Calcular o pré-aquecimento

O pré-aquecimento abranda o arrefecimento e dá tempo ao hidrogénio para sair do cordão. Se é preciso e a que temperatura responde o método B da EN 1011-2 — com quatro dados em vez de uma regra de algibeira.

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Os quatro dados

CET a partir da análise do certificado — não do nome do aço, porque duas corridas de S355J2 caem com frequência em lados opostos do limiar. Espessura da chapa soldada, não a soma das espessuras (essa pertence ao método A com CE). A fórmula vale para CET 0,20–0,50 %, espessuras de 10 a 90 mm, hidrogénio 1–20 ml/100 g e energia 0,5–4,0 kJ/mm; fora disso a calculadora avisa. Hidrogénio do consumível: básico depois de estufado cerca de 5 ml/100 g, rutilo corrente perto de 15. Energia de soldadura, porque mais calor do arco significa menos calor do maçarico.

O CET sai da conta do carbono equivalente, a energia da calculadora com esse nome.

O que o pré-aquecimento faz

Não baixa a dureza da estrutura: prolonga o tempo em que o cordão fica entre 800 e 500 °C. É esse mesmo tempo que o hidrogénio precisa para se difundir para fora em vez de se juntar no ponto de maior tensão. Por isso o pré-aquecimento actua contra as fissuras a frio, que só aparecem no dia seguinte — ver o tempo de arrefecimento t8/5 e fissuras no cordão.

Manter, não só atingir

A temperatura de pré-aquecimento é uma temperatura mínima para todo o cordão, passes intermédios incluídos. Se a peça arrefecer abaixo dela entre dois passes, o pré-aquecimento do primeiro foi desperdiçado. Em material espesso isso quer dizer, na prática, uma manta de aquecimento e não um maçarico.

A escala de hidrogénio HD

Escala da EN 1011-2. O valor HD consta do certificado do consumível; sem ele, conte um degrau pior.

Temperatura de pré-aquecimento de S235, S355 e S460 por espessura — tabela

Resultados da mesma fórmula para aços típicos da lista da calculadora, com dois níveis de hidrogénio: HD 12 (eléctrodos rutílicos) e HD 4 (eléctrodos básicos ressecados, fio sólido).

Entrega térmica 1,5 kJ/mm (valor por defeito da calculadora), resultado arredondado para cima a 5 °C como na calculadora. «—» — pela fórmula não é preciso pré-aquecer. O CET de cada aço é o ponto de partida da lista da calculadora; para documentos usa-se o CET do certificado de vazamento.

Como ler a tabela

Procura a linha da tua espessura e a coluna do teu aço com o hidrogénio certo. O S235 com HD 12 só pede pré-aquecimento a partir de pouco mais de dez milímetros, e com HD 4 a fórmula só o pede a partir de cerca de 27 mm. O S355 com eléctrodo rutílico em 20 mm já são 120 °C; com consumível de baixo hidrogénio, 75 °C. Entre as colunas HD 4 e HD 12 do mesmo aço há sempre cerca de 47 °C — é quanto custa um eléctrodo húmido.

Exemplos de cálculo passo a passo

Exemplo 1: S355J2, 20 mm, eléctrodo rutílico (HD 12), 1,5 kJ/mm

São os valores por defeito da calculadora. Os termos da fórmula: 697 · 0,34 = 237,0; 160 · tanh(20/35) = 82,6; 62 · 120,35 = 147,9; (53 · 0,34 − 32) · 1,5 = −21,0; menos 328. Soma: 118,6 °C, que a calculadora arredonda para cima para 120 °C. Temperatura entre passes: de 120 a 250 °C.

Exemplo 2: a mesma chapa com consumível de baixo hidrogénio (HD 4)

Só muda o termo do hidrogénio: 62 · 40,35 = 100,7 em vez de 147,9. Resultado: 71,4 °C, ou seja, 75 °C. Um eléctrodo básico ressecado ou um fio sólido poupam aqui 45 °C de pré-aquecimento em todo o comprimento do cordão — e horas de maçarico ao longo do turno.

Exemplo 3: S460N, 40 mm, HD 4, 1,2 kJ/mm

CET 0,42: 292,7 + 130,5 + 100,7 − 11,7 − 328 ≈ 184,2, ou seja, 185 °C. Com eléctrodo rutílico (HD 12) sairiam 235 °C — perto do limite superior entre passes, e a janela entre mínimo e máximo fica estreita. Em casos destes o consumível de baixo hidrogénio é praticamente a única escolha sensata.

O que pesa mais na fórmula

• CET. Cada 0,01 de CET são cerca de +7,8 °C a 1,5 kJ/mm. Uma diferença de 0,03 entre o certificado e o valor «típico» do aço já passa dos 20 °C.
• Espessura d. O termo 160 · tanh(d/35) sobe depressa até cerca de 40 mm e depois satura: 10 mm dão 44,5; 20 mm, 82,6; 30 mm, 111,2; 60 mm, 149,9; 90 mm, 158,1. Uma chapa de 60 mm não pede o dobro de uma de 30 mm.
• Hidrogénio HD. De HD 2 (79,0) a HD 18 (170,5) o termo cresce mais de 90 °C — é a maior alavanca que a oficina controla sozinha.
• Entrega térmica Q. O factor 53·CET − 32 é negativo para os aços da lista: com CET 0,34 cada kJ/mm a mais baixa o pré-aquecimento cerca de 14 °C. Arrefecer mais devagar ajuda, mas menos do que um consumível seco. A entrega térmica calcula-a a calculadora de entrega térmica.

CET a partir do certificado: um exemplo

O certificado de inspecção 3.1 traz a composição química. Por exemplo: C 0,16, Mn 1,40, Mo 0,02, Cr 0,05, Cu 0,10, Ni 0,05. Então CET = 0,16 + (1,40 + 0,02)/10 + (0,05 + 0,10)/20 + 0,05/40 ≈ 0,311. Esse CET na calculadora (campo «Introduzir o CET à mão») dá com 20 mm, HD 12 e 1,5 kJ/mm cerca de 100 °C, não os 120 °C do valor típico 0,34. Todos os equivalentes de uma vez calcula-os a calculadora de carbono equivalente.

Pré-aquecer na prática: a ordem

1. Calcula a temperatura para a parte mais grossa da junta e o consumível que vais mesmo usar.
2. Aquece largo e por igual, dos dois lados da junta, até o calor atravessar a peça — não só a superfície debaixo do maçarico.
3. Mede o metal com lápis térmico ou termómetro de contacto mesmo antes de acender o arco.
4. Mantém a janela entre passes: nem abaixo do mínimo calculado nem acima do máximo da WPS (a calculadora dá 250 °C para os aços estruturais correntes).
5. Não deixes um cordão grosso a meio. Se tiver de ser, volta à temperatura de pré-aquecimento antes de continuar.

Erros típicos no cálculo do pré-aquecimento

• CE (IIW) metido como CET. O CE costuma ser mais alto e o resultado sai exagerado; a fórmula da EN 1011-2 pede CET.
• Entrega térmica em kJ/cm em vez de kJ/mm. Escrever 15 em vez de 1,5 dá «não é necessário» — a calculadora avisa então que a energia está fora do campo da fórmula.
• Hidrogénio da caixa e não da prática. Um eléctrodo básico que passou um dia ao ar na oficina já não é HD 4.
• Aquecer só a superfície. O termómetro marca 120 °C em cima e a zona da raiz continua fria.
• O resultado em vez da WPS. O cálculo explica o número do procedimento, não substitui um procedimento qualificado. A rapidez com que o cordão arrefece depois do pré-aquecimento mostra-a a calculadora do tempo de arrefecimento t8/5.

Autor: Dmitry Frolov, soldador e serralheiro civil Actualizado: 28 de Setembro de 2026