Cantoneira de alumínio: calculadora de peso
Cantoneira em liga de alumínio: 9 medidas correntes com a massa por metro e uma calculadora para a sua. O alumínio pesa menos de 35 % do aço da mesma secção.
Medidas correntes e peso por metro
| Medida, mm | Secção, mm² | kg/m |
|---|---|---|
| 15×15×2 | 56 | 0,15 |
| 20×20×2 | 76 | 0,21 |
| 25×25×2 | 96 | 0,26 |
| 30×30×3 | 171 | 0,46 |
| 35×35×3 | 201 | 0,54 |
| 40×40×3 | 231 | 0,62 |
| 50×50×4 | 384 | 1,04 |
| 60×60×5 | 575 | 1,55 |
| 80×80×6 | 924 | 2,49 |
De onde vem o número
A secção calcula-se como F = (a + b − t) · t. Para 35×35×3 mm dá 201 mm², o que a uma densidade de 2,70 g/cm³ resulta em 0,54 kg/m.
O alumínio solda-se com TIG em corrente alternada ou com MIG e fio de alumínio; a película de óxido funde perto dos 2050 °C, muito acima do próprio metal, e tem de sair com uma escova de aço inoxidável imediatamente antes de soldar. Os pormenores estão em soldar alumínio.
Como calcular à mão o peso de uma cantoneira
Uma cantoneira são duas abas de espessura t que no canto se sobrepõem num quadrado t × t. Daí a fórmula F = (a + b − t) · t: a soma das abas vezes a espessura, menos o quadrado contado duas vezes. O erro mais comum é esquecer essa subtracção — a·t + b·t aumenta a secção em t / (a + b − t), 3,9 % numa 40×40×3.
Exemplo: cantoneira 40×40×3, vara de 6 m.
- Secção: (40 + 40 − 3) · 3 = 77 · 3 = 231 mm².
- Massa por metro: 231 × 2,70 / 1000 = 0,624 kg/m.
- Vara de 6 m: 3,74 kg.
A fórmula mostra também que para a massa só conta a soma das abas, não a proporção: uma cantoneira de abas desiguais 50×30×3 tem exactamente os mesmos 231 mm² que uma 40×40×3. Trabalham de forma diferente na estrutura, mas na balança e no orçamento são permutáveis.
Exemplo: caixilho de cantoneira
Um caixilho de 1000×600 mm em cantoneira 30×30×3 (da tabela acima: 171 mm², 0,46 kg/m, exactamente 0,462):
- Perímetro: 2 · (1000 + 600) = 3200 mm.
- Massa: 3,2 × 0,462 ≈ 1,48 kg — sem soldaduras, parafusos nem esquadros.
- De uma vara de 6 m sai um caixilho destes com sobra; dez caixilhos precisam de 32 m, ou seja, seis varas — a distribuição exacta com cortes é dada pelo plano de corte.
Um caixilho em cantoneira de aço da mesma medida pesaria 2,91 vezes mais, cerca de 4,3 kg. Em caixilhos para resguardos, carcaças e estantes é precisamente esta diferença que costuma decidir a favor do alumínio.
Cantoneira de alumínio contra cantoneira de aço
Uma cantoneira 40×40×3 pesa 1,813 kg/m em aço e 0,624 kg/m em alumínio (0,344 da massa). Mas a cantoneira é um perfil aberto e assimétrico: à flexão e à compressão torce com facilidade, e o alumínio tem um terço do módulo de elasticidade do aço (70 000 contra 210 000 MPa). Onde a cantoneira suporta carga, a troca de aço por alumínio «medida por medida» raramente chega — é preciso uma secção maior ou um perfil fechado, que à mesma massa é muito mais rígido à torção. A comparação de massas para tubos está na página do tubo quadrado de alumínio.
Ligas das cantoneiras
As cantoneiras de alumínio são em geral extrudidas em ligas 6xxx; a 6060 e a 6082 têm 2,70 g/cm³ na tabela de densidades do site, pelo que as massas acima se lhes aplicam. Uma 40×40×3 em 7075 pesaria 0,649 kg/m (+4,1 %), em 5083 0,614 kg/m. As cantoneiras quinadas em chapa podem ser de 5754 ou 1050A (2,67 e 2,70 g/cm³) — menos de 1 % de diferença para a tabela.
Soldar cantoneiras
- O bordo da aba. Um cordão de ângulo encostado ao bordo de uma aba fina funde facilmente a aresta — aponte o arco mais para a peça grossa.
- Cantoneira sobre chapa. A chapa grossa escoa o calor mais depressa do que a aba, por isso o cordão tende a ficar sem fusão do lado da chapa e a furar do lado da cantoneira.
- Consumível. Para ligas 6xxx a tabela de consumíveis do site aponta o ER 4043 como mais resistente à fissuração a quente e o ER 5356 como mais forte e estável na cor após anodização (não acima de 65 °C).
- Deformação. Um cordão comprido ao longo da aba arqueia a cantoneira; solde por troços, alternando os lados.
A técnica completa está na página sobre soldar alumínio, e todas as formas são calculadas pela calculadora de peso do alumínio. A barra chata — uma «cantoneira aberta» — tem página própria: barra chata de alumínio.
Erros típicos com a cantoneira
- Ordem das medidas. 40×40×3 são abas de 40 e 40 e espessura 3; pôr 3 como aba dá um resultado sem sentido.
- Canto não subtraído. a·t + b·t em vez de (a + b − t)·t — uns por cento a mais em cada posição.
- Medida interior da aba. A aba mede-se por fora, do canto até ao bordo.
- Tabela de cantoneira de aço como modelo. As tabelas de aço incluem os raios de laminagem na massa; para alumínio use a fórmula ou o catálogo do fabricante.
Perguntas frequentes
O peso muda com a liga?
Muito pouco. A densidade das ligas de alumínio vai de 2,66 a 2,80 g/cm³, e nos cálculos comerciais usa-se 2,70. Numa palete inteira a diferença é menor do que a tolerância de laminagem, por isso 2,70 chega para orçamentar e transportar.
Porque é que não bate com o peso do armazém?
Porque a tolerância dimensional funciona nos dois sentidos, e chapas e perfis raramente têm exactamente a espessura nominal. Em parede fina a diferença chega a alguns por cento — ao encomendar à tonelada, conte com margem.
Uma cantoneira quinada em chapa calcula-se como uma extrudida?
Quase. A cantoneira quinada tem um raio no canto em vez de uma aresta viva, por isso a sua secção real é um pouco menor do que (a + b − t) · t. Em chapa fina a diferença é desprezável; o resultado fica ligeiramente por excesso, o que para a encomenda é seguro.
Quanto pesa um caixilho de cantoneira de alumínio?
O perímetro do caixilho vezes a massa por metro. Um caixilho de 1000×600 em cantoneira 30×30×3 são 3,2 m × 0,462 kg/m ≈ 1,48 kg sem soldaduras nem fixações. Se os cantos forem em meia-esquadria, o comprimento de corte de cada lado é a medida exterior do caixilho.
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