1 Presentación Conceptos Costos-medellín-2012

INSTITUTO DE SOLDADURA WEST ARCO

NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

1. CONCEPTOS PARA LA

ESTIMACIÓN DE COSTOS EN LA

FABRICACIÓN DE UNIONES

SOLDADAS

Expone: Ing. Andrés Rengifo

Inspector CWI 12093151

Educador CWE 1209023E Asesor Técnico Especializado y Capacitador

Nacional

Soldaduras West Arco

arengifo@westarco.com

NOVIEMBRE DE 2012

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JUNTA SOLDADA

NOVIEMBRE DE 2012

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PROCESOS QUE CUBRE EL ANÁLISIS DE COSTOS

Proceso SMAW

Proceso GMAW

Proceso FCAW

Proceso GTAW

Proceso SAW

NOVIEMBRE DE 2012

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CONCEPTOS BÁSICOS PARA EVALUAR COSTOS

COSTOS DE MATERIALES

COSTOS DE MANO DE OBRA

COSTOS DE ENERGÍA

COSTOS DE ADMINISTRACIÓN

NOVIEMBRE DE 2012

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DEFINICIONES BÁSICAS

1. EFICIENCIA DE DEPOSICIÓN

(“Rendimiento del Material de Aporte”)

2. VELOCIDAD DE DEPOSICIÓN

3. FACTOR DE OPERACIÓN

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CONCEPTOS BÁSICOS PARA EVALUAR COSTOS

COSTOS DE MATERIALES

Diseño de la junta.

Eficiencia de deposición.

Precio del metal de aporte.

Precio de otros materiales.

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GMAW FCAW

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PROCESO METAL DE

APORTE

GAS DE PROTECCIÓN FUNDENTE CONSUMIBLES

SMAW Electrodo

Revestido

NN NN -

Alambre Sólido

ó Metal-Cored

Necesario

Toberas, boquillas,

aisladores, guayas

GTAW Opcional Necesario [Ar] NN Electrodo de tungsteno

y los de la pistola

Alambre

Tubular

Con y Sin

Toberas, boquillas,

aisladores, guayas

Alambre Sólido

ó Metal-Cored

Necesario

Toberas, boquillas

ALGUNOS MATERIALES INHERENTES AL PROCESO DE SOLDADURA

NOVIEMBRE DE 2012

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LA ANTORCHA DE TIG

NOVIEMBRE DE 2012

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NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

CARACTERÍSTICAS ÚTILES DE LA UNIÓN

A = Área transversal del depósito de soldadura,

sin refuerzo ó con refuerzo (m2) [tablas]

L = Longitud a soldar (m)

V = Volumen del metal depositado (m3)

V (m3) = A (m2) x L (m)

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CARACTERÍSTICAS ÚTILES DE LA UNIÓN

= Densidad del metal de aporte (kg/m3) NOTA: Para el acero es 7917 kg/m3

(0.286 lb/pulg3)

MD = Cantidad de metal depositado (kg)

MD (kg) = V (m3 ) x (kg/m3)

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METAL DE

SOLDADURA

DEPOSITADO

JUNTA A TOPE

METAL DE APORTE

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Grupo de Aleación

lb/in3 kg/m3

Acero al Carbono 0.286 7917

Acero Inoxidable 0.29 8027

Aleaciones de Cobre 0.31 8581

Aleaciones de Níquel 0.31 8581

Aleaciones de Aluminio 0.10 2768

Aleaciones de Magnesio 0.065 1799

Aleaciones de Titanio 0.17 4706

Tabla 8.9 Densidades aproximadas para algunas

Aleaciones Comunes de Ingeniería

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JUNTAS PRECALIFICADAS

JUNTAS PRECALIFICADAS PARA ALAMBRE E 71T1

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DISEÑOS DE JUNTAS PARA SMAW

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NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

NOVIEMBRE DE 2012

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PESO DEL METAL DEPOSITADO EN SOLDADURAS DE FILETE

NOVIEMBRE DE 2012

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METAL DEPOSITADO PARA SOLDADURAS DE FILETE

NOVIEMBRE DE 2012

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PESO DEL METAL DEPOSITADO POR UNIDAD DE LONGITUD

NOVIEMBRE DE 2012

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NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

1. EFICIENCIA DE DEPOSICIÓN

Es la fracción total del consumible que se incorpora como metal depositado en la junta. Se designa como ED.

Depende exclusivamente del proceso que se esté utilizando.

El cálculo se realiza de forma experimental.

Cómo determinar la

eficiencia de deposición?

Se pesa el consumible a utilizar

Se pesan las platinas sobre las cuales se va a depositar

el metal de soldadura.

Se establecen los parámetros a utilizar (amperaje,

voltaje)

Se deposita el metal de soldadura sobre las platinas y se

registra el tiempo durante el cual está encendido el arco.

Se pesan nuevamente las platinas (con el metal de

soldadura) y se pesa el consumible sobrante.

Se determina la relación por diferencia de peso.

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PROCESO DE SOLDADURA EFICIENCIA DE DEPOSICIÓN,

ED (%)

SMAW, Electrodos de 14” (356 mm) 55 a 65

SMAW, Electrodos de 18” (457 mm) 60 a 70

GTAW 99-100

GMAW, Alambre Sólido 90 a 97

GMAW, Alambre Metal Cored 92 a 98

FCAW 82 a 89

SAW 90 a 100

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COMPARATIVO EXPERIMENTAL

EFICIENCIA DE DEPOSICIÓN

NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

COMPARATIVO EFICIENCIA DE DEPOSICIÓN

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PESO TOTAL DEL METAL DE APORTE

ED = Eficiencia de deposición (%)

(rendimiento) [ tablas ]

WTMA = Peso total del metal de aporte (kg)

WTMA (kg) = MD (kg)

ED (%/100)

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DETERMINACIÓN COSTO DEL

METAL DE APORTE

PMA = Precio del metal de aporte ($/kg)

CMA = Costo del metal de aporte ($)

CMA ($) = WTMA (kg) x PMA ($/kg)

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2. VELOCIDAD DE DEPOSICIÓN

Es la cantidad de material de aporte

depositado por unidad de tiempo. Este puede ser obtenido experimentalmente. Se identifica como VD.

Esta variable depende de:

Velocidad de avance del electrodo.

Intensidad de la corriente.

Diámetro del alambre o del electrodo.

Tipo de gas protector.

Longitud libre del alambre (Stick Out)

NOVIEMBRE DE 2012

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NOVIEMBRE DE 2012

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Extensión del Electrodo

NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

VELOCIDAD DE DEPOSICIÓN

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VELOCIDAD DE DEPOSICIÓN PARA SMAW

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VELOCIDAD DE DEPOSICIÓN PARA GMAW

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VELOCIDAD DE DEPOSICIÓN PARA FCAW CON

PROTECCIÓN EXTERNA

NOVIEMBRE DE 2012

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VELOCIDAD DE DEPOSICIÓN PARA FCAW

AUTOPROTEGIDO

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MEDELLÍN

VELOCIDAD DE DEPOSICIÓN PARA SAW

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TIEMPO DE ARCO ENCENDIDO

("TIEMPO DE LABOR")

tarco = Tiempo de arco encendido (h)

tarco (h) = WTMA (kg) x ED (%/100)

VD (kg/h)

tarco (h) = MD (kg)

VD (kg/h)

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3. FACTOR DE OPERACIÓN

Es el porcentaje (%) de tiempo en horas,

que está encendido el arco por cada hora de trabajo. Se identifica como FO.

El resto del tiempo es utilizado en tareas secundarias como:

Preparación de la junta.

Limpieza de los cordones depositados.

Pulido.

Cambio de electrodo.

Presentación, etc.

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FACTOR DE OPERACIÓN

MÉTODO DE SOLDEO FO ( % ) Manual 5 - 30

Semiautomático 10 - 60

Mecanizado 40 - 90

Automático 50 - 95

NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

PROCESO DE SOLDADURA FACTOR DE OPERACIÓN, FO (%)

SMAW 5 - 30

GMAW 10 - 60

FCAW 10 - 60

GTAW 5 - 20

SAW 50 - 100

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Factores de Operación Típicos

Los factores de operación típicos para los

principales procesos de soldeo son:

SMAW: 30%

FCAW : 60%

GMAW: 60%

SAW: 85%

NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

NOVIEMBRE DE 2012

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TIEMPO TOTAL DE PRODUCCIÓN DE SOLDADURA

(TIEMPO DE SOLDEO)

tsoldeo = Tiempo de Soldeo (h)

tsoldeo (h) = WTMA (kg) x ED (%/100)

VD (kg/h) x FO (%/100)

tsoldeo (h) = FO (%/100)

t arco (h)

NOVIEMBRE DE 2012

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GAS DE PROTECCIÓN

(GMAW, FCAW Y GTAW)

VD = Velocidad de deposición (kg/h),

[tablas]

FO = Factor de operación (%), [tablas]

FGP = Flujo del gas de protección (m3/h),

[tablas]

PGP = Precio del gas de protección ($/m3)

NOVIEMBRE DE 2012

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CONSUMOS TÍPICOS DE

GAS DE PROTECCIÓN

CONSUMO, pies3/h : CFH

GMAW = 25 a 35 [12-17 L/min]

FCAW: menor 1/16" = 30-40 [14-19 L/min]

mayor 5/64" = 40-45 [19-21 L/min]

NOVIEMBRE DE 2012

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CONSUMOS TÍPICOS DE

GAS DE PROTECCIÓN

PROCESO DE SOLDADURA FLUJO DE GAS [m3/h]

GMAW 0.8 a 1.2

FCAW 1.0 a 1.4

GTAW 0.5 a 1.0

NOVIEMBRE DE 2012

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TIPO DE

UNIDAD DE

MEDIDA

CANTIDAD

COMERCIAL

COSTO EN

Mezcla m³ 7 m³ $/m³

CO2 kg 25 kg $/kg

δCO2=1.96 kg/m³ δAr=1.78 kg/m³

δHe=0.18 kg/m³ δO2=1.43 kg/m³

NOVIEMBRE DE 2012

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GAS DE PROTECCIÓN

CTGP = Costo Total del Gas de Protección ($)

CTGP ($) = PGP ($/m3) x WTMA (kg) x FG (m3/h) x ED (%)

VD (kg/h) FO (%)

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DETERMINACIÓN COSTO DEL FUNDENTE

FF = Flujo de fundente (kgf /h)

r = Relación de fundente – alambre [FABRICANTE]

NOTA: Puede oscilar entre 1.2 a 1.6

r = FF (kgf /h)

VD (kg/h)

PF = Precio del Fundente ($/kg )

NOVIEMBRE DE 2012

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FUNDENTE

CTF = Costo Total del Fundente ($)

CTF ($) = PF ($/kg) x WTMA (kg) x FF (kgf /h) x ED (%)

VD (kg/h) FO (%)

CTF ($) = PF ($/kg) x WTMA (kg) x r x ED (%)

FO (%)

NOVIEMBRE DE 2012

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DETERMINACIÓN COSTO DE LA

ENERGÍA ELÉCTRICA

PEE = Precio de la energía eléctrica ($/Kw-h)

U = Voltaje utilizado durante el soldeo (v)

I = Amperaje utilizado durante el soldeo (A)

CTEE = Costo de la energía eléctrica ($)

CTEE ($) = PEE ($/Kw-h) x U (v) x I (A) x WTMA (kg) x ED (%)

1000 (w/Kw) VD (kg/h)

NOVIEMBRE DE 2012

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DETERMINACIÓN COSTO DE

LA MANO DE OBRA

PMO = Precio de la mano de obra por hora ($/h)

CMO = Costo de la mano de obra ($)

CMO ($) = PMO ($/h) x WTMA (kg) x ED (%)

VD (kg/h) FO (%)

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MEDELLÍN

COSTOS INDIRECTOS

Se incluyen los costos no relacionados directamente con la ejecución de la unión soldada:

Supervisión

Inspección

Mantenimiento

Depreciación de equipos

Servicios

Combustibles

Fletes

Otros costos de administración

NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

DETERMINACIÓN DE

COSTOS INDIRECTOS

CI = Costos indirectos ($/h)

CIT = Costos indirectos totales ($)

CIT ($) = CI ($/h) x WTMA (kg) x 1

VD (kg/h) FO (%)

NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

DETERMINACIÓN DEL

COSTO TOTAL DE LA FABRICACIÓN POR

SOLDADURA, CTFS ($)

CTMA ($)

CTGP ($)

CTF ($)

CTEE ($)

CMO ($)

CIT ($)

CTFS ($)

NOVIEMBRE DE 2012

MEDELLÍN

TABLAS DE CÁLCULO RÁPIDO

NOVIEMBRE DE 2012

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1 Presentación Conceptos Costos-medellín-2012

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