Varão redondo de alumínio: calculadora de peso
Varão redondo em liga de alumínio: 11 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 |
|---|---|---|
| 6 | 28 | 0,08 |
| 8 | 50 | 0,14 |
| 10 | 79 | 0,21 |
| 12 | 113 | 0,31 |
| 14 | 154 | 0,42 |
| 16 | 201 | 0,54 |
| 20 | 314 | 0,85 |
| 25 | 491 | 1,33 |
| 30 | 707 | 1,91 |
| 40 | 1 257 | 3,39 |
| 50 | 1 963 | 5,30 |
De onde vem o número
A secção calcula-se como F = π/4 · d². Para 16 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 um varão redondo
A área do círculo é F = π/4 · d², e ao multiplicar pela densidade de 2,70 g/cm³ fica uma regra simples: massa por metro ≈ d² × 0,00212 kg com o diâmetro em milímetros. O factor 0,00212 é apenas π/4 × 2,70 / 1000.
Exemplo: varão de Ø30, troço de 3 m.
- Secção: π/4 · 30² = π/4 · 900 ≈ 707 mm².
- Massa por metro: 707 × 2,70 / 1000 = 1,909 kg/m (ou 900 × 0,00212 = 1,908 — o mesmo número, salvo arredondamento).
- Troço de 3 m: 5,73 kg; vara de 6 m, 11,45 kg.
A propriedade principal do varão: a massa cresce com o quadrado do diâmetro. Ø10 pesa 0,212 kg/m, Ø20 quatro vezes mais, 0,848 kg/m, Ø40 dezasseis vezes mais, 3,393 kg/m. «Um pouco mais grosso» passa depressa a «muito mais pesado»: Ø50 já são 5,301 kg/m.
Tarugos para torno: quanto comprar e quanto vai para apara
O varão de alumínio compra-se sobretudo para peças torneadas e fresadas. Contam então duas massas: a do tarugo (o que se compra) e a da peça acabada (o que se vende ou monta). A diferença é apara.
- Disco Ø50 × 20 mm: π/4 · 2500 · 20 ≈ 39 270 mm³ → 0,106 kg.
- Tornear Ø50 → Ø40 em 100 mm: π/4 · (2500 − 1600) · 100 ≈ 70 690 mm³ → cerca de 0,19 kg de apara.
- Sobreespessura no comprimento: a cada peça somam-se a largura de corte e o facejamento; para peças curtas de uma vara longa, o plano de corte faz a conta.
A apara de alumínio tem valor de sucata, por isso em séries grandes a sua massa entra no custeio como recuperação, não só como perda.
Varão de alumínio contra varão de aço
Um varão de Ø30 pesa 5,549 kg/m em aço e 1,909 kg/m em alumínio (0,344 da massa). A rigidez à flexão de um varão cresce com a quarta potência do diâmetro, e o alumínio tem um terço do módulo de elasticidade do aço (70 000 contra 210 000 MPa). Para um varão de alumínio flectir como um de aço, o diâmetro tem de crescer a raiz quarta de 3, cerca de 1,32 vezes — um Ø30 de aço corresponde mais ou menos a um Ø40 de alumínio. A massa fica então em cerca de 0,60 da do aço: uma poupança menor do que com tubo, porque a secção maciça aproveita pior o material. Onde conta a rigidez com pouca massa, é melhor o tubo redondo de alumínio.
Ligas do varão
O varão extrudido e trefilado fabrica-se, entre outras, em ligas 6xxx (6060, 6082 — 2,70 g/cm³ cada na tabela de densidades do site). Para peças muito solicitadas usa-se também a 7075: a tabela descreve-a como liga aeronáutica para peças carregadas e não soldável. A sua densidade é 2,81 g/cm³, pelo que um varão de Ø30 em 7075 pesa 1,986 kg/m, mais 4,1 % do que na tabela acima. Ao encomendar 7075 para maquinar, use essa densidade — em algumas dezenas de quilos a diferença já se vê.
Soldar varão redondo
- A 7075 não se solda. Se o varão vai ser soldado, verifique a liga antes de encomendar — 6xxx sim, 7075 não.
- Varão sobre chapa. Um cordão de ângulo à volta do varão mede π · d: 94 mm para Ø30. O varão grosso leva muito calor, por isso aponte o arco ao varão e não à chapa fina.
- Varões topo a topo. Em diâmetros maiores as pontas chanfram-se em cone para o cordão chegar ao centro; um varão de Ø30 sem preparação fica com falta de penetração no meio.
- Consumível. Para ligas 6xxx a tabela de consumíveis do site indica ER 4043, e ER 5356 onde se pede mais resistência ou cor após anodização (não acima de 65 °C).
A técnica de soldadura está na página sobre soldar alumínio, e todas as formas são calculadas pela calculadora de peso do alumínio.
Erros típicos com o varão
- Raio em vez de diâmetro. Pôr 15 em vez de 30 dá um resultado quatro vezes menor.
- d² sem π/4. Um quadrado em vez de um círculo aumenta a massa em 27 %.
- Sextavado como redondo. Uma área de 0,866 · s² é cerca de 10 % mais do que um círculo de diâmetro s.
- Massa da peça acabada em vez do tarugo. Compra-se varão, não peças — encomende por diâmetro e comprimento antes da maquinagem.
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.
Como calculo a massa de um disco ou de um tarugo para torno?
Volume vezes densidade: π/4 · d² · comprimento · 2,70 g/cm³. Um disco de Ø50 com 20 mm de espessura são π/4 · 2500 · 20 ≈ 39 270 mm³, cerca de 0,106 kg. A apara calcula-se da mesma forma, pela diferença de diâmetros: tornear de Ø50 para Ø40 em 100 mm retira cerca de 0,19 kg.
Esta calculadora serve para varão sextavado?
Não directamente. Um sextavado com medida entre faces s tem área 0,866 · s², cerca de 10 % mais do que um círculo de diâmetro s. Um sextavado de 30 mm são 0,866 · 900 ≈ 779 mm² e cerca de 2,10 kg/m, não 1,909 kg/m como um redondo de Ø30.
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