(SI) SOLDADURA ELECTRICA DISEÑO ING 2014

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II SISTEMA DE SOLDADURA, PRUEBAS, CALCULOS Y PRESUPUESTOS Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 2013-2014 Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 1

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

SISTEMA DE SOLDADURA, PRUEBAS, CALCULOS Y PRESUPUESTOS

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano

2013-2014

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 1

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

CONSIDERACIONES TECNOLÓGICAS /

ANÁLISIS Y CALCULO EN SOLDADURA

En toda actividad relacionada con la soldadura, siempre la evaluación,

análisis y calculo de costos es un tema complejo de analizar,

fundamentalmente por la influencia de una gran variedad de parámetros, así

como por la falta de información para efectuar dichos cálculos

En el presente trabajo, además de analizar los factores técnicos que influyen

en los costos de soldadura, se ha desarrollado un método seguro y directo para

realizar los cálculos de los costos en las juntas o uniones más comunes que se

usan en el proceso a soldar.

SISTEMA DE SOLDADURA

LA SOLDADURA1

Por soldadura se entiende como unión de dos o más piezas de

composición semejantes (no pueden soldarse piezas de materiales

diferentes), de manera que se consiga un todo compacto y rígido. Se

pueden distinguir dos formas bien definidas de soldar: La soldadura

por presión–calor y la soldadura por fusión. En la primera las piezas a

unir, en el lugar de unión están en estado pastoso y se unen entre si

por la presión ejercidas entre ellos; mientras que la unión por fusión,

en la unión las piezas están en estado liquido o sólido y se unen por

solidificación de la unión y del material de aportación.

PROCEDIMIENTO DE LA SOLDADURA2

1.- Soldadura por presión calor (material en estado pastoso):

a) Soldadura por forja o martillado (soldadura por fragua)

b) Soldadura por resistencia eléctrica

c) Soldadura con termita o aluminotérmica a presión.

d) Soldadura autógena a presión.

2.- Soldadura por fusión (material en estado fluido)

a) Soldadura por fusión con gas (soldadura autógena)

1 Orlov. P. Ingeniería de Diseño. Moscú. Editorial Mir. Volumen pagina 180. 19992 Stroneo y Consorti. El Dibujo Técnico Mecánico. España. Editorial Montaner y Simón. Pagina 462. 2001

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b) Soldadura eléctrica con gas (Proceso MIG, TIG, etc.)

c) Soldadura eléctrica ( por arco voltaico)

d) Soldadura eléctrica por arco sumergido.

Los procedimientos de soldadura son muy variados como se muestra,

nosotros no vamos a describir ninguno de ellos, sólo nos vamos a

referir a los procedimientos mas generalizados; soldadura

oxiacetilénica (con gas) y soldadura eléctrica (por arco voltaico).

La soldadura oxiacetilénica es un procedimiento de soldadura por

fusión la cual su combustión por acetileno en una atmósfera de

oxigeno (casi puro), produce una llama que alcanza alta temperatura,

el calor de esta llama se aprovecha para fundir y soldar metales. El

consumo de oxígeno y acetileno en este proceso de soldadura es

aproximadamente de 1:1 a 1:3 dependiendo del volumen del espesor

de las planchas a soldar. En este proceso se usa generalmente

material de aportación, que tiene tres fines principales, unir las piezas

a través del material aportado, rellenar la unión y en algunos casos

restituye el material deteriorado o gastado de las piezas a soldar; los

metales de aportación son varillas expresamente hechas para este

fin, con propiedades y composición similar a las piezas a unir.

Soldadura por arco eléctrico o voltaico, es un procedimiento mediante

el cual los metales se funden por el intenso calor que se desarrolla en

el arco eléctrico, el arco se forma entre los terminales de un

generador de corriente (transformadores), en uno de los terminales

está el electrodo (metal de aportación), que se funde y el otro es la

pieza de trabajo conectadas al generador.

( - )

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Soldar no se puede aprender

leyendo libros o manuales acerca de

la soldadura, un soldador se hace

con la práctica, sin embargo todo

estudiante o futuro profesional,

ingeniero debe tener conocimientos

sólidos al respecto;

fundamentalmente lo que se refiere

por diseño de las piezas soldadas.

Muchos de estos conocimientos se dan en cursos de tecnología

mecánica o procesos de fabricación. Finalmente debemos señalar que

la soldadura, también se puede probar su resistencia existiendo

pruebas destructivas y no destructivas. En cuanto a los principales

tenemos:

Prueba de resistencia a la tracción (según DIN 1605- DIN 50120);

se comprueba sus resistencia preparado, probetas de acuerdo a

las normas, y sometiéndolas a un ensayo de tracción. Son

requeridas de máquinas especiales.

Ensayo de flexión (doblado), del taller (DIN 4100).- Es la prueba

más sencilla, consiste en doblar una costura a tope apanalada (U,

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V, X) hasta 90°, al abrirse la soldadura, puede notarse las

porosidades, inclusiones de escorias, deficiente penetración. Esta

prueba es para comprobar la capacidad de los obreros.

Existen otros como ejemplo:

Ensayo de flexión (plegado), según normas (DIN 50121)

Ensayo de forja

Ensayo de dureza

Ensayo de rotura, sobre material entallado y de rotura por choque,

ver norma DIN 50115 DUM 115.

Ensayo de fatiga donde se somete a cargas dinámicas la unión

soldada, según norma previa DIN 54001.

En cuanto a los ensayos o pruebas no-destructivas tenemos:

Comprobación exterior, inspección ocular.

Impermeabilidad, pruebas en depósitos a presión.

Ensayo ultrasónico o acústico.

Prueba de dureza

Ensayos electromagnéticos magna flux.

Aplicación de rayos X, comprobación de la existencia de burbujas,

inclusiones de escoria, grietas, defectos, etc.

Prueba de carga, por medio de máquinas de tracción o pruebas

hidráulicas para recipientes.

Unión a Tope Las piezas están en un mismo plano

Unión solapada Las piezas se solapan

Unión paralela Las piezas se superponen por su cara ancha

Unión T Una de las piezas, se apoya perpendicularmente por su extremo en la otra

Unión en cruz Dos piezas situadas en un mismo plano se apoyan perpendicularmente por su extremo contra un tercer, interpuesta.

Unión inclinada Una de las piezas incide por su extremo oblicuamente sobre la otra.

Unión angular Dos piezas inciden por sus extremos formando un ángulo cualquiera

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UNIÓN SOLDADAS A SOLAPE

Unión de canto y en T

SOLDADURA DE TAPÓN

Bien, entonces, de acuerdo al tipo de unión los materiales a unirse

tienen que preparar antes de ser soldados; esto es, pueden ser

cortados, biselados, perforados, etc. según sea el tipo elegido para

cada caso. En cuanto a esto último no se trata de una elección libre,

en muchos de los casos, la selección de un tipo de unión depende del

tipo de trabajo y las condiciones del mismo.

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Para construcciones especializadas (tanques, recipientes a presión),

hay formas que especifican el tipo de unión de acuerdo al espesor de

la plancha y posición.

UNIONES A TOPE3

Según la preparación de las uniones a tope estas pueden:a) Por el borde o rebordeada (1) b) Cuadradas (2)c) En V sencilla con bisel a 60° - 70° (3)d) En doble V (4)e) En bisel simple (6)f) En U (7)g) En doble U (8)h) En J (9)

Como siempre en este tipo de soldadura, se deja un espacio entre las

planchas (intersticio de soldadura). Este espacio depende del espesor

de la plancha y del tipo de electrodo a usar, generalmente, varia

desde 0.5 a 3 mm de 0.5 a 0.75 para planchas de 2 mm, de 1.5 a 3

para planchas de 5 mm, de 2 a 3 para planchas de 10 mm, y 3 para

planchas mayores de 20 mm.

3 Sánchez, Victoriano. Dibujo Mecánico. Lima-Callao. Ed. UNAC-FIME. Pagina 121. 1997.

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Caso de CargaMaterial

St33 St37 St52H HZ H HZ H HZ

- Comprobación simple y compuesta (flexo compresión), cuando sea necesario su comprobación contra pandeo y vuelco según ISO.

- Tracción simple y compuesta (flexo tracción), compresión compuesta (flexo compresión), cuando no sea posible una desviación de cordones comprimidos.

- Corte ( adm = adm /√3)

1100

1200

780

1200

1400

800

1400

1600

900

1600

1800

1050

2100

2400

1350

2400

2700

1550

Tendiendo en cuenta que las comisuras soldadas representan

condiciones menos favorables que el material base sin soldar en el

calculo de las uniones soldadas se habrá de rebajar aún más la

tensión admisible. En costuras de filete la tensión admisible de la

soldadura, vale aproximadamente 70% de la tensión admisible del

material. Luego las tensiones admisibles de las costuras soldadas de

acuerdo con las reglas fundamentales de resistencia de materiales

serian:

Cargas Pieza Costura Soldada

Tracción σ sol=FA≤σ adm

FA s

=¿ν⋅σadm

Corte τ sol=QA≤τ adm

QAs

≤ν⋅τadm

Flexión σ sol=M b

W b

+ Na .l≤σadm

M b

W bs

≤ν⋅σadm

Torsión τ sol=M t

W t

≤τadm

M t

W ts

≤ν⋅τ adm

Cargas combinadasSegún las hipótesis de

cargas

σ sol=√σ2+4 τ2≤σadm

σ sol=σ2+

12⋅√σ 2+4 τ2≤σ adm

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ANÁLISIS TENSIONES NOMINALES EN UNIONES SOLDADASa) Costuras a tope:

Para los

tipos de uniones a tope y las diferentes formas de solicitación de

carga se tiene en cuenta el espesor “t o e” de la plancha (la plancha

del menor espesor), y la longitud L. A esta longitud L se le debe

descontar una longitud 2a por defecto del cráter inicial y final de la

unión, donde “a” es la aportación mínima de la soldadura.

b) Costuras de Filete:En

este tipo de costuras, cualesquiera que sean su forma y solicitación de carga, se toma en cuenta la sección en la garganta, y siendo su forma fundamental un triángulo rectángulo de catetos iguales a (e), nominado como soldadura de filete el espesor máximo de la costura será:

El a= e

2. sen 45 º=0 .707 .e

espesor de aportación “a” debe tener el menor

valor posible siendo el mínimo practicable en elementos de maquinas

a = 3 mm y a = 4 mm. En estructura metálicas, siendo su valor

máximo a = 0,7 e (“e” = espesor de la plancha menor).

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El esfuerzo de corte nominal de la soldadura:

τ S=F

Σa .l≤τ soladm

Donde:F = fuerza máxima de la soldadura.a. = aportación mínima de la soldadura.l. = longitud de trabajo básico = número de cordones de la soldadura.

Caso de la

Soldadura de filetes frontales:Casi todos trabajan a tracción, como el caso:

σ S=F

e . L≤σadm

Donde:F = fuerza máxima de la soldadura.e. = espesor mínimo de la plancha a soldadura.L = longitud del cordón de soldadura aportada.σS = esfuerzo de tracción o compresión de la máxima soldadura.σadm. = esfuerzo admisible de la soldadura (1200Kgf/cm²).

En el caso de la soldadura está sometida a tracción por la fuerza F, y a flexión por la fuerza F2 (despreciando la fuerza de corte F2).

s = + b

= 0.707F/al F1 = F2 = 0.707F

ESFUERZO DE LA SODADURA.4

b = Mbmax/Ws + Nmax/a.l adm

4 Mott, Robert. Resistencia de Materiales Aplicada. México. Editorial Prentince Hell. Página 504. 1998

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Donde:

Mbmax = momento flector máximo (cm-Kgf)(lbf-in)

Ws = módulo de resistencia en flexión (a.l²/6)(cm3)( in3)

Nmax = carga máxima al sistema (Kgf)(Kips)

a.l = área de la longitud requerida.(cm2)(in2)M s max= N max .e x (kgf .cm) (0.707FC)/(la²/6)b = 4.25FC/la²

En el caso de costuras de filetes anulares (circulares):

En la Fig. 1 (a) la sección circular sometida a la tensión de tracción es:

As = ( D + 2a )² π/4 – ( D² π/4)

PROBLEMA:

Calcular la soldadura para un elemento de máquina que está

sometido a una carga F alternante que varía desde –25 Kgf. hasta

+25 Kgf. Considerar que los materiales de construcción de ambas

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piezas a soldar son de acero St37. Resolver el problema con las 2

situaciones gráficas mostradas.

D = 25 cm L = 30 cm

Solución:

Caso (a) Un solo cordónSiendo un elemento de maquina sometido a una carga dinámica

alternante tenemos:

τ Sad=ν1⋅ν2⋅τ f

S

Donde 2 = 1 (soldadura de clase I) y 1 = 0.22S = 2 (asumido) y f = 1000 Kgf/cm²

Efectuando:

τ Sad=0 .22⋅1⋅10002=110 Kgf /cm ²

Teniendo ahora la tensión que resiste la soldadura para la situación de carga tendremos:

τ S=M t

W tS

+N max

a . l≤ τadm

Y como el espesor del filete es relativamente grande con respecto a su longitud (y forma del cordón) debemos encontrar el momento resistente a la torsión (no como línea).

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W tS=[ (D+2a1 )4⋅π4−D4⋅π

4 ]⋅1r+a1

W t=[ (D−2a1)4−D4

D+2a1]⋅π16

Reemplazando los diversos valores de “a” tendremos:

Mt = 2530 = 750 Kgf-cm

a1 cm 0.4 0.5 0.6WS cm3 4.75 6.22 7.85s Kgf/cm² 158 120 96

Con la ayuda de la tabla, y la tensión admisible s ad vemos que con a1

= 6 mm satisface la condición (a)

Para efectos de comparación veamos, el volumen de la soldadura es:

V=π⋅a12 (D⋅23⋅a1⋅√2)

V=π⋅0 .62(2 .5⋅23⋅0.6⋅√2)

V=3. 5 cm3

Caso (b) con doble filete

En la ecuación de la tensión admisible varia el factor 1 de la tabla.1 = 0.35

τ S=0 . 35⋅1⋅10002=175 Kgf /cm²

El momento resistente WS para a2 = 3mm (mínimo valor) teniendo en cuenta una relación directa aparente en área resistente.

W tS=2[ (D+2a24−D4)

D+2a ]⋅ π16

Para a2 = 3 WS = 6.8 cm3

Con: τ S=

M t

W S

=7506 . 8

=110 Kgf /cm ²

Como vemos está asegurada (1100 y 1750 Kgf/cm²), el volumen de la soldadura aportada será:

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V=2a22(D+2

3⋅a2⋅√2)

V=2⋅π⋅0 .32(2 .5+23⋅0 . 3⋅√2)=1 .6 cm3

Como podemos ver, finalmente con un volumen igual a la mitad de la

soldadura el caso (b) es más eficiente que el caso (a), tanto en

resistencia como en gasto en el material de aportación.

DISEÑO DE LA SOLDADURA.La soldadura por arco e1éctrico, es de mayor uso en la actualidad, y

cuya confiabilidad a la fecha ha alcanzado un enorme desarrollo

tecnológico y grandes adelantos en la industria metal mecánica, por

ello que existe gran requerimiento.

Se efectúa la soldadura, en la unión de dos o más piezas de la misma

calidad y material, por medio de la aplicación localizada del calor,

hasta lograrse la fusión del metal en las zonas de contacto,

ordinariamente se añade el metal fundido hasta rellenar los espacios

que existen. La soldadura desempeña un importante papel en el

aumento de la velocidad de fabricación de piezas y del montaje de

estas que forman las estructuras.

Los elementos soldados por arco eléctrico, generalmente, son mas

resistentes y ligeros que las piezas fundidas, lo que representa dos

importantes ventajas en las partes móviles de las maquinarias y por

tener mayor resistencia a la fatiga.

En una pieza soldada, usualmente es necesario menor mecanizado

que los elementos de fundición equivalentes y por demás, queda

descontado que los cálculos son más exactos y seguros.

PROCESOS BÁSICOS DE LA SOLDADURA.Las más usuales uniones de soldadura son:

-UNIÓN A TOPE, es de gran resistencia debido a la magnífica

conducción del flujo de fuerzas, dado que dependen del espesor (e)

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de las piezas a unir, la preparación de las uniones, son de gran

importancia porque la resistencia de la soldadura influencia

extraordinariamente en la estética de la pieza que se aporta la

soldadura.

-UNIÓN A SOLAPE, tiene las mismas características de funcionalidad

que a tope, pero con los achaflanados que se añaden, son de

mayor resistencia, por ello que las bocamasas se efectúan por este

método de procedimiento.

La preparación de la soldadura en toda su magnitud esta propuesto

su normalización por el sistema ISO 9001. la nomenclatura se

propone en el apéndice.

TENSIONES DE TRABAJO DE LA SOLDADURA.

La resistencia de las uniones de soldadura, es importante distinguir, la rotura en la sección transversal y resistencia en el empalme, entre el enlace del material y la soldadura, la resistencia depende: - Del material de las piezas que se sueldan. - Del procedimiento de la soldadura. - Del tipo de electrodo.Asimismo, debe considerarse que las uniones soldadas se le solicitan, una resistencia estática, en las piezas que se unen, deben presentar un alargamiento mínimo y de resistencia suficiente.

La soldadura por su condición misma de trabajo debe asumirse del cálculo para las condiciones siguientes:

A tope: esfuerzo de tracción axial (t)

σ t=Fe⋅L≤σadm

Donde:F = carga o fuerza máxima (Kgf)L = longitud a soldar (cm)e = espesor de la plancha (cm)

En los ca1culos se consideran al espesor máximo, y que depende del espesor de la plancha.Aportación máxima de la soldadura:

a = e. sen 45° = 0,707.e (mm)

Esfuerzo tensión normal A SOLAPE.

σ t=F

2⋅l0⋅a0

≤σadm Donde A = 2loao

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Esfuerzo de Corte o cizallamiento:

τ t=FA≤τadm

Donde A = ∑aoloao = aportación mínima de la soldadura (mm)lo = longitud nominal (mm)

CALCULO DE LA DEPOSICIÓN DE LA SOLDADURAa) Análisis del tipo de la soldadura.b) Determinación del peso aparente.

Pa = deposición / longitud a soldar (lb) (Kgf)c) Cálculo del peso real

Pr = Pa/ (Kgf)= rendimiento del electrodo = 65%

d) Cálculo de la intensidad nominal de la corriente

I n=(K− d10 ).( d² + 4d)

(Amp)Donde:K = coeficiente del material (acero 4,1 y acero inoxidable 6,1)d = diámetro del electrodo (mm)

e) Intensidad de diseño.Id = 1.25. In

f) Tipo de electrodo, se propone por medio de tablasg)Velocidad de la deposición:

Vdep. = Peso /tiempoh) Cálculo del tiempo hora máquina.

TH.m = Pr/Vdep (horas)i) Calculo de los electrodos.

39 varillas = 1 Kgf39 varillas = $5.65/KgfX = 20.738Kgf809 varillas X = $ 117.2

Costo de mano de obra.1 varilla = 62seg.Gastos generales:GG = (2 a 3) *salario del técnico.Costo de la mano de obra.CMO = $ 1/horaCosto de la energía (kilowatt-hora)

CE=[ I d∗U

1000∗fs∗η+N °(1− 1

fs )]∗TH

Id = intensidad de diseño en Amp.U = tensión del arco voltaico = 25Vfs = factor de seguridad = 2N° = consumo de corriente en Kw =1.0 rectificado.THM= tiempo hora maquina en horas

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TEORIA DE LOS MATERIALES5.El rendimiento promedio de los materiales es la carga que se aplica en sus formas y etapas, este en el orden de la existencia del factor económico y la posibilidad de uso de los materiales en condiciones normales, por ello estimamos necesario resumir las características básicas de los materiales que influyen en el diseño, poniendo de relieve las influencias de:

- Resistencia a la rotura.- Límite de fluencia.- Módulo de elasticidad.- Dureza superficial.- Resiliencia a la fatiga, bajo tensiones cíclicas- Comportamiento cronológico bajo tensión y alta temperatura.- Resistencia al ataque electroquímico.- Resistencia a la abrasión recíproca entre piezas. - Coeficiente de transmisión y de dilatación térmica. - Peso específico.- Características relacionadas con los procedimientos de fabricación

(proceso de manufactura en máquinas herramientas, soldadura, tratamiento térmico, etc.)

- Deformación espontánea en el tiempo. - Características estáticas (color, recubrimiento, etc.) - Condiciones de obtenerse en cl mercado y costo unitario.-

INFLUENCIA DE LOS PROCEDIMIENTOS DE FABRICACIÓN.El procedimiento de fabricación de piezas grandes y complejas (cajas y armazones), en su comparación y reunión con cordones de soldadura con chapas y perfiles de acero. En ciertos casos, tales conjuntos están integrados por partes de acero, cuya obtención es con un so1o corte de plancha.

En este caso, el coste del corte de cada elemento y de su sucesiva reunión por soldadura es menor al coste de las piezas equivalentes fundidas, pero ello está mayormente compensado por la eliminación del modelo y moldes.

El uso de los procedimientos de soldadura, se efectúan por medio de

la soldadura oxiacetilénica para el corte de planchas y achaflanado de

las piezas a unir por medio de la soldadura eléctrica.

Además el diseño de una pieza soldada resulta diferente de las piezas de fundición, en comparación, la propuesta por soldadura presenta la ventaja de exigir menores espesores, y son estas:

5 Orlov, P. Ingeniería de Diseño. Moscú. Editorial Mir. Volumen 2, paginas 333-356. 1985.

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En el campo de las piezas sometidas a esfuerzos, o limitaciones de deflexión elástica, el acero común de las planchas admiten cargas unitarias y tiene un módulo de elasticidad el doble de una pieza fundida, por lo que, si se flexa el espesor se puede reducir el espesor. Por la gran libertad de deposición relativa de los componentes permite siempre ubicar las partes resistentes en el plano de la acción del esfuerzo.

La soldadura presenta por ende, la ventaja de no exigir la superposición de planchas, con la consiguiente anulación de los esfuerzos de flexión debido al alejamiento de los planos medianos respectivos, ni la dilatación debida a los agujeros de pasaje, ni al agregado de las cubrejuntas, si se necesita eliminar ambas causas negativas.

Como lo indica claramente el plano, en la mayoría de los casos, uno o ambos bordes de las planchas por unir deben ser preparados con chaflanes de distintas formas para el rellenado de la soldadura.

Totalmente análogo, a lo expuesto sobre la soldadura eléctrica. es sobre las tolerancias, se debe mecanizar sobre la adopción normalizada de la terminación superficial en el acabado.

La tensión admisible para la soldadura depende del tipo de soldadura y de la clase de esfuerzo, y viene dado en función del material de las piezas, es:

TIPO DE SOLDADURA CLASE DE ESFUERZO RESISTENCIA LASOLDADURA.

• A TOPE Tracción 0,85.KCompresión 0,80.KFlexión 0,80.KTorsión 0,65.KCorte 0,65.K

• A SOLAPE Tracción 0,65.KCompresión 0,65.KFlexión 0,65.KTorsión 0,65.KCorte 0,65.K

Donde K representa la tensión admisible del referido material.

LA SOLDADURA MODERNA EN LA INDUSTRIA.En los trabajos de Ingeniería Moderna, la Soldadura ha reemplazado en muchos casos a los otros métodos de unión de metales, como el remachado, el empernado y el engatillado. En las fábricas metálicas se utilizan diferentes procedimientos de acuerdo a las exigencias de los trabajos a realizar. Por ejemplo, en los astilleros navales utilizan procedimientos distintos a los utilizados en las plantas de fabricación de automóviles.

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Las ventajas de la Soldadura con respecto a otros métodos mecánicos de unión, tales como el remachado, el empernado y el engatillado, son:a) Simplicidad de Diseño, por ser innecesario proyectar piezas complicadas.b) Reducción de peso, al usar menos refuerzos, juntas y uniones.c) Rapidez de Ejecución, ventaja en economía de tiempo y de mano de obra.d) Economía en material, por eliminación de piezas.e) Relativa facilidad para todas las operaciones de reparación.

PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA.Los diferentes procedimientos podemos clasificarlos en tres grupos:a) Por Capilaridad, denominadas Soldaduras Blandas (estaño y plomo) Y Soldaduras Fuertes (bronce y plata).b) Por Presión, entre las que se encuentran la de Forja o Fragua y las de Resistencia Eléctrica (puntos, roldanas, tope, etc.).c) Por fusión. Existen varios procedimientos, pero los más importantes son las Soldaduras por Arco Eléctrico (Manual, semi-automático y automático), las Oxiacetilénicas y las combinadas de Electricidad y Gas (TIG y MIG).

a) SOLDADURA POR PUNTOS.Este procedimiento consiste en unir metales mediante una gran intensidad de corriente y bajo voltaje que proporcionan el calor para la soldadura. Inmediatamente después se aumenta la presión mecánica de los electrodos, finalizando la soldadura de la zona deseada (generalmente se usa para planchas de poco espesor).

b) PROCESO TIG (Tungsteno Inerte Gas)La unión de las piezas se consigue por calentamiento de un arco eléctrico entre un electrodo de tungsteno (no consumible) y la pieza, manteniendo el arco y el metal fundido debidamente protegido por un gas inerte (gas argón o helio).Puede añadirse metal de aportación en una forma similar a la soldadura oxiacetilénica.

MAQUINAS PARA SOLDADURA ELÉCTRICA AL ARCO.Como hemos visto anteriormente, para producir el arco eléctrico se puede emplear máquinas generadoras de corriente continua o transformadores de corriente alterna.Veamos ahora, esquemáticamente, como funcionan.a). MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA.Estas máquinas constan de un motor eléctrico que, al ser conectados a la red de corriente eléctrica, impulsa a un generador de corriente continua, unido mecánicamente al motor, que produce una corriente continua de bajo voltaje y elevado amperaje.CORRIENTE CONTINUA.- En la corriente eléctrica que recorre el conductor en un solo sentido.

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Voltio.- Es la unidad que evalúa al tensión (voltaje) de la corriente eléctrica.Amperio.- Es la unidad que mide la intensidad de la corriente eléctrica.Algunas máquinas de soldar tiene voltímetro y un regulador de voltaje, pero todas las máquinas en general tienen reguladores que permiten variar el amperaje o intensidad de corriente eléctrica necesaria para soldar.En las máquinas de corriente continua se determinan el polo positivo y el polo negativo en los bornes donde se fijan los cables; el polo positivo tienen el signo (+) y el polo negativo, el signo (-). Cuando el cable del porta electrodo se fija al borne señalado con el signo (+), decimos que la polaridad es Directa o Normal. Cuando hacemos lo contrario, decimos que la polaridad es Indirecta o Invertida.b). MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA.Estas máquinas, conocidas también con el nombre de transformadores, constan de dos bobinados arrollados a núcleos de hierro.Uno de los bobinados se conecta a la red de corriente eléctrica y, por efecto de un fenómeno eléctrico produce en el otro bobinado una corriente eléctrica alterna de menor voltaje y mayor amperaje.En una máquina de corriente alterna no es posible diferenciar los cables por sus polos, porque la electricidad fluye por ellos alternando su sentido o dirección cierto número de veces por segundo.Los electrodos se fabrican en gran variedad de núcleos de alambre, revestimientos y diámetros.Un buen operario soldador debe conocer perfectamente los tipos de corrientes de electrodos. Cuando elija uno, es necesario que reúna las siguientes propiedades:a. Para soldar con clase de corriente (alterna o continua) empleada.b. Ser adecuado para el metal base que se quiere soldar; yc. Convenir el destino que se dará a la pieza que se suelda. El Revestimiento del electrodo tiene varias funciones y los compuestos químicos que se usan en la fabricación son variados, dependiendo del tipo de soldadura que se desea obtener. Algunos de los productos químicos usados corrientemente son: la celulosa (pepa de algodón o de madera), que sirve de protección gaseosa; el dióxido de titanio o Rutilo, para la formación de la escoria; el ferro-manganeso, que actúa de agente reductor o desoxidante; el asbesto, para dar fuerza al arco y producir escoria; y el silicato de sodio para ligar los varios productos químicos y actuar como mordiente. Se aplica uniformemente por presión sobre la superficie del alambre en forma similar a la de la expulsión de las pasta desnitrifica del tubo que la contiene.El revestimiento determina en gran parte las características de operación del electrodo.

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 20

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La explicación del Sistema es la siguiente: Tomemos como ejemplo el electrodo cuya clasificación, de acuerdo a la "AWS", es el E-6010. En este caso, el número del electrodo sólo es de cuatro cifras.Cuando el número del electrodo tiene cinco cifras, entonces los 3 primeros números significarán resistencia mínima a la tracción.Para cualquier número de electrodo, sea de cuatro o de cinco cifras, el penúltimo número siempre nos indica la posición a soldar. A continuación, lo significados de los "penúltimos" más usados:1). Significa: Soldar en toda posición.2). Significa: Soldar en posición plana y horizontal solamente;3). Significa: Soldar sólo en posición plana.El último número tiene una serie de informaciones en la forma siguiente:

POSICION A SOLDAR.a) POSICIÓN PLANA.

Puede emplearse electrodos de toda clase y de todos los diámetros.Esta posición es la más rápida y fácil de ejecutar. Intensidad de corriente alta, de acuerdo al del electrodo.

b) POSICIÓN HORIZONTAL.Puede soldarse con todos los tipos de electrodos. La elección del diámetro del electrodo depende de la magnitud admisible del baño de fusión.

c) POSICIÓN SOBRE CABEZA.Se puede emplear un electrodo que deje un depósito en forma de grandes gotas. Usar menos intensidad de corriente que la de posición horizontal.

d) POSICIÓN VERTICAL ASCENDENTE.Utilizar los mismos electrodos que para la posición de sobre cabeza. Tener el arco particularmente corto y poca intensidad de corriente.

e) POSICIÓN VERTICAL DESCENDENTESe empleará de preferencia electrodos especiales construidos para esta posición. La intensidad de corriente puede ser la misma que se usa para la posición plana y de acuerdo al diámetro del electrodo.

SOLDADURA MIG/MAGEn la soldadura por Arco Metálico con Gas, conocida como Proceso MIG/MAG, la fusión es producida por un arco que se establece entre el extremo del alambre aportado continuamente y la pieza a soldar. La soldadura:

- MIG.- El cual emplea protección de un gas puro, inerte (helio, argón, etc).

- MAG.- El cual hace uso de dióxido de carbono, CO2, como as protector.

La tarea, que cumplen los gases protectores arriba mencionados, es la de proteger al arco, al baño de función y al material de aporte contra el peligroso acceso de los gases de la atmósfera.En ella se señala el alambre, la protección gaseosa, el arco y el metal depositado. El proceso puede ser semiautomático o automático, siendo el método semiautomático el de mayor aplicación.

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 21

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CLASIFICACIÓN DE LOS SOPLETES DE SOLDAR.De acuerdo a sus principios de funcionamiento, los sopletes oxiacetilénicos están comprendidos en dos categorías o clases generales:- Tipo inyector, y- Tipo de presión intermedia.Consumo de los sopletes.- Teóricamente, los volúmenes de oxígeno y acetileno consumidos por los sopletes deben ser iguales, pero en la práctica, no ocurre tal cosa.Aplicación.- Un soplete de soldar de baja presión, con una salida de 220 litros por hora. ¿Cómo calcular el consumo de oxígeno y acetileno, respectivamente?.Oxígeno = 220 * 1.2 = 120 litros por hora. 2.2Acetileno = 220 * 1 = 100 litros por hora. 2.2

BOQUILLAS.Las boquillas o puntas de los sopletes de soldar son piezas desmontables y numeradas. Se construyen con una conicidad interior de alta precisión, y se conectan al mezclador de gases del soplete. (Algunas boquillas, según la procedencia de fabricación, vienen con su propio mezclador).

CUADRO INDICATIVO DE BOQUILLAS DE ACUERDOAL MATERIAL A SOLDAR

Nº de Boquilla Espesor de la plancha en mm

Consumo en litros por hora de oxigeno y acetileno

0.5 – 1 0.5 – 1 801 –2 1 – 2 1502 –4 2 –4 3004 – 6 4 – 6 5006 – 9 6 – 9 7509 –14 9 –14 125014 – 20 14 –20 180020 – 30 20 –30 2600

LLAMA OXIACETILÉNICA.Esta llama resulta de la combustión de una mezcla de acetileno y de oxígeno, teóricamente en volúmenes iguales, pero en realidad hay 1.1 de oxígeno por de acetileno.En el dardo (a) se verifica la primera combustión, cuya fórmula química es:C2H2 + O2 = 2 CO + H2

Acetileno Oxígeno = Anhídrido Hidrógeno Carbónico.En esta primera combustión se forman, en la zona B, dos gases reductores: el óxido de carbono (CO) y el hidrógeno (H). Los gases de esta zona tienen la propiedad de descomponer los óxidos metálicos

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 22

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en sus componentes (reducen los óxidos de los metales), con lo cual, el metal fundido puede mantenerse libre de óxidos. Esta zona reductora es de gran importancia para la soldadura, pues permite que se mantenga libre de escoria el baño del metal en fusión.

2CO + H2 + 3O = 2 CO2 + H2OOxido Hidrógeno Anhídrido Agua (Vapor de agua)Carbono Oxigeno Carbónico

DISEÑO DE UNA CARCAZA DE REDUCTOR.Un modelo propuesto, alcanzará quizá su máximo fundamento en el caso del diseño de cajas de trenes cinemáticas, porque estos conjuntos, al igual que la mayoría de otras máquinas, el diseño dependen en sus líneas generales de exigencias geométricas funcionales, pero en sus detalles y estética y de fundamento se determina en los espesores. estos dependen mas de la posibilidades de fabricación, que los refuerzos a los cuales las cajas están normalmente sometidos, sean ampliamente suficientes en su resistencia con la sola ayuda de algunos nervios dispuestos en su estructura como se muestra en los montaje.

Las dimensiones internas principales de una caja de reductor de velocidad, están impuestas por la envolvente geométrica de la rueda que lo comprende, agregándose a los respectivos diámetros exteriores y anchos totales, los juegos radiales y laterales suficientemente para tomarse en cuenta la exactitud inevitable, para facilitar la soldadura o aportación, tanto en cl sentido radial como lateral, estos juegos "e" pueden preverse en función de las distancias de los ejes y el total "C" (distancia entre centros), por la formula siguiente:

e 0,05.C +10 (e y C en mm)

El juego entre las ruedas laterales adyacentes podrá ser mucho menor que el calculado con esta fórmula, en el orden de tamaño y magnitud del conjunto.

Para el caso sugerido, la caja, es soldada y maquinado de acuerdo a los requerimientos o necesidades, las mismas que están compuestas por piezas de planchas de acero, y las piezas unidas por medio de cordones de soldadura continuos y con las superficies achaflanadas y rellenadas.

El lo que refiere a los espesores, el procedimiento de la soldadura permitirá adoptar libremente de las necesidades del cálculo de resistencia. Del mismo modo, se exponen los espesores a soldar por la teoría de Lewis y Backingham, sobre este concepto. Por ello, que los espesores de las paredes, cielo o tapa, y fondo, las cotas de las bridas y pies de anclaje, etc., se determinan en el proyecto, los

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 23

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espesores y otras medidas análogas, tanto en las cajas, es decir, los que se sueldan por arco e1ectrico, y están determinados por criterios prácticos de fabricación, por ello, se exponen formularios empíricos que constituyen una buena síntesis del formulario profesional.

FUNDAMENTOS DE LA CAJA DE ACERO.

1.-CAJAS SOLDADAS POR ARCO ELÉCTRICO.

CARACTERISTICA NOMENCLATURAEspesor de plancha e 0.05 a + 10Espesor general (paredes y fondo) e1 0.36LEspesor medio de nervios e2 0.83LEspesor de bridas, lado caja frontal e3 1.2e1 + 4Altura de la brida, base e4 1.5e1 + 6Espesor de las paredes; cielo-tapa e5 1.23LEspesor de bridas, lado tapa e6 1.2e5 + 4Número de pernos de anclaje Z1 0.10P

Diámetro de los pernos, de las tapas: D1 0.234a3

Diámetro de perno del ancla y unión D2 0.34a3

El formulario indicado puede ser aplicado a reductores de velocidad y trenes, cuya distancia entre centros varia de: a = 250 a 1000 para varias etapas y ejes.

En los planos de montaje y de detalles, se acotan en la vista de planta, estando resumidas con todas las dimensiones del caso, y no faltando de detalle alguno.

DISEÑO POR SOLDADURA.La soldadura por arco eléctrico, es la de mayor uso, y cuya confianza en la actualidad ha alcanzado en cuanto al desarrollo tecnológico grandes adelantos, por ello que existe gran confiabilidad en su uso.Se efectúa la soldadura, a la unión de dos o más piezas de la misma calidad y material, ello por medio de la aplicación localizada del calor, hasta lograrse la fusión del metal en las zonas de contacto, ordinariamente se añade el metal fundido hasta rellenar los espacios que existan. La soldadura desempeña un importante papel en el aumento de la velocidad de fabricación de piezas y del montaje de estas que forman las estructuras.Los elementos soldados por arco eléctrico, generalmente, son más resistentes y más ligeros que las piezas fundidas, lo que representa dos importantes ventajas en las partes móviles de las maquinarias y por tener mayor resistencia a la fatiga.En una pieza soldada, usualmente es necesario menor mecanizado que los elementos de fundición equivalentes y por demos queda descontado que los cálculos son más exactos y seguros.

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 24

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Cálculos de las uniones soldadas.Problema Nº 1Debe soldarse eléctricamente, a tope, la chapa de acero de 200 x 15 mm material St 37; tipo de carga, H; tipo de solicitación, tracción axial; adm 1200 Kgf/cm² según norma ISO 1050

a) Costura a tope con examen del 100% con rayos X; disposición según la figura: adm 1600 Kgf/cm²,Fmax = Ao adm = 201.51600 = 48103 Kgf

b) Costura a tope; sin examen con rayos Xadm 1100 Kgf/cm²,Fmax = Asold adm = adm = 301100 = 33103 Kgf

En este segundo caso no puede aprovecharse al máximo, dispondremos la junta de unión a 45°. Con ello, la costura soldada queda sometida a solicitaciones de tracción y de corte o cizalladura.

Esfuerzo normal. N = Fsen45°Esfuerzo cortante. T = FCos45°

Con l = b/Sen 45° debe verificarse:

σ sold=Na⋅l=F⋅Sen2 45 °

a⋅b=F

2⋅a⋅b≤σ sold adm≤1100 kg /cm ²

τ sold=Ta⋅l=F⋅Cos45 °⋅Sen 45°

a⋅b=F

2⋅a⋅b≤τ sold adm≤900 kg /cm ²

Luego, la tensión que es capaz de soportar la junta, tensión comparativa o de referencia, vale:

σ rsold=12 (σsold+√σsold

2 +4 τ 2 sold2 )

Para = 900/1100 0.82, o sea, sold = 0.82sold, se tiene

σ rsold=12 (σsold+√σsold

2 +4 (0 . 82⋅σ2 sold)2)=12⋅2 . 92⋅σ sold¿σsold adm

o sea: sold sold adm/1.46 750 Kgf/cm²

y, según la igualdad (a), F 2 ab sold 21.520750 45103 Kgf

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 25

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Así, pues, con una costura soldada sin examinar por rayos X, la sección de la barra puede aprovecharse hasta un 95% disponiendo la costura con un ángulo de 45° respecto al eje de la barra y ejecutándola según la figura.

SOLDADURA

- El espesor de las planchas de las aceros de áreas de corrosión

e=0 ,05a+10(mm )

Donde:

a.: Distancia entre centros

a = 130 mm

C = 16, 5 mm 17 mm ½”

- Espesor de la plancha de la base

ef=0 ,36√LDonde;

L: Longitud de la plancha

L = 348 mm

Cf = 6,71mm 7mm ¼”

Longitud Total a soldar

8 x 100 + 2 x 140 + 2 x 298 = 1676 mm

Electrodo a utilizar 1/8” para planchas de 6...25mm

Peso de aportación Según tabla (para 1m de cordón)

e peso7 mm 382 gr

Longitud a soldar 140mm382 gr 100cm x1 = 53,48 gr x 14 cm Para ángulo biselado 90°

e peso7 mm 382 gr.Longitud a soldador 596 mm382 gr. 100cm x2 = 227,67 gr. x 59,6 cm

Para ángulos de la carcaza e peso

8 mm 499 gr. Longitud a soldar 100mm499 gr. 100cm x3 = 49.9 gr.

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 26

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x 10 cm Para biselado a 60°

e peso8 mm 288 gr.

Longitud a soldar 100mm288 gr. 100cm x4 = 28,8 gr. x 10 cm

Peso total de aportación:Pa=2 x1+2 x2+4 x3+4 x 4=877 .1 grPeso real:

PR=Pa

η; η=65 %

PR=1 .349 Kg≈2.97 lb- Tiempo Hora maquina

Para un electrodo E6011, la velocidad de aportación es 2.5lb /hora

THM=PR

Velocidad de deposición

THM=2. 97 lbf

2 .5 lbf /hora=1 .188 Horas

BASE DE UNA CARCASA: REDUCTOR DE VELOCIDAD

(SOLDADURA A USAR E6011)ESPESOR DE LA PLANCHAe = 0.05 a + 10

pero : a=100+160

2=130

e = 0.05 x 130 + 10

e = 16 . 5 mm <> 58in

ESPESOR DEL FONDO

e=0 . 36√L=0 .36 √300

e = 6 . 24 mm <> 14in

Uso del electrodo (material f° f°)

d=18

pu lg.< >3 .175mm , para planchas: e<6 . .. . 25>mm .

Amperaje necesario

I n=(4 .1−3 .17510 ) (3 .1752+4×3.175 )

I n=86 .167 A

Tipo de máquina: E1 =125A (Corriente máxima)Cantidad de soldadura (de filete)

Espesor de Garganta = 0.7e = 0.7 x 6.24 =4.368 mm. (Tablas)

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 27

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Aportación =0 . 20Kgm( para e=4 . 5 mm )

Nota: Como son 210 x 2 = 420 mm = 0.42 m.Cantidad = 0.20 x 0.42 = 0.084 Kgf

(Tablas)

Espesor de Garganta = 0.7e = 0.7 x 16.5 = 11.55 mm.

Deposicion =1. 32Kgfm( para e=12mm)

Nota: Como son 50 x 8 = 400 mm = 0.4 m.Cantidad = 0.4 x 1.32 = 0.528 Kgf.

Peso AparentePa = 0.084 + 0.528 = 0.612 KgfPeso real

Peso Real= Peso aparenteEficiencia

=0. 6120.65

=0 . 9415 Kgf

Tiempo hora máquina.

THM=PR

V dep

=0 . 94152 .5

×2.2=0.829 horas=49.71 minutos

Problema Nº 2

Se va soldar con electrodo y máquina de soldar estándar un dispositivo

mecánico como se muestra en el dibujo propuesto y la longitud es de 5pies.

Los datos son siguientes:

A).- Solución:

1.- Deposición a tope.

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 28

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Dep II=(1∗ {1} wideslash {8} )=0 . 425 lbf / pie=0 . 425 lbf / pie

2.- Deposición angular.

Dep Δ=(3

4∗ 30 ° \) =0 . 552*2=1 . 104 ital lbf / ital pie } {¿

3.- Disposición de refuerzo (1)

Dep∩¿(1

8∗2II )=0 .866=0 . 866 lbf / pie

4.- Deposición refuerzo (2)

Dep∩¿(18∗2II )=0 .301=0 .301 lbf / pie

DepT=∑ DepT=2 .696 Lbf / pie

B).- Peso aparente:

Pa=Σ DepT .Long=2. 696∗5=13 . 48 lbf Peso real:

PR=

PC

η=13 . 48

0 . 65=20 .738 Lbf

C).- Intensidad de la corriente nominal:

Ιn=( 4 .1−d10) .(d2+4 .d )=(4 .1−

3.17510

). (3 .1752+4∗3. 175 )

Ιn=86 .17 A

Intensidad de diseño:

Ιd=1 . 25∗I n=1 .25∗86 . 17=108 Α

D).- Tiempo hora maquina:

THM=

PR

V Dep

=20. 7382 . 2

=9 . 426horas

Cálculo de los electrodos:

36varillas ________1Kgf_______$1.65/Kgf

36varillas ________1Kgf_______$4.44/Kgf

X ________20.738

# 746.57 # 747varillas

36varillas_____$1.65/Kgf

745varillas_______X

X=$34.146

36varillas_______1Kgf____$4.44

1Kgf______$4.44

36varillas________1.65

745Varillas______X=$34.145

Costo mano de obra:

Cellocord E6011________Tiempo = 745

745*62seg46190seg/60

TH=12.83Horas

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 29

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Costo mano de obra:

$ 1/hora

CMO=$ 1/hora * 12.83=$12.83

Calculo de gastos generales:

GG = 2 a 3 x salario = 3*12.83

GG=$ 38.45

Costo de la energía eléctrica:

CΕ=[ Ι d . U

1000 . fs .η+N °(1− 1

fs )]∗TΗ

Donde:

Id=Intensidad de diseño = 108°

U = tensión del arco voltaico = 24V*(celulósico)

Fs = factor de seguridad = 2

N=consumo de corriente en Kw = 1.0 maquina rectificador

TH= tiempo hora maquina (en horas)

THM= 9.426horas

CΕ=[108∗24

100∗2∗0 . 65+(12 )]Kw /h∗9. 426=23 . 5Kwh

Para ello se ha elaborado una serie de tablas prácticas, que facilitarán al

usuario obtener los resultados de los cálculos en forma rápida y acertada, por

lo que es necesario manifestar que este material técnico será de mucha utilidad

para la industria e ingeniería, debiéndose tener en consideración los factores

que predominan en cada empresa o industria básica:

- Soldadores cualificados

- Preparación correcta de los materiales para ser soldados.

- Elección del proceso de soldadura concordante.

- Elección correcta de los electrodos: técnica y económicamente

adecuados

- Criterios generales usados en los procedimientos de la soldadura

Como aporte final se da ejemplos prácticos de los usos de las tablas, para cada

una de las juntas consideradas.

DETERMINACIÓN DEL PESO EN JUNTAS COMUNES Y EN “V”

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 30

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Áreas de la junta Relaciones básicas

Área triangulo (1) A1 = e2. tan /2

Área rectángulo (2)

(rendija abertura)

A2 = a.e

Área del refuerzo (3)

A3 =

B = b’ + a

Área del refuerzo opuesto (4) Porcentaje adicional en función del ángulo y

espesor de la pared A4

Área total (AT) AT = A1 + A2 + A3 + A4

Peso de costura =

JUNTA V (áreas)

Área 1 Área 2

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 31

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

A = e2 . tan A = a * e

Cálculo “b”: ancho de costura para ángulo (TABLA)

(Función e * )

Área (3) A = ancho total A = b’ + a

Área (4) % adicional de soldadura para pase de raíz (Tabla 3 en función del espesor (e) ángulo o)

CALCULO DEL PESO NOMINAL 1: SECCIÓN TRIANGULAR (Kgf/m)

TABLA 1

Tabla 1 (continuación)

Ángulos poco usados

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 32

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CALCULO DE PESOS DE ÁREA 2: SECCIÓN RECTANGULAR

KGF/METRO LINEAL

TABLA 2

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 33

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Cálculo de ancho costura ( b’ )

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 34

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TABLA 3a

b = b’ + a

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 35

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a: rendija

CALCULO DE PESOS NOMINAL 3: REFUERZO DE LA

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 36

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SOLDADURA

TABLA 3

PORCENTAJE ADICIONAL DE SOLDADURA

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 37

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LA SOLDADURA DE RAÍZ

TABLA 4

FORMA

COSTUR

A

ESPESOR

PARED(mm)

ANGULO DE ABERTURA DE LA JUNTA

50º 60º 70º 80º 90º

PARA

JUNTA EN

“Y” / “V”

6-11 32 27 22 19 15

12-16 24 19 16 14 11

17-20 21 18 15 12 10

21-30 18 14 12 10 8

PARA

JUNTA EN

“X”

20 26 21 17 14 12

30 17 14 12 10 8

40 15 12 10 8 7

60 10 8 6

90 7 5.5 4.5

EJEMPLO Nº 1

JUNTA EN “V” 60º

Espesor de plancha (e): 20mm

Abertura (a): 2mm

Refuerzo (h): 2mm

1) Calculo del peso parcial de material depositado en la sección

triangular sin rendija.

De la TABLA 1 (20mm/60º) .....................1.813 Kgf/m

2) Calculo del peso parcial de la sección rectangular (rendija).

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 38

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De la TABLA 2 (20mm/2mm) .....................0.314 Kgf/m

3) Determinación del ancho de la costura.

De la Tabla 3A (2mm/60º) : 23 mm

2 mm

25 mm

4) Determinación del peso parcial de la sobreelevación de cordón

a: h. = 2mm y a = 25mm.

De la Tabla 3 (25mm/mm)................................ 0.261 Kgf/m

SUMATORIA DE LA DEPOSICION PARA EL PESO DE LA JUNTA

SOLDADA: RAÍZ Y DEL REFUERZO

Dep =1.813 + 0.314 + 0.261 = 2,388 Kgf/m

5) Calculo del peso parcial de la soldadura de raíz:

De la Tabla 4 junta en V 60º/20mm..................18%

(18% del peso de la junta)

18% (2,388 Kgf/m)..................................................0.430Kgf/m

Peso total de la junta: 2,388 + 0.430 = 2,818 Kgf/m

PESO DE JUNTA EN FILETE (Kgf/m) TABLA 8

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 39

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“a”garganta

mm

ÁNGULOS60º 90º 120º

2 0.018 0.031 0.0542.5 0.028 0.049 0.0853 0.041 0.071 0.122

3.5 0.056 0.096 0.1274 0.073 0.126 0.218

4.5 0.092 0.159 0.2755 0.113 0.196 0.340

5.5 0.137 0.237 0.4116 0.163 0.283 0.489

6.5 0.191 0.332 0.5747 0.222 0.385 0.666

7.5 0.255 0.442 0.7658 0.290 0.502 0.870

8.5 0.327 0.567 0.9829 0.367 0.636 1.101

9.5 0.409 0.708 1.22710 0.453 0.758 1.36011 0.548 0.950 1.64512 0.653 0.130 1.95813 0.766 1.327 2.29814 0.888 1.536 2.66515 1.020 1.766 3.05916 1.160 2.010 3.48117 1.310 2.269 3.92918 1.458 2.543 4.40519 1.636 2.834 4.90820 1.813 3.140 5.43921 2.194 3.799 6.581

EJEMPLO Nº 4

JUNTA DE FILETE (GARGANTA A= 12mm)

Sobre-elevación h = 2mm

1) Cálculo del peso parcial de la sección triangular

De la Tabla 8 (a: 12mm/90º).................1.130 Kgf/m

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 40

1

2

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

2) Determinación del ancho de la costura

De la Tabal 3a (a: 12mm/90º) : 24mm

3) Cálculo del peso parcial de la sobre-elevación del cordón a h =

2m

H = 2mm

De la Tabla (a: 12mm/2mm) .............................0.116 Kgf/m

Peso Total de la Junta = 1.130 + 0.116 = 1.246 kg/m

PESO DE MATERIAL DEPOSITADO POR VARILLAS

TABLA 9

ELECTRODOS OERLIKON

PESO QUE DEPOSITA 1 VARILLA (gf)

Nº VARILLAS POR Kgf

METAL DEPOSITADO POR 1

Kgf DE VARILLAS

PORCENTAJE%

CELLOCORD

AP

3.15 14.40 39 551 55%

4.0 22.20 25 555

5.0 35.00 16 560

OVERCORD

3.15 17.42 38 662 66%

4.0 27.40 24 657

5.0 42.00 15.5 651

OVERCORD S

3.15 18.80 29 545 54%

4.0 30.20 18 543

5.0 41.54 13 540

SUPERCITO

3.15 23.10 29 670 66%

4.0 36.30 18 653

5.0 57.40 11.5 660

FERROCITO 24

3.15 34.40 22 756 75%

4.0 56.00 13.5 756

5.0 83.33 9 750

INOX AW ELC 3.15 21.25 27 574 57%

INOX BW ELEC.. 3.15 21.85 27 590 59%

INOX 29/9 3.15 21.65 29.5 639 64%

CITOCHROMI3 4.0 35.00 18.5 648 65$

CITOMANGAN 4.0 34.33

CITODUR 6000 4.0 30.60 18.5 566 56%

CITODUR 1000 4.0 47.50 14 655 65%

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 41

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

TIEMPO DE FUSIÓN

TABLA 10

ELECTRODO (mm) Amp

Min

T seg. Amp.

Max

T seg. Amp

opt.

T seg

Cellocord AP 3.15 90 72 120 58 110 62

Cellocord AP 4.0 110 86 140 72 130 77

Cellocord AP 5.0 140 100 200 76 180 84

Overvord 3.15 90 103 130 57 120 68

Overvord 4.0 140 74 180 57 160 64

Overvord 5.0 180 100 240 66 210 78

Overvord S 3.15 100 84 140 59 130 63

Overvord S 4.0 140 85 180 67 170 71

Overvord S 5.0 190 92 240 87 220 82

Supercito 3.15 100 84 140 62 130 65

Supercito 4.0 140 85 190 75 175 80

Supercito 5.0 190 106 250 87 230 92

Ferrocito 24 3.15 140 77 180 55 160 61

Ferrocito 24 4.0 180 87 230 65 210 70

Ferrocito 24 5.0 260 102 310 76 290 84

Inox AW 3.15 70 95 120 55 110 59

Inox BW 3.15 70 96 125 53 110 57

Inox 29/9 3.15 80 95 120 48 110 51

Citochrom134 4.0 85 93 125 52 110 53

Citomangan 4.0 140 99 175 86 170 90

Citodur 600 4.0 140 93 170 90 160 88

Citodur 1000 4.0 170 144 200 120 190 129

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 42

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

Nº DE VARILLAS POR KILO DEL ELECTRODO

TABLA 11

Diámetro del

electrodo mm

1.6 2.5 3.1 4.0 5.0 6.3

Cellocord AP 80 74 39 25 16 8

Overcord M 69 66 36 23 15

Overcord 68 38 24 15.5

Ovecord S 56 29 18

Ferrocito 24 22 13.5 9

Ferrocito 27 20 13 8 4

Supercito 49 29 18 11.5 6

Tenacito 80 30 19

Tenacito 110 30 19.5 13

Ferrocord U 67 36 23

Citofonte 60 32 21

Superfonte 67 35.5 22 14.5

Chamfercord 30 18.5 12

Citodur 359 33 21 13.5

Citodur 600 29 18.5 12 6

Citodur 1000 22.5 14 9 4.5

Exadur 43 18 12

Inox AW Elc 67.5 52 27 18 11.5

Inox BW Elc 68 52 27 18 11.5

Inox 309 Mo 64 33.5 20.5

Inox 29/9 56 29.5 20 14

Inox CW 68 53 26 19 14

Citochrom 134 57 29 18.5 12

Citobronce 37.5 23.5 14.5

Citobronce Al 37

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 43

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

Tabla 12

VALORES PRÁCTICOS EN FUNCION DEL FACTOR

Y TIEMPO DE LA SOLDADURA

TIPO DE TRABAJO FACTOR DEL TIEMPO DE

SOLDADURA

- Recipientes, solo costuras

longitudinales

- Recipientes con tubos, bridas

- Caja de máquinas. Individual

- Caja de máquina. En serie

- Chasis de carro, viga de perfil

- Vigas de almas llena

- Estructuras elevadas, soldadura de

taller

- Viga armada de alma llena

- Casco de buque y recipientes

grandes – costuras planas

- Cascos de buque y recipientes

grandes – costuras vertical

- Casco de buque y recipiente grande

costura sobrecabeza

- Soldadura en las costuras cortas,

incluye apuntalado.

2.0

2.4

3.3

1.8

3.3

2.5

3.3

1.7

1.8

2.0

2.6

4.0

El factor del tiempo de soldadura es la cifra, con la cual debe

multiplicarse el tiempo puro de fusión a fin de obtener el tiempo total

de la soldadura.

CALCULO DE CONSUMO DE LA INTENSIDAD DE CORRIENTE

CCC=( Id∗U1000∗Sf∗η

+Nº (1− 1Sf ))∗THM (Kwh)

CCC: Consumo de la corriente en Kwh

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 44

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

Id: Intensidad de corriente a soldadura (Amp).......TABLA Nº

U: Tensión del arco en trabajo (V) :

Celulósicos 24v

Rutílicos 26v

Hierro en polvo 30v

Bajo Hidrógeno 25v

Sf: Factor seguridad del tiempo de soldadura ........Tabla Nº

η: Rendimiento de la Fuente:

Soldadores: 0.65

Rectificador: 0.7

Transformador: 0.8

Nº: Consumo de Corriente.

Rectificador: 1.0

Transformador: 0.3

THM: Tiempo hora máquina de la soldadura (en horas)

(Tiempo puro de soldeo por factor del tiempo a soldadura)

CALCULO DEL COSTO

Ejemplo Nº 1

Espeso de plancha: 20mm

Abertura (a): 2mm

Refuerzo (h): 2mm

Angulo de bisel: 60º

Deposición de la soldadura: 2.818 Kgf/m

Raíz : 0.430 Kgf

Relleno : 2.388 Kgf

Pase de raíz : Cellocord AP 3.15mm

Relleno/ Acabado : Supercito 4.0mm

Cálculo de Costos: Costo del Electrodo

Costo de mano de obra y gastos generales

Costo de la energía

Máquina de soldar: Rectificador

Pase raíz: Celulósico

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 45

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

Pase acabado: Básico

CALCULO DEL Nº DE VARILLAS POR PASE

DE RAÍZ Y RELLENO

Peso del material de deposición (PMD)...... Raíz: 0.430 Kgf PMD

(Del ejemplo Nº 1) Acabado: 2.388 Kgf PMD

Raíz (usando Cellocord) AP 3.15)

PMD para raíz = 0.430 Kgf –PMB

Rendimiento (Tabla Nº 9) 0.55Kgf-PMB/1Kgf de Varillas

= 0.78 Kgf de varillas Cellocord AP 3.15mm

de tabla 11(Nº de varillas/Kgf de electrodos):

1kg de Cellocord AP 3.15mm.........................................39 varillas

Nº de varillas de Cellocord AP = 0.78 x 39 = 30 varillas

RELLENO Y ACABADO (Usando supercito 4.0mm)

PMD para relleno = 2.388 Kgf PMD

RENDIMIENTO (Tabla Nº 9) 0.66Kgf MB/1 Kgf de varillas

= 3.62 kg de varillas supercito 4.0mm

De tabla Nº 11 (Nº de varillas/kg de electrodo):

1 kg de supercito 4.0mm ...........................................18 varillas

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 46

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

Nº de varillas de supercito = 3.62 x 18 = 65.16 varillas

CALCULO DE COSTOS

1. Costo de los electrodos

Raíz: 39 varillas Cellocord AP 3.15mm (1kg)..................1.65

= 1.287

Acabado: 18 varillas supercito 4.0mm (1kg) .............1.72

= 65.226

Total = 1.287 + 6.226 = 7-513

2. Calculo de costos de la mano de obra

Cellocord AP 3.15 (Tiempo de fusión: Tabla Nº 10)

1 varilla de Cellocord AP 3.15mm funde en 62 seg.

30.423* 62 seg. = 1,886 seg. (0.52 horas)

Supercito de 4.0 (Tabla 10)

1 Varilla de supercito 4.0mm funde en 80 seg.

65.16 x 80seg = 5,212 seg. (1.45 horas)

Total = 0.52 + 1.45 = 1.97 horas

De tabla Nº 12 (Factor de tiempo)

Para costuras planas: 2

1.97 horas * 2 = 3.94 horas

Costos de la mano de obra: 1$/hora (200/mes)

1$ hora x 3.94 horas = 3.94$

3. Calculo de gastos generales

GG = (2 a 3 veces) x salario

GG = 2x 3.94$ = 7.88$

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 47

Page 48: (SI) SOLDADURA ELECTRICA DISEÑO ING 2014

METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

4. Calculo del costo de la energía eléctrica.

CC=( Id∗U1000∗η∗Sf

+Nº(1− 1Sf ))∗Thm

Para Cellocord 3.15mm

CCC =

Para supercito 4.0mm

CCC =

Total : 1.94 + 10.51 = 12.47 Kwh

Costo kw-h = 0.10 s/kw-h

12.47 kw-h x 0.10 $/kw-h = 1.247 $

COSTOS PARCIALES %

Electrodos 7.513 36.5

Mano obra 3.940 19.1

Gast. Gener 7.880 38.3

Energía 1.247 6.1

TOTAL 20.580 100.0

ANÁLISIS DE LA SOLDADURA: ESTIMACIONES Y CONTROLES

Los elementos del costo de un producto son los materiales, la labor y sobre la cabeza no se dirigen los costos arriba en este capítulo porque la cantidad de arriba varía de industria a industria. El método de distribuir sobre la cabeza también algunos varía. Los materiales sólo soldando como las comidas del relleno, los gases, y flujos son considerados en el capítulo y sólo soldando la labor es específicamente la dirección. Esta información en base al costo del metal cuesta así mientras está formando, encajando, y otro la metalurgia que incluyó.La guía en la soldadura va en vías de desarrollo, el costo de las normas para satisfacer cada empresa individual también es más grande la información proporcionada ya que ayudará en el desarrollo de las normas de producción estándar. Las normas de la producción pueden usarse a:

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 48

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

1. Estimación de los costos de soldadura2. Manejar la planificación de la producción3. Prever personal, inventario, y requisitos de equipo4. Justifique el nuevo equipo5. Analice la ejecución del trabajo6. Maneje los programas de reducción de costo7. Prepare los programas de incentivo

Conservar la utilidad de la información y dirigirse al mayor número de industrias, las unidades del costo del material serán en libras y pies cúbicos, y las unidades del costo de labor estarán en horas. Los usuarios pueden convertir las unidades del costo al dólar usando su labor específica y proporciones arriba y los costos actuales de consumo.

LOS COSTOS DE SOLDADURAESTIMACIÓN DEL MATERIAL Y LA SOLDADURA

La base fundamental de cualquier estimación del costo es la cantidad de material y los funcionamientos necesarios realizar la tarea requerida.Pueden estimarse las horas hombre requeridas del resumen exacto de materiales y una lista de los funcionamientos requerido en cada pieza. Muchos fabricadores desarrollan las prácticas industriales normales para que las concesiones obreras puedan determinarse directamente de los requisitos materiales.Para una estimación de costo de soldadura, la estimación material es una lista de cada soldadura en el montaje, incluso el tipo de la soldadura, tamaño, y longitud. Para las empresas que producen un rango pequeño de productos similares con unas prácticas industriales normales, menos juicio se requiere por el estimado a reducir los requisitos de los materiales a una estimación obrera y preparar una factura de la compra de material. Sin embargo, para fabricadores personalizado que produce una variedad grande de productos, los estimados deben saber que se seguirán ciertos procedimientos en la tienda. Más allá, ellos deben prever, basado en la naturaleza del trabajo, si normalmente las eficacias lograron en los procedimientos de la tienda se logrará en este proyecto. Si que las eficacias normales no se prevén por el estimado, ellos deben asumir valores diferentes basados en la complejidad o simplicidad del trabajo.Cuando la estimación material ha preparado y se asignan un procedimiento de la soldadura y la configuración son asignadas a cada soldadura, el peso de metal depositado por el pie de soldadura puede estimarse de las tablas como aquellos mostrados en las tablas 8.1 a través de 8.8. Los datos en las tablas es para acero, pero estos datos pueden usarse para determinar el peso de cualquier deposito de metal. La ecuación es como sigue:

W = pDV

Donde

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 49

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

W = El peso del metal depositado en cuestión Lb/ft (kg/m)

p = La densidad del metal depositado. lbf /in .3( gf /mm3 )

DV=El volumen del metal depositado,in .3 / ft (mm3 /mm )desde la Tabla 8.1 hasta 8.8

Las densidades de algunos metales comunes y aleaciones se muestra en la tabla 8.9.El peso de metal depositado es la información fundamental necesitada al determinar todos los costos de la soldadura. El proceso de la soldadura y el procedimiento de la soldadura afectan la cantidad de metal del relleno, el llenado, gas, y labor exigieron fabricar cada soldadura. Todas estas cantidades se derivan del peso de metal depositado.Al determinar las cantidades de gas de metal de relleno o llenado y labora del metal depositado, el estimado necesita el relleno del metal depositado en proporción, la eficacia de la deposición, y el factor del operador.La proporción de la deposición es el peso de metal de la soldadura depositado por la unidad de tiempo. La deposición típica tasa por soldar acero con varios electrodo consumible procesa como una función de soldar la corriente se muestra en la figura 8.1

La eficacia de la deposición es la proporción del peso de metal depositado al peso de metal del relleno usado, expresado como un por ciento. Por estimar los propósitos, el peso de metal del relleno usado incluye el peso del talón. La eficacia de la deposición va para varios procesos de la soldadura que se muestra en la tabla 8.10.El factor del operador es la proporción de tiempo del arco o el tiempo de deposición de soldadura real al tiempo de trabajo total del soldador o soldado a operador. El factor del operador se expresa como un porcentaje, y algunos rangos típicos se muestran en la tabla 8. 11.Asignando los valores a estas variables, los estimados deben usar la base de datos en la experiencia de la tienda. Si los datos no están disponibles, o el trabajo es diferente que el trabajo de la tienda normal, entonces los estimados deben hacer un juicio educado en cada factor. Guiar el estimado, se muestran rangos típicos de eficacias de la deposición y factores del operador en las tablas 8.10 y 8.11, respectivamente, y se muestran proporciones de la deposición aproximadas de varios procesos de la soldadura en Figuras 8.1 a través de 8.5.

LOS REQUISITOS DE METAL DE RELLENO ESTIMANDO

La cantidad de metal del relleno requerida depende de la eficacia de la deposición así como el metal depositado.El peso requerido de metal del relleno para cada soldadura es como sigue:

FM = 100

(DW )(L)DE

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 50

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

Donde:FM = Peso del metal llenadoDW= Deposito del metal lb/ft (kg/m)L = Longitud de Soldadura, ft (m)DE = Eficacia de la deposición, %

LOS REQUISITOS SUPLEMENTARIOS POR SOLDAR CONSUMABLESEl arco de metal de escudo y el protector del campo eléctrico los procesos de soldadura no requieren los suministros consumibles adicionales.

Tabla 8.1Volumen y peso de soldaduras de filete de acero

METAL DEPOSITADO

SOLDADURA DE ANGULO EN

CATEG. VOLUMEN PESO

in mm lb/ft Kg/m3/16 5 0.34 18.2 0.10 0.151/4 6 0.43 21.1 0.12 0.185/16 8 0.68 36.6 0.19 0.283/8 10 0.96 51.2 0.27 0.407/16 11 1.3 69.9 0.36 0.541/2 13 1.7 91.4 0.48 0.715/8 16 2.5 13.4 0.71 1.063/4 19 3.6 19.4 1.0 1.57/8 22 5.0 26.9 1.4 2.11 25 6.4 34.4 1.8 2.9

Tabla 8.2El volumen y peso de junturas de extremo de cuadrado-ranura

en acero, soldó ambos lados

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 51

mmmm /3ftin /3

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

DIMENSION EN CONJUNTO METAL DEPOSITADO

T S VOLUMEN PESOin mm in mm lb/ft Kg/m

1/8 3 O 0 0.43 23.1 0.12 0.181/32 1 0.46 24.7 0.13 0.19

3/16 5 1/32 1 0.71 38.2 0.20 0.291/16 2 0.79 42.5 0.22 0.33

1/4 6 1/16 2 0.93 50.0 0.26 0.393/32 2 1.0 53.8 0.29 0.43

Sin embargo, sumergió está soldando requiere un flujo, y metal de gas es o el gas escudó flujo quitado el corazón está soldando requiera un gas escudando. El consumo de flujo variará, pero un medio valor de una libra de flujo por la libra de metal del relleno es una cantidad aceptada. Los usuarios deben analizar sus resultados al determinar el consumo de flujo apropiado. El consumo de gas para metal de gas es y el flujo quitó el arco que está soldando sobre 10 a 15 dependiendo del gas, equipo y otras condiciones locales. Un cálculo de la muestra de escudar los gases exigió depositar 300 lb (136 kg) de metal del relleno se muestra en Tabla 8.12.El consumo de gas depende del lazo del arco que es una función de proporción de la deposición.

ft3 /(100 A )−(h ) [0 . 28−a−0.42 ]m3(100 A )(h )

Tabla 8.5El volumen y peso de juntas en doble-V-ranura en acero

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 52

mmmm /3ftin /3

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

DIMENSION EN CONJUNTO METAL DEPOSITADO

T VOLUMEN PESOin mm lb/ft Kg/m

5/8 16 3.0 160 0.86 1.33/4 19 3.9 210 1.1 1.61 25 6.0 320 1.7 2.5

1-1/4 32 8.5 460 2.4 3.61-1/2 38 11.5 620 3.3 4.91-3/4 44 14.9 800 4.2 6.2

2 50 18.8 1000 5.3 7.92-1/4 57 23.0 1240 6.5 9.72-1/4 64 27.8 1500 7.9 11.8

3 75 38.5 2070 10.9 16.2

Tabla 8.6El volumen y peso de junturas de extremo de solo-U-ranura en

acero

DIMENSION EN CONJUNTO METAL DEPOSITADO

T VOLUMEN PESOin mm lb/ft Kg/m

1/2 13 3.0 160 0.84 1.35/8 16 3.9 210 1.1 1.63/4 19 5.4 290 1.5 2.21 25 7.9 420 2.2 3.3

1-1/4 32 10.7 580 3.0 4.51-1/2 38 13.9 750 3.9 5.81-3/4 44 17.1 910 4.8 7.1

2 50 20.0 1070 6.0 8.32-1/4 57 25.4 1370 7.1 10.62-1/2 64 30.0 1610 8.4 12.52-3/4 70 34.6 1860 9.7 14.4

3 75 40.0 2150 11.2 16.63-1/2 89 51.1 2750 14.3 21.2

4 100 63.9 3450 17.9 26.6

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 53

mmmm /3ftin /3

mmmm /3ftin /3

Page 54: (SI) SOLDADURA ELECTRICA DISEÑO ING 2014

METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

Tabla 8.7El volumen y peso de junturas de ranura de solo-ángulo

oblicuo en acero

DIMENSION EN CONJUNTO METAL DEPOSITADO

T VOLUMEN PESO

in mm lb/ft Kg/m1/4 6 0.21 11.3 0.06 0.095/16 8 0.39 21.0 0.11 0.163/8 10 0.61 32.8 0.17 0.251/2 13 1.2 64.5 0.34 0.515/8 16 2.0 108 0.56 0.833/4 19 3.0 160 0.84 1.251 25 5.7 310 1.6 2.4

Tabla 8.8El volumen y peso de junturas del solo-J-ranura en acero

DIMENSION EN CONJUNTO METAL DEPOSITADO

T VOLUMEN PESOin mm lb/ft Kg/m1 25 5.7 310 1.6 2.4

1-1/4 32 7.9 420 2.2 3.31-1/2 38 10.4 560 2.9 4.31-3/4 44 13.2 710 3.7 5.5

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 54

mmmm /3ftin /3

ftin /3 mmmm /3

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2 50 15.7 840 4.4 6.52-1/4 57 18.6 1000 5.2 7.72-1/2 64 22.1 1190 6.2 9.22-3/4 70 25.7 1380 7.2 10.7

3 75 29.6 1590 8.3 12.43-1/2 89 38.2 2050 10.7 15.9

4 100 47.5 2550 13.3 19.8

Así, el flujo de proporción de deposición más alto quitó el proceso del arco que requiere el gas menos escudando el proceso el gas metal arco . La proporción de la deposición es una variable y es importante soldar viendo la economía. Es aproximadamente dependiente en la soldadura actual sin tener en cuenta como soldar el proceso, como se muestra en la Figura 8.1. se relacionan .Las diferencias mayores en las proporciones de la deposición con los varios procesos de la soldadura a la utilidad de los procesos a las corrientes de la soldadura altas. Sin embargo la proporción de la deposición no es el único factor en la opción de un proceso de la soldadura. Otros factores incluyen la eficacia de la deposición, mientras la posición de la soldadura, suelde con calidad, la penetración requerida, y disponibilidad de equipo y el personal calificado

Los métodos de demostrar las proporciones de la deposición con un proceso dado, y se discutirán factores que afectan la opción de procesos de proporción de deposición más altos después.

LOS COSTOS DE LABORAl determinar las horas del hombre que se requieren, los estimados deben juzgar la complejidad del trabajo. si el trabajo involucra otras frecuencias la reagrupación frecuente del soldador y el equipo de la soldadura o calibración del trabajo, entonces un factor del operador bajo debe esperarse. Cuando el número de actividades suplementarias para el soldador es bajo, el factor del operador debe ser alto porque el soldador puede lograr la soldadura más real. El factor del operador se usa para determinar los costos obreros. Un cálculo de la muestra para determinar la labor exigida depositar 300 pies de 1/4 en. (90 m de 6 mm) la soldadura del filete en el horizontal postule, en usar SMAW y FCAW se muestra en Mesa 8.13 proporción de la deposición y factor del operador contribuyen a la estimación obrera. Este método puede usarse para estimar la labor requerida para soldar cualquier juntura.

LA PREPARACIÓN DE LAS NORMASMuchas organizaciones han desarrollado los procedimientos de la soldadura normales para frecuentemente fabricar soldaduras encontradas en sus productos normales. Ellos también han predeterminado que la cantidad de materiales y labor exigió hacer cada tipo de soldadura. Pueden usarse las tales normas para estimar la soldadura cuesta, medida tienda e incentivo a las normas de producción.

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 55

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Los valores de proporción de la deposición, la eficacia de la deposición y factor del operador son la industria promedia, y sólo se use para empezar los valores por el desarrollo de normas del costo. Empresas que usan la soldadura desarrollan prácticas normales y procedimientos de soldadura con las normas.Las normas que usan los costos de la producción en los trabajos reales pueden refinarse. De hecho cuando usan los costos de producción, las normas pueden extenderse para incluir aserradero, mientras pican, encajan, y otras normas de la metalurgia.

Un formato de la muestra por soldar las normas del costo se muestra en la tabla 8.14. Se desarrollaron Los datos mostrados en la tabla de acuerdo con los procedimientos que aquí se discutió.

EL MANDO DE SOLDAR LOS COSTOSEl factor fundamental del costo de soldadura es el peso de metal depositado. Todos los otros cortes de la soldadura pueden relacionarse al peso de metal depositado. Por consiguiente, cualquier cambio que produce el metal menos depositado también reducirá que cada soldadura costó el artículo. Pueden reducirse los pesos de metal depositados de varias maneras. El más simple es reducir el área cruz-particular de la empresa disminuyendo la raíz abriendo, mientras usan una cara de la raíz adelante' las soldaduras de la ranura, disminuyendo el ángulo de la ranura, y usando V doble o U acanala, como la Figura 8.6 mostrada para lograr una reducción en la sección cruzada, las partes deben cortarse y encajaron con precisión para que las dimensiones globales de la asamblea reúnan los requisitos. Además, si el ángulo de la ranura es demasiado pequeño o la cara de la raíz es demasiado ancha, la posibilidad de penetración del relleno incompleto u otras discontinuidades de la soldadura inaceptables puede aumentarse. Las soldaduras que descubre son muy costosas porque ellos deben quitarse y resolver. Deben analizarse cambios en la configuración de la ranura cuidadosamente y deben probarse que antes de que llevándose a cabo para asegurar esas dimensiones globales se encuentren que los requisitos de la especificación y esa calidad de la soldadura serán aceptables.

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 56

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Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 57

ELEMENTOS BASICOS DE LA SOLDADURATABLA Nº 1Amperajes recomendados de electrodos según tipo y diámetro

Rango de corriente en amperios (Amp.) Diámetro Del TIPO DE ELECTRODOelectrodo

(in) (mm) 60106011 6012 6013 6020 6027 7014 7015 7018 7024

1/16 1.5875 - 20-40 20-40 - - - - - -3/64 1.19 - 25-60 25-60 - - - - - -3/32 2.38 40-80 35-65 45-90 - - 80-123 15-110 70-100 100-140

1/8 3.175 75-125 80-140 100-150 125-125 80-123 110-160 100-150 115-165 110-180

5/32 3.968 110-170 110-190 105-100 130-190 160-240 130-210 140-200 150-220 100-250

3/16 4.7625 140-215 140-240 150-230 175-230 210-300 200-279 180-255 200-275 230-300

7/32 5.55 170-250 200-320 210-300 225-310 250-350 280-340 240-320 260-340 275-360

1/4 6.35 210-320 250-400 150-350 275-375 300-420 330-415 300-380 315-400 335-430

5/16 7.9375 275-425 300-500 320-450 340-450 375-475 390-500 375-475 375-470 400-530

TABLA Nº 2 VELOCIDAD DE DEPOSICION (Vdep)

Velocidad de deposición de la soldadura por arco voltaico (lbf/hora)soldadura por arco eléctrico

Tipo de CORRIENTE NOMINAL (Amp.)electrodo 150 200 250 500 400 500 6006010 7014 5.5 4.0 3.0 6.3 8.0 11,5 -6011, 6012, 6013 2.5 3.5 4.3 5.3 7.5 - -7018 3.5 4.5 6.0 7.0 10.0 12,5 -7024 3.5 5.0 6.3 8.0 11.0 14,5 17,56027, 7028 3.5 5.5 7.3 9.5 14.0 18,0 22,3

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TABLA Nº 3Espesor de la SOLDADURA : DEPOSICION Kgf/m RECTANGULARPlancha W (mm)(mm) 1.5875 3.175 4.7625 6.35 9.525 12.7 7.9375 19.05

3.175 0.0402 0.7886 0.1339 0.1577 0.2366 0.31546 0.39432 0.473184.7625 0.0595 0.1339 0.1771 0.2366 0.3556 0.46128 0.59222 0.70978

6.35 0.0789 0.8333 0.2232 0.3155 0.4732 0.6324 0.79013 0.947867.9375 0.0833 0.1979 0.2961 0.3943 0.5803 0.79013 0.98803 1.18445

9.525 0.1042 0.2366 0.3422 0.4732 0.7113 0.94786 1.18742 1.4210411.1125 0.1354 0.2768 0.4152 0.5520 0.5312 1.10558 1.38235 1.65168

12.7 0.8333 0.1786 0.4732 0.6324 0.9479 0.96571 1.57728 1.8897614.2875 0.1771 0.3556 0.5327 0.7113 1.0654 1.4255 1.77072 2.12784

15.875 0.2009 0.3943 0.5803 0.7901 1.1844 1.57728 2.03856 2.3659217.4625 0.2172 0.4345 0.6517 0.8690 1.3035 1.74096 2.17248 2.55936

19.05 0.2515 0.4613 0.6994 0.5461 1.4210 1.88976 2.36592 2.8420820.6375 0.2559 0.5134 0.7693 1.0267 1.5475 2.05344 2.57424 3.08016

22.225 0.2768 0.5520 0.8288 1.1100 1.6517 2.21712 2.76768 3.3182423.8125 0.2961 0.5922 0.9032 1.1844 1.7707 2.36592 2.96112 3.55632

25.4 0.3155 0.6384 0.9330 1.2574 1.9046 2.5296 3.16944 3.794426.9875 0.3363 0.6711 1.0074 1.3422 2.0237 2.6784 3.51168 4.04736

28.575 0.3556 0.7113 1.0654 0.8258 2.1278 2.84208 3.55632 4.2556830.1625 0.3750 0.7500 1.1249 1.5029 2.2469 3.00576 3.74976 4.49376

31.75 0.3794 0.7901 1.1844 1.5773 2.3659 3.15456 3.9432 4.7318433.3375 0.4062 0.8883 1.2440 1.6368 2.4850 3.31824 4.13664 4.96992

34.125 0.4345 0.8988 1.3020 1.7410 2.6040 3.48192 4.34496 5.20836.5125 0.4509 0.9077 1.3675 1.8154 2.7230 3.63072 4.5384 5.29728

38.1 0.4732 0.9330 1.4210 1.8898 2.8421 3.7944 4.73184 5.6841639.6875 0.4940 0.9434 1.4806 1.9790 2.9611 3.91344 4.94016 5.84784

41.275 0.4687 1.0267 1.5475 2.0534 3.0802 4.10688 5.1336 6.1603242.8625 0.8630 1.0639 1.5922 2.1278 3.1992 4.27056 5.32704 6.3984

44.45 0.5520 1.1056 1.6517 2.2171 3.3182 4.41936 5.53536 6.6364846.0375 0.5729 1.1443 1.7410 2.2915 3.4373 4.58304 5.7288 6.87456

47.625 0.5803 1.1249 1.7707 2.3659 3.5563 4.73184 5.92224 7.1126449.2125 0.6116 1.2231 1.8302 2.4552 3.6754 4.89552 6.13056 7.35072

50.18 0.6324 1.2574 1.8898 2.5296 3.7944 3.5712 6.324 7.3656

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 58

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TABLA Nº 4 4

DEPOSICION Kgf/mEspesor Valor del ángulo

(mm) 5° 10° 15° 20° 25° 30° 35° 40°filete 45°

3.175 0.0030 0.0074 0.0104 0.0149 0.0179 0.0223 0.0283 0.0327 0.03274.7625 0.0074 0.0164 0.2381 0.0327 0.0417 0.5208 0.6250 0.0744 0.0744

6.35 0.0134 0.0283 0.4166 0.5803 0.0744 0.0744 0.0908 0.1101 0.11017.9375 0.0223 0.0432 0.0655 0.0893 0.1146 0.1428 0.1726 0.2068 0.2068

9.525 0.0312 0.0625 0.0952 0.1295 0.1652 0.2053 0.2485 0.2991 0.299111.1125 0.0417 0.0848 0.1295 0.1756 0.2262 0.2351 0.3393 0.4062 0.4062

12.7 0.0551 0.1116 0.1696 0.2306 0.2946 0.3646 0.4449 0.5312 0.531214.2875 0.0699 0.1414 0.2143 0.2916 0.3735 0.4628 0.5610 0.6711 0.6711

15.875 0.0863 0.1741 0.2649 0.3601 0.4613 0.5699 0.6919 0.8288 0.828817.4625 0.1042 0.2113 0.3199 0.4345 0.4836 0.6904 0.8229 1.0029 1.0029

19.05 0.1250 0.2515 0.3809 0.5178 0.6636 0.8214 0.9970 1.1934 1.193420.6375 0.1458 0.2827 0.4479 0.6071 0.7782 0.9642 1.0669 1.4017 1.4017

22.225 0.1696 0.3422 0.5193 0.7053 0.9032 1.1175 1.3556 1.6219 1.621923.8125 0.1949 0.3913 0.5952 0.8095 1.0371 1.2797 1.5773 1.8600 1.8600

25.4 0.2217 0.4464 0.6785 0.9211 1.1800 1.4582 1.7707 2.1278 2.127826.9875 0.2366 0.5029 0.7678 1.0401 1.3318 1.6517 1.9939 2.3957 2.3957

28.575 0.2797 0.5640 0.8586 1.1651 1.4880 1.8451 2.2469 2.6933 2.693330.1625 0.3125 0.6294 0.9553 1.2990 1.6666 2.0534 2.4998 2.9909 2.9909

31.75 0.3452 0.6964 1.0595 1.4389 1.8451 2.3064 2.7528 3.3182 3.318233.3375 0.3809 0.7678 1.1636 1.5922 2.0386 2.5147 3.0504 3.6605 3.6605

34.125 0.4181 0.8437 1.2663 1.7410 2.2320 2.7677 3.3480 4.0176 4.017636.5125 0.4568 0.9107 1.4776 1.8600 2.4403 3.0206 3.5712 4.3896 4.3896

38.1 0.4985 1.0029 1.5252 2.0237 2.6486 3.2885 3.9878 4.7765 4.776539.6875 0.5401 1.0892 1.6517 2.2469 2.8867 3.5712 4.3301 3.6158 3.6158

41.275 0.5848 1.1785 1.7856 2.4254 3.1099 3.8539 4.6723 4.1218 4.121842.8625 0.6309 1.2708 1.9344 2.6189 3.3629 4.1515 5.0443 6.0413 6.0413

44.45 0.6770 1.3585 2.0832 2.8123 3.6158 4.4789 5.4312 6.5026 6.502646.0375 1.4582 1.4657 2.2320 3.0206 3.8688 4.7914 5.8181 6.9787 6.9787

47.625 0.7812 1.5624 2.3808 3.2438 4.1515 5.1336 6.2198 7.4549 7.454949.2125 0.8303 1.6666 2.5445 3.3182 3.3926 5.4758 6.6514 7.9608 7.9608

50.18 0.8854 1.7856 2.7082 3.6754 4.7170 5.8478 7.0829 8.4965 8.4965

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 59

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METRADO, EVALUACIÓN Y COSTOS INDUSTRIALES PROCESOS DE MANUFACTURA II

TABLA Nº 5DEPOSICION DEL REFUERZO

Longitud DEPOSICION Kgf/m

D (mm) Dimensión (mm) altura h

1.5875 3.175 4.7625 6.35

3.175

4.7625 0.0402

6.35 0.5208

7.9375 0.0655

9.525 0.0789 0.1577

11.1125 0.0923 0.1845

12.7 0.1056 0.2113 0.3155

14.2875 0.1190 0.2366 0.3556

15.875 0.1324 0.2634 0.3958

17.4625 0.1443 0.2902 0.4345

19.05 0.1577 0.3155 0.4732 0.6309

20.6375 0.1711 0.3422 0.5134 0.6845

22.225 0.1845 0.3690 0.5535 0.7291

23.8125 0.1979 0.3958 0.5922 0.7886

25.4 0.5089 0.4211 0.6190 0.8422

26.9875 0.2232 0.4479 0.6711 0.8958

28.575 0.2366 0.4732 0.7098 0.9479

30.1625 0.2500 0.5000 0.7514 0.9999

31.75 0.2634 0.7901 1.0505

33.3375 0.2768 0.5535 0.8288 1.1056

34.125 0.2902 0.5788 0.8839 1.1562

36.5125 0.3021 0.6056 0.9077 1.2261

38.1 0.3155 0.6324 0.9464 1.2633

39.6875 0.3288 0.6577 0.9880 1.3154

41.275 0.3422 0.6845 1.0267 1.3690

42.8625 0.3556 0.7098 1.0654 1.4225

44.45 0.3690 0.7366 1.1056 1.4731

46.0375 0.3824 0.7633 1.1458 1.5326

47.625 0.3958 0.7901 1.1844 1.5773

49.2125 0.4077 0.8020 1.2246 1.6368

50.18 0.4211 0.8422 1.2633 1.6814

Autor: Ing. Sánchez Valverde, Victoriano 60