Dominando o Consumo de Materiais de Soldagem para Controle de Custos

Os padrões de consumo de materiais de soldagem em aplicações industriais para caldeiras e vasos de pressão e estruturas de aço são elementos essenciais para a contabilidade de custos, gestão de estoque e planejamento da produção. O desperdício de material e o controle impreciso de custos podem ocorrer quando o consumo de materiais de soldagem excede ou fica aquém das estimativas estabelecidas em quantidades significativas.

Este artigo apresenta a lógica principal de cálculo, fórmulas padrão e tabelas práticas de referência utilizadas nos principais processos de soldagem, ajudando você a dominar rapidamente métodos precisos para calcular o consumo de materiais de soldagem.

1. Lógica Principal de Cálculo

O cálculo de cotas para todos os métodos de soldagem segue essencialmente o princípio básico de "volume teórico de enchimento + fator de perda do processo", ou seja:
Consumo real de consumíveis de soldagem = volume teórico de metal de adição da solda × (1 + fator de perda do processo)

Na forma simplificada:

Consumo de eletrodo de soldagem (kg) = Peso do metal de solda × 1,7

Consumo de arame de soldagem (kg) = Peso do metal de solda × 1,04

Consumo de fluxo na soldagem a arco submerso (kg) = Consumo de arame × 1,7

Onde:

Volume teórico do metal de solda = Área da seção transversal da solda × Comprimento da solda × Densidade do material.

O coeficiente de perda do processo leva em conta respingos, início do arco, extinção do arco, resíduos de escória/fluxo, etc.

2. Fórmulas padrão para métodos comuns de soldagem

Diferentes métodos de soldagem (como soldagem manual por arco, soldagem por arco submerso e soldagem por arco de tungstênio com gás) possuem diferentes coeficientes de perda e métodos de cálculo. As fórmulas para soldagem manual por arco e soldagem por arco de tungstênio com gás são baseadas na norma GB 985, enquanto as dimensões do chanfro para soldagem por arco submerso seguem a norma GB 986, "Formas e Dimensões Básicas dos Chanfros para Soldagem por Arco Submerso", garantindo que o cálculo da quota esteja em conformidade com as normas nacionais.

Definições de Parâmetros Básicos (a serem obtidos a partir de desenhos / fichas técnicas)

Fórmula universal para volume teórico de enchimento:

Enchimento = F × L × P × 10 ^-6 (kg)

Tabela 1: Fórmulas de Consumo de Material de Soldagem e Coeficientes de Perda

Para consumo de eletrodo:
A fórmula "Consumo de Eletrodo = 2 × Preenchimento Teórico" corresponde a um fator de perda de 20%–30%. Na prática, isso significa que o consumo real de eletrodo é cerca do dobro do metal de solda depositado, resultando em uma eficiência de deposição de apenas 50%–60%. Em outras palavras, 1 kg de eletrodos produz cerca de 0,5–0,6 kg de metal de solda. O coeficiente de consumo é calculado como o inverso da eficiência de deposição: com eficiência de 50%, o coeficiente é 2,0; com eficiência de 60%, ele cai para aproximadamente 1,67.

Para consumo de fluxo:
A fórmula "Consumo de Fluxo = 1,25 × Consumo de Arame" destaca que os coeficientes de consumo de fluxo não são fixos. Por exemplo, o fator comumente usado de 1,7 é uma estimativa conservadora que leva em conta a recuperação incompleta do fluxo, enquanto 1,25 reflete uma condição ideal com reciclagem eficiente de fluxo. Em alguns casos, é utilizado um método diferente, como aplicar uma taxa fixa de consumo de fluxo de 0,5 kg por metro de solda, conforme indicado na Tabela 1.

Nota Especial: Conversão de Materiais de Soldagem
Se o método de soldagem for temporariamente alterado durante a produção, a cota de consumo de material pode ser rapidamente convertida utilizando os seguintes coeficientes:

Eletrodos = 1,7 × Consumo de Arame = 1,75 × Consumo de Fluxo

Em outras palavras, a proporção de conversão é:
Eletrodo : Arame para Soldagem a Arco Submerso : Fluxo = 1 : 0,6 : 0,9

3. Cálculo da Área da Seção Transversal da Solda (F)

A área da seção transversal da solda é frequentemente a parte mais desafiadora do cálculo preciso. Abaixo estão cenários industriais comuns:

Solda em Ângulo (sem chanfro, por exemplo, juntas em T em estruturas de aço):

F=0,5xK ² (K=comprimento da perna)

Exemplo: K = 6 mm → F = 18 mm².

Solda de Topo, Chanfro em I (chapas finas ≤ 6 mm):
Exemplo: δ = 5 mm, folga de raiz b = 2 mm → F = 10 mm².

Solda SAW de Topo, Chanfro em V (chapas médias a grossas):
Exemplo: t = 25 mm, b = 1 mm, c = 3 mm → F ≈ 276 mm².

Solda SAW em Painel (sem chanfro, chapas finas):
Exemplo: t = 10 mm, B = 20 mm, c = 3 mm → F = 90 mm².

4. Tabelas de Referência Práticas

Se o cálculo manual não for necessário, você pode consultar diretamente as tabelas de referência rápida a seguir para obter o consumo de material de soldagem por unidade de comprimento (1 m) ou por junta, abrangendo processos comuns como Soldagem a Arco Submerso (SAW) e Soldagem a Arco com Eletrodo Revestido (SMAW).

Tabela 2: Consumo de Solda em Ângulo pelo Processo SMAW (Aço, P=7,85 g/cm³)

Tabela 3: Consumo de Soldadura de Topo por Arco Submerso (δ = 10–30 mm, chanfro V/X)

5. Dicas Principais para Evitar Erros

Parâmetros Precisos:
Sempre confirme o ângulo do chanfro, face da raiz e abertura da raiz conforme GB 986. Inclua o comprimento de início/término do arco (~10 mm cada).

Calibração do Coeficiente de Perda:
Realize soldas de teste e pese o material remanescente para ajustar com precisão as taxas reais de perda. Para SMAW, ajuste com base na habilidade do soldador.

Materiais especiais:
Para aço inoxidável, alumínio ou ligas, ajuste a densidade conforme necessário (por exemplo, alumínio = 2,7 g/cm³).

Conclusão

Os padrões de consumo de materiais de soldagem precisam ser adaptados às necessidades individuais, pois não seguem um padrão universal. A combinação de fórmulas industriais com calibração prática produz os resultados mais precisos, embora coeficientes e fórmulas industriais forneçam estimativas confiáveis. Fabricantes que compreendem esses cálculos e fazem ajustes específicos ao processo alcançarão maior eficiência de custos por meio da redução de desperdícios e gestão otimizada de estoque.