Calculadora del tiempo de enfriamiento t8/5
Lo que tarda la unión en bajar de 800 a 500 °C decide qué estructura aparece en la zona afectada térmicamente. Es el parámetro que el procedimiento de soldeo esconde detrás de su rango de aporte térmico y de la temperatura de precalentamiento.
Las fórmulas de EN 1011-2
La norma da dos, porque el calor sale de dos maneras distintas.
Tridimensional — material grueso, el calor escapa en todas
las direcciones:
t8/5 = (6700 − 5·T₀) · Q · (1/(500−T₀) − 1/(800−T₀)) · F3
Bidimensional — chapa fina, el calor se reparte solo en el
plano:
t8/5 = (4300 − 4,3·T₀) · 10⁵ · Q²/d² · (1/(500−T₀)² − 1/(800−T₀)²) · F2
Cuál rige lo decide el espesor de transición: aquel en el que ambas dan el mismo resultado. La calculadora lo obtiene sola y lo muestra junto a la respuesta: por debajo manda la fórmula 2D, por encima la 3D. Con flujo tridimensional el espesor desaparece del resultado — añadir material ya no cambia nada.
El factor de forma
Una unión evacua el calor tanto peor cuantas más paredes se juntan en el mismo sitio. La norma lo recoge con los coeficientes de la tabla D.1.
| Tipo de unión | F2 | F3 |
|---|---|---|
| Cordón sobre chapa | 1,0 | 1,0 |
| Cordón a tope | 0,9 | 0,9 |
| Cordón en ángulo, unión en esquina | 0,9 | 0,67 |
| Cordón en ángulo, unión en T | 0,45–0,67 | 0,67 |
Para la unión en T la norma da F2 como intervalo. La calculadora toma el valor superior: da un tiempo de enfriamiento más largo, es decir, la estimación menos prudente — y es esa la que conviene comprobar midiendo, no la segura.
Qué tiempo es bueno
| t8/5 | Qué significa |
|---|---|
| menos de 5 s | Estructura templada en la ZAT, dureza por encima de 380 HV, riesgo de fisuras en frío |
| 5–25 s | El rango de trabajo para aceros estructurales no aleados y de baja aleación |
| más de 25 s | Grano grueso, resiliencia a la baja y, en espesores grandes, deformaciones |
Para los aceros bonificados de alta resistencia — S690, S890 — el fabricante fija su propio rango, del orden de 6–15 s, y salirse es más fácil que en un S355. Allí manda la hoja del material, no una tabla general. Lo mismo con los inoxidables: ahí no cuenta el temple, sino el tiempo pasado en el intervalo de precipitación de carburos.
Dónde hace falta
- Al elegir el precalentamiento. Si la temperatura de precalentamiento sale alta y no hay con qué calentar, t8/5 enseña cuánto hay que recuperar con aporte térmico.
- Al cualificar el procedimiento. En el WPQR se anota el aporte térmico real; convertirlo a t8/5 dice si la resiliencia y la dureza tienen alguna posibilidad.
- Al analizar fisuras. Una fisura en frío en la ZAT es casi siempre un tiempo de enfriamiento demasiado corto junto con hidrógeno. Se comprueban las dos cosas, no solo la marca del electrodo.
Preguntas frecuentes
¿Por qué justo de 800 a 500 grados?
En ese tramo la austenita se convierte en la estructura con la que va a vivir la unión. Rápido sale martensita: dura y propensa a la fisuración en frío. Despacio crece el grano y cae la resiliencia. Por debajo de 500 °C la transformación ya terminó y por encima de 800 °C aún no ha empezado, así que se mide precisamente ese tramo.
¿De dónde saco el aporte térmico para la fórmula?
De la calculadora de aporte térmico: intensidad, tensión y velocidad dan Q = k · U · I · 60 / (v · 1000). Aquí se introduce el valor que ya lleva el rendimiento térmico, no la energía de arco.
¿Y si el tiempo sale demasiado corto?
Dos palancas: el precalentamiento y el aporte térmico. El precalentamiento pesa más, porque entra dos veces en la fórmula — como factor delante y dentro de las propias diferencias de temperatura. Subir la intensidad también sirve, pero ahí topas enseguida con el límite superior del procedimiento.
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