (giri bobina in 1 min) / 1000

Esempio pratico: il diametro bobina del filo in genere è di 300mm, supponiamo che ha fatto 6 giri in 1 minuto. Il risultato è: (300 mm) x 3,14 x (6 giri/min) / 1000= 5,65 mt/min.

Calcolo deposito in Kg/h

Per calcolare il deposito del filo dobbiamo tenere conto, oltre al diametro del filo, anche del tipo di materiale che andiamo a depositare, perché l’acciaio al carbonio ha un peso specifico ed è sicuramente diverso rispetto a depositare alluminio.

Peso specifico acciaio al carbonio

Per quanto riguarda l’acciaio al carbonio sappiamo che il suo peso specifico è di 7,874 gr/cm³ , quindi se voglio sapere il peso specifico del filo diametro 1 devo fare il seguente calcolo:

area del filo x peso specifico

• diametro 1,0mm: 0,78 x 7,874= 6,14 gr/mt

• diametro 1,2mm: 1,13 x 7,874= 8,9 gr/mt

Tabella parametri saldatura - Peso specifico

Figura 5. Diametro del filo per calcolo deposito in kg/h

Peso specifico alluminio

Il peso specifico dell’alluminio invece è il seguente:

alluminio 2,7 gr/cm³, quindi per il filo diametro 1,2 sarà:

1,13 x 2,7= 3,051 gr/mt.

Per gli altri materiali tipo 304, 316, Inconel e via dicendo non si deve fare altro che andare su internet e cercare il peso specifico del materiale d'interesse.

Calcolo dell'apporto termico

Se è necessario sapere l’apporto termico espresso in KJ/mm la formula apporto termico saldatura è la seguente:

Q(KJ/mm)= (U x I) x 60 / (V x 1000) x K2

Dove:

• Q = Apporto Termico (KJ/mm)

• U = Tensione (V)

• I = Corrente (A)

• V = Velocità deposito filo (mm/min)

• K2 = Fattore che dipende dal processo di saldatura che si utilizza (vedere tabella)

Esempio calcolo apporto termico

Parametri per spiegare la formula:

Q= (U x I) x 60 / (V x 1000) x K2

• U = 33V

• I = 275A

• V = 1300 mm/min

• K2 = 0,8 (processo Mig/Mag)

Q = (33 x 275) x 60 / (1300 x 1000) x 0,8= 0,33 KJ/mm

Tabella parametri di saldatura - Fattore K2

Figura 6. Valori per calcolo apporto termico

Riflessioni finali e soluzioni Arroweld

L'articolo presenta formule utili per calcolare la velocità, l'area del filo, il deposito e l'apporto termico nella saldatura. Inoltre, fornisce esempi dettagliati e spiega l'utilizzo delle formule in diversi contesti.

Si possono trovare soluzioni pratiche per chiunque lavori nel settore della saldatura, spiegando anche come ottenere informazioni necessarie sui materiali utilizzati.

Una guida essenziale per ottimizzare le operazioni di saldatura e migliorare la precisione nei calcoli.

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