Calculadora de Aporte Térmico de Soldadura
Aporte térmico en kJ/mm a partir de voltaje, corriente y velocidad de avance, con los factores de rendimiento de proceso de la EN 1011 — para WPS y trabajos con marcado CE.
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Cómo se calcula
El aporte térmico sigue la fórmula de la EN 1011 Q (kJ/mm) = (U × I × 60) ÷ (v × 1000), donde U es el voltaje de arco, I la corriente de soldadura, y v la velocidad de avance en mm/min. El ×60 convierte amperios y voltios (vatios) en energía por minuto, y el ÷1000 convierte julios en kilojulios manteniendo la longitud en milímetros. Algunas normas multiplican el resultado por un factor de rendimiento k — 1,0 para arco sumergido, 0,8 para electrodo revestido (MMA) y MIG/MAG, 0,6 para TIG — según cuánta energía del arco llega realmente a la chapa frente a la que se disipa por radiación.
Ejemplo resuelto: una soldadura MIG a 24 V y 150 A, con velocidad de avance de 200 mm/min. El aporte bruto es (24 × 150 × 60) ÷ (200 × 1000) = 216.000 ÷ 200.000 = 1,08 kJ/mm. Aplicando el factor MIG/MAG de 0,8 se obtiene 0,8 × 1,08 ≈ 0,86 kJ/mm — el número que aparece en la mayoría de los documentos WPS y que devuelve esta calculadora.
Lo que deberías saber
El aporte térmico es una decisión de compromiso directa, no un simple dial de «más es mejor» o «menos es mejor». Un aporte térmico más alto da mayor penetración y un cordón más ancho y liso, pero también engrosa el grano y ensancha la zona afectada por el calor (ZAC) — la región junto a la soldadura que se calienta lo suficiente como para cambiar su metalurgia sin fundirse. Una ZAC de grano grueso tiene menor tenacidad al impacto, algo crítico en aceros estructurales de grano fino o templados usados en climas fríos o con carga dinámica. Un aporte excesivo en material delgado también aumenta el riesgo de perforación y distorsión por dilatación desigual.
Un aporte térmico más bajo evita ese engrosamiento y limita la distorsión, por lo que la chapa fina suele soldarse con corriente baja y avance rápido. Pero si se reduce demasiado, la penetración se vuelve superficial — la soldadura puede verse bien en superficie sin fusión en la raíz, y en aceros templables un enfriamiento rápido por bajo aporte térmico puede aumentar el riesgo de una zona dura y susceptible al agrietamiento por hidrógeno, sobre todo sin precalentamiento adecuado.
- Existe un rango óptimo, no un único objetivo, que depende del espesor y grado del material — un WPS establece el rango calificado para una unión concreta, y esta calculadora indica dónde cae una combinación de voltaje/corriente/velocidad dentro de él (o fuera).
- La práctica estadounidense (AWS) expresa el aporte térmico en kJ/in sin factor k, ya que los códigos de EE. UU. definen el rendimiento de otra manera. Multiplica un valor en kJ/mm por 25,4 para comparar entre normas.
- La velocidad de avance es el dato que más fácilmente se mide mal en el taller — mídela directamente (longitud ÷ tiempo) en un cordón real en vez de leerla en el dial de la máquina, ya que la velocidad real a menudo se desvía del valor programado.
Preguntas Frecuentes
¿Cómo mido con precisión la velocidad de avance?
Cronometra un cordón real sobre una longitud medida: 300 mm en 90 segundos son 200 mm/min. En equipos mecanizados o robotizados, lee directamente la velocidad del carro o del programa en vez de estimarla — la velocidad manual varía más de lo esperado de un cordón a otro.
¿Por qué el TIG recibe un factor de 0,6 mientras que el arco sumergido recibe 1,0?
El factor representa el rendimiento del arco — cuánta energía entra realmente en el metal base frente a la que se irradia al aire. Un arco TIG abierto pierde cerca del 40% por radiación y convección; un arco sumergido arde oculto bajo el fundente, así que casi nada de su energía escapa antes de llegar a la chapa.
¿Cuál es un rango de aporte térmico típicamente aceptable?
El acero estructural general suele moverse entre 1,0 y 2,5 kJ/mm. Los aceros de grano fino o de alta resistencia suelen limitarse cerca de 1,5 kJ/mm para proteger la tenacidad, y también pueden tener un mínimo ligado al precalentamiento que previene el agrietamiento por hidrógeno. El WPS o la norma de aplicación siempre tienen la última palabra.
¿El aporte térmico por sí solo determina la calidad de la soldadura?
No — es una variable entre varias, junto con la temperatura entre pasadas, el metal de aporte, la preparación de la unión y el gas de protección. Rige principalmente la velocidad de enfriamiento y el tamaño de grano; una soldadura puede estar en el rango correcto y aun así fallar por un mal ajuste o contaminación.
¿Cómo cambia el espesor del material el aporte térmico objetivo?
El material más delgado necesita menos aporte térmico para evitar perforación y distorsión excesiva, mientras que las secciones más gruesas suelen tolerar — o requerir — un aporte mayor para lograr penetración y fusión adecuadas en todo el espesor. Por eso no existe un único número «correcto» de kJ/mm independiente de la chapa soldada.
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