Fabrica De Electrodos 554d5s

EMFABRICACION DE ELECTRODOS SMAW PARA EL SECTOR METAL MECANICO

I. ESTUDIO DE MERCADO 1

Introducción La industria metal mecánica es la principal consumidora de insumos para soldar, tales

como electrodos, equipos de soldadura, alambres sólidos para soldadura por GMAW, alambres tubulares autoprogetidos para soldadura por FCAW y otros. Las uniones metálicas que se requieren en esta industria serán juntadas por soldadura, gran parte de ésta se importa de países vecinos siendo obvia la necesidad de una ampliación en este rubro de la fabricación de electrodos para el abastecimiento del mercado nacional y en este caso del mercado sectorizado en el norte del país. El sector metalmecánico deberá enfrentar una fuerte competencia dentro y fuera del país y su desarrollo dependerá de la capacidad para innovar y el fortalecimiento de la relación con los clientes. Para mantener precios bajos y calidades altas, el único camino será el uso de tecnologías de última generación y alta precisión en el producto terminado. La actividad minera se convirtió en las últimas dos décadas en la principal consumidora de los productos y servicios que ofrecen las empresas metalmecánicas del Perú. No obstante, por las razones ya conocidas en estos últimos años ha disminuido dicho consumo y son los sectores de energía e hidrocarburos los que tienen mayor actividad en el requerimiento de estos productos.

Del mismo modo, durante los últimos años, la industria metalmecánica ha incrementado su capacidad de ofrecer servicios a los diferentes sectores productivos y a los proyectos de inversión. Augusto Martinelli, presidente del Comité de Fabricantes de Bienes de Capital y presidente coordinador de los Comité Metalmecánicos de la Sociedad Nacional de Industrias (SNI), comenta que prácticamente la totalidad de los bienes que producimos tienen arancel Cero. El crecimiento del sector y su articulación, por ejemplo, con los proyectos de inversión, ha sido gracias a la capacidad de producir bienes con los estándares más avanzados a nivel internacional y en las condiciones más ventajosas para nuestros clientes. Añade que los niveles de exigencia del cliente para todos los subsectores se han incrementado, lo cual ha sido un aliciente para la mejora de la calidad y el desarrollo tecnológico. Sobre cómo lograr el incremento de las exportaciones de nuestros productos metalmecánicos, Augusto Martinelli, presidente coordinador de los Comité Metalmecánicos de la SIN, señala que existen varios caminos, pero depende de las particularidades de cada producto. En principio, se debe propiciar el valor agregado de las materias primas nacionales, un ejemplo es la transformación que realiza la industria no ferrosa que transforma metales en productos con valor agregado.

1.2. Objetivos a b c d

Determinar la demanda actual de los electrodos SMAW en el mercado Determinar la demanda futura de electrodos SMAW en el mercado. Determinar los precios electrodos SMAW en el mercado. Determinar el estudio de mercado para instalar una planta para la producción de electrodos SMAW (AWS E6015/16 y AWS A5.1 ) 3

El Producto

Electrodos SMAW para soldadura por arco adecuados a la norma AWS, serán de dos tipos AWS E6015/16 y AWS A5.1 Aplicaciones -

Uso general en aceros de pobre soldabilidad, ya sean fundidos o laminados en frio. Para soldar aceros al manganeso (máx 2%). Para soldar aceros al silicio (máx. 0.5%). Para soldar aceros al cromo (máx. 0.4%). Se ajusta a las especificaciones A-1 y F-4. Sección IX del Código ASME para

-

calderas. Adecuado para pases de raíz en fabricaciones rígidas de sección gruesa. Para aceros de mediano a alto contenido de carbono, alta resistencia y baja aleación. Para aceros de alto contenido de azufre y fácil fresado. Para aceros laminados al frío. Por sus características de resistencia y su fácil manejo, especialmente adecuado para: Soldaduras de tuberías de vapor, calderas de alta presión, piezas de maquinaria pesada, instalaciones de la industria petrolera, petroquímica y minera.

1.4 Oferta Encontramos a un gran productor de electrodos de diferentes tipos y posicionado fuertemente en el mercado a nivel nacional, este es SOLDEXA, recientemente adquirido por el grupo COLFAX de origen Estado Unidense.

A nivel de Sudamérica encontramos a países como Chile como los Indura. En Paraguay encontramos a la empresa ITARENDY S.A que produce electrodos de buena calidad pero mayormente exporta a Argentina y Brasil y recientemente ha incursionado en el mercado de Uruguay y Bolivia. 1.5 Demanda a) Consumidores: Industria metal mecánica específicamente del norte del país, haciendo proyecciones para abarcar el mercado nacional y exportar por lo que deberemos analizar el incremento de esta industria para proyectar si nuestro producto será bien recibido en el mercado.

b) Serie histórica Tabla N° 1.- Comportamiento del Mercado Peruano en producción de las industrias de elaborados de metal, maquinaria y equipo en millones de unidades, en los últimos 10 años.

PRODUCCIÓN DE LAS INDUSTRIAS DE AÑO

ELABORADOS DE METAL, MAQUINARIA Y

2007

EQUIPO (millones de unidades) 107

2008

129

2009

114

2010

147

2011

151

2012

179

2013

188

2014

160

2015

194

Fuente: INEI

250

200

150

100

50

0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Figura Nº1. Producción de la industria Metal Mecánica en los últimos 10 años

Figura Nº 2. Crecimiento del sector metal mecánico. Fuente: INEI

1.5.1 Proyección de demanda Tabla N° 2.- Comportamiento del Mercado Peruano en producción de las industrias de elaborados de metal, maquinaria y equipo en los próximos 10 años. AÑO

PRODUCCIÓN DE LAS INDUSTRIAS DE ELABORADOS DE METAL, MAQUINARIA Y

2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024

EQUIPO (millones de unidades) 158.39 190.95 168.75 217.60 223.52 264.96 278.29 236.84 287.17

1.7 Comercialización La comercialización de electrodos está dado a través de ferreterías minoristas y mayoristas que funcionan como distribuidoras; también, la empresa productora vende directamente el producto a proyectos que requieran grandes cantidades del insumo. 1.8 Capacidad de planta Tabla Nº 3. Proyección de la industria metal mecánica (millones de unidades)

AÑO

PRODUCCIÓN

2007

107

2008

129

2009

114

2010

147

2011

151

2012

179

2013

188

2014

160

2015

194

2016

158.39

2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024

190.95 168.75 217.60 223.52 264.96 278.29 236.84 287.17

260 240 210 190

Figura N° 03: Determinación de la Capacidad de Planta.

La capacidad de planta se determina a partir del tercer año de producción y es el 50% de la demanda aparente del proyecto es decir: Según datos, el porcentaje de soldadura en la industria metal mecánica es del 60 % y por soldadura SMAW es del 40 % de ese porcentaje, esto nos da un aproximado de 45 millones de unidades producidas en nuestra capacidad inicial de planta. En el segundo año de producción de proyecta un crecimiento de planta hasta 50.4 millones de unidades para abastecer a todo el creciente mercado nacional. En el quinto año se espera que la planta adquiera su capacidad máxima produciendo una cantidad de 62.4 millones de unidades producidas. Estas cantidades son las necesarias para satisfacer la necesidad del mercado nacional como único proveedor, sin tener en cuenta la competencia que varía cada año entre productos naciones como SOLDEXA y productos importados que cada vez son más grandes. 1.8.1. Factores de decisión a) Política Económica La economía peruana crecerá 5,7% en el 2014, iniciando un proceso de aceleración de crecimiento en torno a 6,4% en el periodo 2015-2017; con ello, se posicionará como una de las economías de mayor crecimiento en el mundo. La aceleración de la actividad económica peruana estará apoyada en cinco motores de crecimiento que permitirán tener una base de crecimiento diversificada: i) la recuperación gradual de la economía mundial, en particular, de las economías avanzadas como EE.UU. y la Zona

Euro; ii) la mayor exportación tradicional ante el inicio de producción de importantes proyectos mineros que, hacia el 2017, duplicarán la producción de cobre del 2013 (estos proyectos aportarán, en promedio en el periodo 2014-2017, 0,5 puntos porcentuales en el crecimiento anual del PBI); iii) la mejora y consolidación de las expectativas de los agentes económicos; iv) la inversión en megaproyectos de infraestructura bajo la modalidad de Asociaciones Público Privadas (en el 2013, PROINVERSION adjudicó cerca de US$ 5 mil millones, récord histórico, y para el 2014-2015 tiene una cartera de proyectos de más de US$ 10 mil millones, incluyendo la Línea 2 del Metro de Lima, recientemente adjudicada); y, v) proceso de convergencia en sectores no transables con tamaños de mercado aún reducidos en comparación a otros pares regionales y que, por lo tanto, plantean importantes retornos para la inversión, en un contexto de dinamismo del consumo interno. Fuente: Marco Macroeconómico Multianual 2015-2017 - MEF b) Riesgo del País El Perú como cualquier economía emergente y en rápido crecimiento muestra dos características fundamentales; la demanda interna crece y mejora continuamente, y los costos de la tierra y mano de obra son baratos frente a otras latitudes o incluso países vecinos. Son estas dos características las que nos indican que es un buen momento para entrar a la economía peruana. La clasificación sobre empresas del sistema financiero y de seguros realizada por las siguientes empresas clasificadoras de riesgos aquí disponibles, no constituye publicidad de ningún tipo por parte de esta SBS. En este sentido, la SBS no provee, ni podrá presumirse que brinda asesoría financiera, contable o de inversiones a ninguna persona natural, jurídica

o institución que acceda a su contenido en base a la información que a continuación se presenta. Asimismo, no se responsabiliza ni garantiza la veracidad de la información aquí presentada. La referencia a cualquier empresa del sistema financiero o de seguros, cualquier producto, nombre, proceso, etc. Que aparezca a continuación no constituye ni deberá presumirse que constituya confirmación o recomendación alguna a favor por parte de esta Superintendencia. Fuente: Superintendencia de banca, seguros y AFP

c) Mercado Internacional Actualmente la economía mundial se encuentra en una fase de transición gradual hacia un nuevo equilibrio caracterizado por menores precios de materias primas, mayores costos financieros y, con ellos, un menor crecimiento de las economías emergentes. Tal como se ha evidenciado en los últimos meses, es probable que este proceso de transición esté acompañado de periodos de alta volatilidad. Por ejemplo, de acuerdo al Instituto Internacional de Finanzas (IIF), en el primer trimestre de 2014 se han registrado salidas de capitales de países emergentes equivalentes a US$ 60 mil millones (mayor registro desde el 3T2013), equivalente a aproximadamente el 25% de la salida de capitales registradas en todo el año 2008; asimismo, entre el 19 de febrero y 20 de marzo, el precio del cobre cayó 10,9%, ubicándose en su nivel mínimo desde julio de 2010. Así, este entorno internacional será complejo para las economías emergentes, por lo que se hace imprescindible diferenciarse positivamente de este bloque de economías. En ese sentido, la respuesta de política económica ha consistido en: i) fortalecer los “colchones”

macroeconómicos (en el 2013 se registró un superávit fiscal de 0,9% del PBI, la deuda pública se redujo de 20,4% a 19,8% del PBI y, a diferencia del resto de países de la región, el presupuesto público del 2014 se formuló bajo un supuesto de equilibrio fiscal); ii) implementar de forma preventiva y transitoria una política fiscal expansiva (el gasto no financiero del Gobierno General crece 11% en el 1T2014), manteniendo el compromiso con la regla de equilibrio fiscal para el 2014; iii) adoptar un nuevo marco macro fiscal a partir del 2015, que busca darle predictibilidad al gasto público al desvincularlo de la fuente más volátil de los ingresos; iv) impulsar agresivamente el programa de concesiones de mega proyectos de infraestructura (el 28 de marzo se adjudicó el proyecto de la Línea 2 del Metro de Lima por más de US$ 5 mil millones); v) continuar la implementación de una serie de reformas de mediano plazo como servicio civil y gestión pública, mercado de capitales, sistema de pensiones, istración tributaria, entre otros. Respecto a este último punto, cabe señalar que, de acuerdo a la agencia calificadora de riesgo Moody’s, la economía peruana, junto con la chilena y la mexicana, está abocada a implementar reformas de “segunda generación”, entendidas como aquellas orientadas a mejorar el funcionamiento del servicio civil, mercado de trabajo, capital humano, completar el papel del sector privado en la economía, fortalecer los sistemas financieros y diseñar la política fiscal considerando el componente estructural de las finanzas públicas. Fuente: Marco Macroeconómico Multianual 2015-2017 - MEF

II. UBICACIÓN DE LA PLANTA. 1

Introducción: Siguas Sifuentes, Sandra (s.f.). Menciona que las decisiones sobre la localización de la

planta son un factor importante dentro del proyecto, ya que determinan en gran parte el éxito económico, pues ésta influye no sólo en la determinación de la demanda real del proyecto sino también en la definición y cuantificación de los costos e ingresos. Además compromete a largo plazo la inversión de una fuerte suma de dinero. La localización elige entre una serie de alternativas factibles, por lo tanto, la ubicación será la que se adecue más dentro de los factores que determinen un mejor funcionamiento y una mayor rentabilidad del proyecto. 2.2 Objetivos   

2.1.

Determinar la macro localización de la planta. Determinar la micro localización de la planta. Determinar factores que influyen en la localización de la planta.

Macro localización La selección de la macro localización permitirá mediante un análisis, descartar las

ubicaciones que no reúnan las condiciones más importantes que requiere el proyecto. 2.3.1 Descripción de los factores a

Mercado Nuestro mercado será todo el país, pero especialmente el sector Metal Mecánico norteño y en la ampliación cuando la planta esté a su capacidad máxima

b

atender las demandas nacionales. Materia prima

Celulosa: estos son producto en polvo de fibra celulosa para cubiertos de electrodos. Las fibras celulosas provienen de productos renovables vegetales. Son usados para cubrir componentes que se queman en el arco durante el proceso de soldado y son transformados en vapor.

Alambre: Este material será abastecido desde la fábrica de SIDERPERU ubicada a un costado de la nuestra gracias a un convenio de compra firmado. El alambre es todo tipo de hilo delgado que se obtiene por estiramiento de los diferentes metales de acuerdo con la propiedad de ductilidad que poseen los mismos. Se usará alambrón de 6.5 mm de diámetro.

c

Energía Steelcan S.R.L (s.f.). Menciona que la energía es el poder de “hacer funcionar” cualquier cosa que implique un esfuerzo o trabajo, y siempre se requiere de energía; por ejemplo la electricidad y el gas natural provienen de los recursos naturales, las cuales se desarrollaron hace millones de años, son recursos no renovables. Por lo contrario, la energía solar y eólica, puede reponerse continuamente, se considera recursos renovables. La energía eléctrica es el principal factor en la fabricación de perfiles de aluminio, sin embargo, las nuevas tecnologías en capacitores y elementos de seguridad, hacen nuestra red eléctrica segura y de bajo consumo. La energía eléctrica será nuestra fuente de energía que será proveniente de la Central Hidroeléctrica Duke Energy Egenor la cual es una compañía internacional que se dedica a la generación y comercialización de energía eléctrica. Su atención a los clientes de Duke Energy Egenor S. en C. por A. En Av. Pardo y Aliaga 699, 4° piso, San Isidro, Lima 27, Perú. Teléfono: 615-4600. Fax: 615-4784. La empresa opera en el país las hidroeléctricas Cañón del Pato (263MW) y Carhuaquero (95MW), además de seis centrales termoeléctricas que en conjunto suman 622MW. Egenor es controlada por la multinacional Duke Energy a través de su filial Duke Energy International Perú Holdings. Su capacidad de la central

d

e

térmica de Chimbote es de 40.3 MW. Fuente: Egenor S.A Transporte La planta está ubicada en una zona de fácil , esto facilita el transporte de la materia prima, y el rápido del consumidor. Aguas industriales

El agua que se requiere será proporcionada por la empresa SEDACHIMBOTE. f

Mano de obra El crecimiento de la industria en el departamento de Ancash ha traído consigo la migración de población hacia esta zona; por lo cual la mano de obra es de

g

fácil obtención. Clima El medio ambiente de la zona donde va a estar ubicada la planta es costera por lo que no se tendríamos problemas en cuanto a este factor. Debido a su ubicación en el trópico y la presencia de los Andes, la zona costera peruana, en la que se ubica Chimbote, presenta un clima desértico, de precipitaciones casi nulas. La temperatura oscila entre 28º en verano y 13º en invierno. Los vientos son constantes todo el año, predominantemente con dirección

h

suroeste, a una velocidad de 30 a 40 km/h. Fuente: Distrito de Chimbote. Eliminación de residuos Los residuos producidos por la empresa serian recolectados por la municipalidad de ese sector, en cuanto a los gases que puede producir la empresa

i

serán controlados y tratados antes de ser emitidos al ambiente. Leyes reguladoras Estas leyes nos permitirán saber la cantidad permisible de gases que la empresa puede emitir al ambiente y otros residuos que pueda estar emitiendo. El estudio de impacto ambiental “EIA” y el programa de adecuación de medio ambiente “PAMA” estableció lo siguiente: Resolución Ministerial Nº 31596-EM/VMM de 19.ENE.96 – Niveles Máximos Permisibles de Emisión de Gases y Partículas, que son muy importante para el estudio ambiental del área donde se establecerá la planta.

i.1) ISO 9000 Se pueden aplicar en cualquier tipo de organización o actividad orientada a la producción de bienes o servicios. Las normas recogen tanto el contenido mínimo como las guías y herramientas específicas de implantación como los métodos de auditoría. El ISO

9000 especifica la manera en que una organización opera sus estándares de calidad, tiempos de entrega y niveles de servicio. Esta norma: 

Estandarizar las actividades del personal que trabaja dentro de la organización por medio de la documentación.



Incrementar la satisfacción del cliente al asegurar la calidad de productos y servicios de manera consistente, dada la estandarización de los procedimientos y actividades.



Medir y monitorear el desempeño de los procesos.



Incrementar la eficacia y/o eficiencia de la organización en el logro de sus objetivos.



Mejorar continuamente en los procesos, productos, eficacia, entre otros.



Reducir las incidencias negativas de producción o prestación de servicios i.2) ISO 9001 La certificación de calidad sirve para proporcionar confianza a los clientes actuales y

potenciales sobre el control que realiza la empresa sobre sus procesos y como asegura que sus productos son adecuados. Además, obtener el certificado le permitirá acceder a ofertas en clientes y sectores en los cuales sin la certificación de calidad no es posible. j

Aspectos sociales En cuanto al aspecto social, antes de iniciar la instalación de la empresa concientizaríamos a la población sobre la puesta de una planta en dicha zona, diciéndoles las ventajas que puede traerles, ya que se trabajara con la misma población del lugar de trabajo y realizando obras para el bienestar social.

2.3.2 Localización macro: factores ponderados

Orde n 1 2 3 4 5 6 7

8 9 10

A Chimbote

Factor Materia Prima Energía Mano de Obra Transporte Mercado Aspecto social Leyes reguladora s Residuos Aguas industriales Clima Total

Factor balanceo

Evaluación B C de A

Cuenta A B

C

10

10

8

9

100

80

90

9 6

9 8

9 9

8 7

81 48

81 54

72 42

7 6 5

8 7 7

8 8 7

10 9 8

56 42 35

56 48 35

70 54 40

4

7

5

6

28

20

24

3 2

7 4

5 3

6 3

21 8

15 6

18 6

1

3

4

3

3 422

4 399

3 419

B) Trujillo

C) Chiclayo

Luego, por obtención del mayor valor, se escoge a la ciudad de Chimbote como el lugar en donde se instalará la planta para producción de electrodos SMAW.

Fig. Nº 4 Mapa del Perú 2.4 Micro localización Para la instalación de la planta de fabricación de electrodos SMAW manuales requerimos un lugar cercano a para la obtención de nuestra materia prima, así mismo

también en un lugar donde sea accesible la energía eléctrica

y fácil para

transportarse, el lugar escogido por tener todo los factores antes mencionados es la Av. Santiago Antúnez de Mayolo s/n, cercano a la empresa siderúrgica de SIDERPERU, en el departamento de Ancash. Chimbote es una ciudad de la costa norcentral del Perú, capital de la Nueva Provincia de Santa, 4 en el extremo noroeste del Departamento de Ancash. Se ubica a orillas del océano Pacífico en la bahía El Ferrol, en la desembocadura del río Lacramarca. Ubicación 9°04′28″S 78°35′37″OCoordenadas: 9°04′28″S 78°35′37″O (mapa) • Altitud 5 msnm • Distancias 130 km a Trujillo1 431 km a Lima 2.4.1 Descripción de factores a) Geológico La mayor parte de la ciudad de Chimbote está establecida a lo largo de la bahía. En la parte sur - o zona de expansión Nuevo Chimbote - el suelo es plano, arenoso, de compacidad media, cubierto de dunas en algunos sitios. Al sureste y sur de la ciudad se hallan montañas rocosas y cerros cubiertos parcialmente de arena eolítica. El área circundante al puerto, estuvo conformada por terrenos pantanosos y lagunales cubiertos de juncos y totoras, que han ido desapareciendo con el asentamiento urbano. La geología del área de Chimbote, puede dividirse en llanuras aluviales, depósitos costeros, arena eolítica, pantanos y rocas cubiertas de arena eolítica antigua. En el ámbito distrital el relieve es poco accidentado en la Costa, hay contrafuertes que se desprenden de la Cordillera Negra, y la zona yunga y chala toman sus propias características. Fuente: Distrito de Chimbote

b) Topológico

La configuración que circunda las Pampas de Chimbote – desde el mar – la conforman el cerro de Chimbote y la cadena contigua que lo separa de Coishco y Santa; las colinas de la quebrada Lacramarca, del portachuelo de Nepeña y los cerros Azules de Samanco. El litoral contiene un istmo que separa las bahías de Samanco y Chimbote, y une tierra con el Monte División, las islas Ferrol y la isla Blanca que cubren la Bahía. c) Drenaje El servicio de drenaje será coordinado con SEDACHIMBOTE para su instalación. d) Seguridad El área de instalación para la planta industrial está en una zona de población urbana por lo que pueden ser factibles los riesgos de posibles eventos delincuenciales, para ello se piensa pedir al municipio de Chimbote que se empleen políticas, planes, programas y proyectos para el fortalecimiento de la seguridad ciudadana en esta zona, además se contara con seguridad dentro y fuera de la planta y en cuanto a la seguridad de la industria que se piensa instalar cuenta con las suficientes reglamentaciones internas que puedan prevenir cualquier accidente en el proceso de producción. e) Accesibilidad La planta está ubicada en Chimbote, Av. Santiago Antúnez de Mayolo s/n, Perú, a 2 cuadras de la empresa siderúrgica Siderperu. 2.4.2 Localización micro: ventajas y desventajas Ventajas Materia prima cercana Mano de obra disponible

Desventajas Poca seguridad Acumulación de residuos, porque genera gastos adicionales a la producción.

Energía eléctrica accesible Transporte Alcantarillado

2.4.3 Mapa de Micro localización

Fig Nº 5 Microlocalización

III DISEÑO DEL PROCESO

3.1.

Introducción

Desde el punto de vista de la física un electrodo hace referencia al extremo de un conductor en o con un medio al que lleva o del que recibe corriente eléctrica. Los electrodos son placas metálicas utilizadas como un conductor encargado de realizar o con algún sector del circuito que no sea de tipo metálico. Tiene como finalidad el trasporte de la corriente eléctrica. 3.2.

Objetivos a. Diseñar un proceso adecuado para la fabricación de electrodos SMAW. b. Determinar la cantidad de materia prima. c. Fundamentar las fases del proceso.

3.3.

Desarrollo

3.3.1. El Producto

SUPERCITO (AWS A5.1 / ASME-SFA 5.1 – E7018) Electrodo revestido de tipo básico, de bajo hidrógeno con extraordinarias características mecánicas y de soldabilidad. Presenta un arco muy suave, bajo nivel de salpicaduras y la escoria es de muy fácil remoción. El contenido de hierro en polvo mejora su tasa de depósito. Dentro de su categoría es el producto que presenta los mejores niveles de resistencia a la tracción.

UNIVERS (AWS A5.1 / ASME SFA-5.1 - E 7016) Excelente deposito en aceros fundidos al carbono y de baja aleación. Electrodo de revestimiento fuertemente básico, de altas propiedades mecánicas, que cubre las clasificaciones AWS E6015/16 y E7015/16. Se aplica cuando ocurren rajaduras o porosidad en aceros de "Análisis irregular", especialmente en aquellos que tienen alto contenido de azufre. El bajo contenido de hidrogeno evita los poros, fisuras, fracturas y permite a su vez obtener un deposito maquinable que ofrece gran ductilidad.

3.3.2 Materia Prima Celulosa: Estos son producto en polvo de fibra celulosa para cubiertos de electrodos. Las fibras celulosas provienen de productos renovables vegetales. Son usados para cubrir componentes que se queman en el arco durante el proceso de soldado y son transformados en vapor. Su composición química está formada básicamente por celulosa integrada con aleaciones ferrosas (magnesio y silicio). La celulosa va a desprender gran cantidad de gases en su combustión, lo que va a reducir la producción de escorias en el cordón, a la vez que va a permitir ejecutar la soldadura en posición vertical descendente. El baño de fusión que se obtiene con este tipo de revestimiento va a ser "caliente", con la fusión de una notable cantidad de material base, lo que provoca cordones con una gran profundidad de penetración. Ello es debido al elevado desarrollo de hidrógeno, presente en la composición química de este tipo de revestimiento. En general, las características mecánicas de la soldadura que se obtienen con este tipo de revestimientos son óptimas, aunque el aspecto final del cordón pueda ser mejorable. Ello es debido a la casi total ausencia de la protección líquida ofrecida por este revestimiento, lo cual va a impedir una modelación óptima del baño durante su solidificación. Para electrodos que utilicen este revestimiento, la corriente de soldadura, dada la escasa estabilidad del arco, es normalmente en corriente continua (CC) con polaridad inversa.

Alambrón Este material será abastecido desde la fábrica de SIDERPERU ubicada a un costado de la nuestra gracias a un convenio de compra firmado. El alambre es todo tipo de hilo delgado que se obtiene por estiramiento de los diferentes metales de acuerdo con la propiedad de ductilidad que poseen los mismos. Se usará alambrón de 6.5 mm de diámetro. 3.3.3 Productos Alternativos Tenemos diferentes opciones a la soldadura por arco que usa el electrodo SMAW revestido con celulosa, nos encontramos con el proceso GMAW que usa un gas protector y un carrete de alambre para una soldadura continua. El proceso GATW usa un electrodo permanente de tungsteno que da una ventaja de mejor acabado en el cordón y lo hace más resistente. Existe también la unión de placas metálicas por remaches que ofrecen una junta de metales sólida y de rápida instalación, pero la ventaja del proceso SMAW es el bajo costo de los electrodos, además, existe más personal capacitado en este tipo de proceso que en los otros procesos. Con respecto a los remaches se podría decir q la soldadura en general ofrece una micro fundición de materiales de aporte al metal receptor ofreciéndole propiedades mecánicas propias de un metal.

Fig. Nº 6

3.3.4 Procesos Seleccionado

1

Proceso de fabricación de Electrodos SMAW

a) TREFILADO Operación de conformación en la reducción de sección de un alambre o varilla haciéndolo pasar a través de un orificio cónico practicado en una herramienta llamada hilera o dado. Los materiales más empleados para su conformación mediante trefilado son el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil.

Los alambres son sacados de rollos de alambrones, los cuales alimentaran las trefiladoras. Estos alambrones suelen tener el espesor de alambre de 5 a 8 mm. Las trefiladoras realizaran el “encapado”, jalando el alambre hacia los pulidores donde se le quita el óxido al alambre. Después del trefilado, hay restos de óxido en el piso, el cual será reutilizado como un mineral de la mezcla.

b) FÁBRICA DE MASAS En esta área se mezclan los minerales. Los minerales insumos que se necesitan para la formación de la masa se almacenan en bolsas. Cada insumo es codificado. Un punto importante en esta área es que los minerales deben tener baja humedad. En esta área hay tolvas. Cada tolva tiene un código, como se sabe hay minerales que se usan en mayor proporción. Entonces se coloca en la tolva los minerales que se usan en mayor proporción. Luego de la tolva los minerales son pasados a una mezcladora “Y”, en la que se mezcla por un determinado tiempo. Esta forma del mezclador facilita que se pueda sacar fácilmente la mezcla, así como es más fácil cargarla por el otro lado.

c) PRENSADO Los electrodos están formados prácticamente el 70 % en el alambre o varilla, el resto es el recubrimiento o la mezcla de mineral. El recubrimiento: La cantidad de recubrimiento y el color de este dependerá del tipo de electrodo que se quiera fabricar. Los electrodos están formados prácticamente el 70 % en el alambre o varilla, el resto es el recubrimiento o la mezcla de mineral. El recubrimiento: La cantidad de recubrimiento y el color de este dependerá del tipo de electrodo que se quiera fabricar. Cada prensa tiene mezcladores en donde ingresa la mezcla de la masa en la proporción de ingredientes que se necesita. La masa estará en la mezcladora un determinado tiempo dependiendo del tipo de recubrimiento que se quiere hacer. Aquí los insumos principales son las briquetas de las mezcladoras y los alambres del área de trefilado. Cada prensa posee una unidad de carga en la que se puede añadir 6 briquetas por proceso de RECARGA. Una vez cargada la unidad, se cierra y comienza el prensado de la masa en el alambre. La presión es aproximadamente de 100 – 110 bares. Las prensas son capaces de producir 2500 varillas por minuto. Las dimensiones promedio del electrodo son 25 cm. de largo y 3-5 mm. de espesor dependiendo de su uso. d) SECADO Como se sabe los electrodos están revestidos de masa húmeda, por lo que es necesaria una etapa de secado. La empresa posee 5 hornos de pre-secado y 5 hornos de secado.

Los electrodos son primero ingresados a los hornos de pre-secado y luego a los hornos de secado, para evitar rajaduras por cambios drásticos de temperatura. Dependiendo del tipo de producto que se quiere usar, los electrodos estarán en secado más o menos tiempo. e) EMBALADO Después del secado de los electrodos, los electrodos pasan a ser empaquetados según necesidades del cliente. En esta etapa los electrodos son sellados con sus respectivos sellos.

3.3.5 Fundamento Teórico

ELECTRODO DE SOLDADURA Un electrodo de soldadura es una varilla metálica, de composición aproximada a la del metal a soldar y recubierta con una sustancia que recibe el nombre de revestimiento. Cuando se establece una corriente a través del circuito de soldadura, salta un arco eléctrico entre el extremo del electrodo y la pieza. Este arco provoca la fusión del electrodo y del metal base. El metal fundido procedente del electrodo, cae en el orificio originado por la fusión del metal base y se forma la pieza de fusión. Este, al endurecerse, da lugar al cordón de soldadura que establece la unión entre las dos piezas.

Inicialmente los electrodos desnudos eran simples varillas metálicas sin ningún tipo de recubrimiento, pero en la actualidad, reciben este nombre los electrodos con una ligerísima capa de revestimiento. El empleo de estos electrodos en la soldadura es muy limitado, pues producen uniones frágiles y de pequeña resistencia. Prácticamente todas las uniones se realizan con electrodos revestidos ELECTRODOS REVESTIDOS Los electrodos revestidos llevan recubrimiento relativamente gruesos. El revestimiento es una masa hecha de sustancias como celulosa, silicato sódico, silicato potásico, oxido de titanio, óxido de hierro, entre otros. Cada una de estas sustancias está incluidas en el revestimiento para que desarrolle una determinada función durante el proceso de soldeo.

Fig. Nº 7

PROCESO SMAW Este tipo de soldadura es uno de los procesos de unión de metales más antiguos que existe, su inicio data de los años 90 de siglo XVIII. En la que se utilizaba un electrodo de

carbón para producir el arco eléctrico, pero no es sino hasta 1907, cuando el Oscar Kjellber desarrolla el método de soldadura con electrodo recubierto, también conocido como método SMAW (Shielded Metal Arc Welding) que en español significa “Soldadura manual por arco eléctrico con electrodo revestido”.

Fig. Nº 8

El arco se inicia cuando la punta del electrodo toca el metal base (material a soldar), provocando un corto circuito que da lugar al paso de la corriente eléctrica, luego, se eleva el electrodo separándolo del metal base un par de milímetros, permitiendo de ese modo la formación del arco eléctrico. Debido a la pequeña superficie por la cual pasa la corriente eléctrica la temperatura se eleva rápidamente en esa zona y se produce (por ionización) una estabilización del arco. Establecido el arco eléctrico, el calor generado por el mismo produce la fusión tanto del metal base, como del extremo del electrodo. A medida que se va consumiendo el electrodo se avanza con el mismo depositando el metal fundido sobre la

superficie de la pieza, una vez solidificado el metal depositado forma el cordón de soldadura. La temperatura del arco eléctrico, medida en su parte central, es aproximadamente de unos 5000°C, esto produce la fusión casi instantánea del metal, generando pequeñas gotas de metal fundido en el extremo del electrodo que son transferidas a través del arco hacia la pileta líquida.

Fig. Nº 9