Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas FÍSICAS CIENCIAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Escuela Académico Profesional de Estadística

“OPTIMIZACIÓN DEL ANCHO DEL CORDÓN DE SOLDADURA EN ACERO A36 EN EL

PROCESO DE SOLDADURA FCAW, USANDO METODOLOGIA TAGUCHI”

Trujillo – Perú Diciembre 2013

TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO ESTADÍSTICO

Autor:

Alvaro Michel Zavaleta Yacila

Asesor: MsC. Luis Alberto Rubio Jácobo

Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT

Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

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DEDICATORIA

A mis padres, Don Jorge Zavaleta Huamán y Doña

Elena Yacila Mogollón, por su amor, dedicación y apoyo

constante en mi formación personal y profesional, en el

cumplimiento de mis objetivos, a ellos les debo lo que soy y lo

que algún día llegaré a ser.

A mi hermano Arthur que es una persona importante en mi vida,

que siempre estuvo listo para brindarme toda su ayuda,

ahora me toca regresar un poquito de todo lo que me ha otorgado.

A mi tía Luisa Mogollón, como una madre siempre la vi y ahora que

está en el cielo espero que me siga bendiciendo y se regocije con la

persona que me convertiré, es para ti esta tesis tía en agradecimiento

por todo tu amor.



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AGRADECIMIENTOS

En el transcurso de la realización de esta tesis he recibido ayuda, apoyo y confianza de muchas

personas a las que quiero expresar mi agradecimiento.

Agradezco con todo el corazón a ese ser que todo lo puede, que está conmigo en todo momento

y en todo lugar: DIOS.

A los Servicios Industriales de la Marina (SIMA), por facilitar los materiales y permisos

necesarios para la realización del experimento, en especial al Ing. Julio Bacilio, al Sr. Jorge

Zavaleta y al Sr. Arthur Zavaleta.

A mi asesor y demás miembros del jurado, MsC. Luis Alberto Rubio Jácobo, MsC. Rosa

Adriana Chu Campos y Dr. Carlos Alberto Minchón Medina, por sus aportes muy valiosos

desde el inicio y la culminación del presente trabajo de investigación, gracias.

También quiero agradecer a los compañeros y profesores de la Escuela Profesional de

Estadística, quienes han contribuido a mi formación y realización como profesional.



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INDICE

Resumen

Abstract

Capítulo I: Introducción………………………………………………………………………. 1

1.1. Realidad Problemática…………………………………………………………………. 2

1.2. Antecedentes…………………………………………………………………………… 4

1.3. Marco Teórico………………………………………………………………………….. 7

1.3.1. Proceso FCAW-Proceso arco eléctrico con alambre tubular………………………. 7

1.3.1.1. Descripción del Proceso………………………………………………………... 7

1.3.1.2. Equipo………………………………………………………………………….. 8

1.3.1.3. Variables del Proceso…………………………………………………………... 9

Corriente de Soldadura………………………………………………………………... 9

Voltaje del Arco……………………………………………………………………... 10

Velocidad de Soldadura……………………………………………………………... 10

1.3.2. Geometría del cordón de soldadura………………………………………………. 11

1.3.3. Acero A36………………………………………………………………………… 11

1.3.4. Metodología Taguchi……………………………………………………………... 12

1.3.4.1. Función de pérdida Taguchi…………………………………………………... 16

1.3.4.2. Relación Señal-Ruido (S/R)…………………………………………………... 20

1.3.4.3. Arreglos Ortogonales…………………………………………………………. 23

1.4. Formulación del problema……………………………………………………………. 26

1.5. Hipótesis………………………………………………………………………………. 26

1.6. Objetivos……………………………………………………………………………… 26

1.6.1. Objetivo General………………………………………………………………….. 26

1.6.2. Objetivos Específicos……………………………………………………………... 27

1.7. Justificación…………………………………………………………………………… 28

1.7.1. Justificación Teórica………………………………………………………………. 28

1.7.2. Justificación Metodológica………………………………………………………... 28

1.7.3. Justificación Práctica……………………………………………………………… 28



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Capítulo II: Material y Método……………………………………………………………… 29

2.1. Materiales……………………………………………………………………………... 30

2.1.1. Población en estudio………………………………………………………………. 30

2.1.2. Muestra……………………………………………………………………………. 30

2.1.3. Unidad de análisis………………………………………………………………… 30

2.1.4. Variables en el estudio……………………………………………………………. 30

2.1.5. Definición de variables……………………………………………………………. 31

2.1.5.1. Corriente de soldadura………………………………………………………… 31

2.1.5.2. Voltaje del arco………………………………………………………………...32

2.1.5.3. Velocidad de soldadura……………………………………………………..… 33

2.1.5.4. Ancho del cordón de soldadura……………………………………………….. 34

2.2. Método………………………………………………………………………………… 35

2.2.1. Tipo de investigación……………………………………………………………... 35

2.2.1.1. De acuerdo a la orientación…………………………………………………… 35

2.2.1.2. De acurdo a la técnica de contrastación………………………………………. 35

2.2.2. Diseño de la investigación………………………………………………………… 35

2.2.3. Diseño del arreglo ortogonal……………………………………………………… 36

2.2.4. Relaciones señal-ruido (S/R)……………………………………………………… 37

2.2.5. Procedimiento experimental del proceso de soldadura…………………………… 38

Capítulo III: Resultados……………………………………………………………………… 40

Tabla 01: Efectos medios de los factores sobre el ancho del cordón de soldadura...……… 41

Tabla 02: Análisis de varianza del ancho del cordón de soldadura...……………………… 41

Figura 08: Efectos principales para el ancho del cordón de soldadura………………......... 42

Tabla 03: Coeficientes del modelo estimado para ancho del cordón de soldadura………... 43

Figura 09: Gráficas de los residuos en la estimación del ancho del cordón de soldadura… 44

Tabla 04: Niveles óptimos de las variables de operación sobre el ancho del cordón……... 44

Tabla 05: Efectos medios de los factores relaciones de señal-ruido………………………. 45

Tabla 06: Análisis de varianza de la relación S/R…………………………………………. 45

Figura 10: Efectos principales para las relaciones S/R……………………………………. 46

Tabla 07: Coeficientes del modelo estimado para Relaciones S/R………………………... 47



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Figura 11: Gráficas de los residuos en la estimación de la relación señal-ruido…………... 48

Tabla 08: Niveles óptimos de las variables de operación sobre la relación señal-ruido…... 48

Capítulo IV: Análisis y discusión……………………………………………………………. 49

Capítulo V: Conclusiones……………………………………………………………………. 54

Capítulo VI: Referencias Bibliográficas…………………………………………………….. 57

6.1. Bibliografías…………………………………………………………………………... 58

6.2. Linkografías…………………………………………………………………………… 60

Capítulo VII: Anexos………………………………………………………………………... 61



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RESUMEN

El objetivo de la presente investigación fue determinar los niveles óptimos de corriente de

soldadura, voltaje del arco y velocidad de soldadura que simultáneamente maximizan el ancho

del cordón de soldadura y la relación S/R (Señal-Ruido), en acero A36 en el proceso de

soldadura FCAW. Se utilizó el diseño de parámetros de la metodología Taguchi donde se

seleccionó un arreglo ortogonal L9 haciendo un total de 9 corridas experimentales. Usando las

relaciones S/R propuestas por Taguchi, se encontró que 300 A de la variable corriente de

soldadura y 1000 mm/min para la velocidad de soldadura es la combinación que maximiza el

ancho del cordón de soldadura.

Palabras Clave: Proceso de soldadura FCAW, Metodología Taguchi, Diseño de Parámetros,

Relación Señal-Ruido, Corriente de soldadura, Voltaje del arco, Velocidad de soldadura, Ancho

del cordón de soldadura.



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ABSTRACT

The purpose of this investigation was to determine the optimal levels of welding current, arc

voltage and welding speed simultaneously maximize the width of the weld bead and the S / N

(Signal to Noise) ratio in A36 steel in the process FCAW. Design parameters of the Taguchi

methodology where L9 orthogonal array selected by a total of 9 experimental runs were used.

Using the S / R ratios proposed by Taguchi, it was found that 300 A current variable welding

and 1000 mm / min for the welding speed is a combination which maximizes the width of the

weld bead.

Keywords: FCAW welding process, Taguchi Methods, Design Parameters, Signal to Noise,

welding current, arc voltage, welding speed, weld bead width



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CAPITULO I: INTRODUCCIÓN



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1.1. REALIDAD PROBLEMÁTICA

El Proceso FCAW se ha convertido en la alternativa más apropiada para la realización

de muchas uniones soldadas que anteriormente se realizaban con soldadura MIG/MAG

(GMAW) o arco sumergido (SAW) debido a que ofrece una serie de ventajas

comparativas. Alta velocidad y eficiencia de soldadura, muy buena penetración,

disponibilidad de pequeños volúmenes en diversas aleaciones y diámetros (tan pequeño

como 0,9 mm) y excelente operatividad en todas las posiciones son características

comunes de los electrodos actuales del proceso Flux Cored Arc Welding (FCAW).

(Vedia & Svoboda, 2004)

Hoy en día, este proceso se está volviendo cada vez más popular, su naturaleza permite

su uso en la mayoría de los metales y aleaciones aplicándose especialmente en:

• Tuberías y partes internas de recipientes a presión.

• Estructuras metálicas.

En los casos anteriores, la soldadura es el primer método de unión utilizado. Sin

embargo, ya que tales empleos implican la existencia de solicitaciones estáticas y

dinámicas, es esencial el estudio no solo del comportamiento metalúrgico de la unión

soldada sino también de las variables operacionales incluyendo la corriente de soldadura,

el voltaje del arco y la velocidad de soldadura que influyen fuertemente en las variables

de la geometría del cordón como el ancho. (Altamirano, 2009).

El ancho del cordón es de considerable importancia para los ingenieros de diseño ya que

afecta a los programas de soldeo, costes de construcción de estructuras y dispositivos

mecánicos (Miguel V., Martínez-Conesa E., Segura F., Manjabacas M. & Abellán E.,

2012). Por ello nuestra investigación tiene como objetivo general determinar los niveles

de las variables de operación corriente de soldadura, voltaje del arco y velocidad de

soldadura que maximizan el ancho del cordón de soldadura.



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La selección correcta de los niveles de las variables del proceso es requerida para

maximizar el ancho del cordón de soldadura. Sin embargo, se requiere de una gran

cantidad de pruebas y personal experimentado para determinar los niveles óptimos de

las variables de soldadura. Por lo tanto, se requiere de un método más eficiente para la

determinación de dichos niveles.

La metodología Taguchi proporciona mejores resultados y permite abreviar un

procedimiento largo y prolijo (Ryan N., 2001) usando una serie de herramientas como

los arreglos ortogonales y las relaciones señal-ruido que son óptimas para generar la

información que se busca.



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1.2. ANTECEDENTES

La geometría del cordón juega un importante rol en las propiedades mecánicas finales

de la unión soldada. Variables de la geometría del cordón, tales como, ancho del cordón,

altura y profundidad de penetración, están fuertemente correlacionadas a las variables

operacionales del proceso incluyendo corriente de soldadura, voltaje, velocidad de

avance, gas de protección y distancia entre el tubo de contacto y la pieza de trabajo, entre

otros (Altamirano, 2009). Por tal motivo, es vital la selección correcta de los niveles de

las variables operacionales del proceso de soldadura para poder lograr una unión de

calidad. En ese sentido Tarng Y. & Yang W. en su investigación, “Optimización de la

geometría del cordón de soldadura en la soldadura por arco con gas de tungsteno

por el método Taguchi, Taiwán publicado en 1998 aplicaron el método Taguchi para

la optimización de la geometría de un cordón de soldadura realizado con GTAW. Estos

investigadores demostraron que el método Taguchi provee una sistemática y eficiente

metodología para encontrar los parámetros de soldadura idóneos para una geometría del

cordón deseada. Durante su estudio encontraron que los parámetros de soldadura que

tienen mayor influencia sobre la morfología del cordón son la velocidad de avance de la

soldadura, intensidad de corriente y la polaridad. Reportando que el ancho del cordón,

penetración y el tamaño del refuerzo son mejormente controlados mediante el uso de

este método.

Na H., Kim I., Kang B. & Shim J., en su investigación, “Un estudio experimental para

la optimización de la soldadura de filete en una estructura soldada”, Corea del Sur

publicado en Abril del 2011, desarrollaron un sistema inteligente usando el método

Taguchi para seleccionar los parámetros óptimos de soldadura sobre una geometría del

cordón dada. El sistema desarrollado está integrado por un modelo de red neuronal y dos

modelos de regresión múltiple para la predicción de la geometría del cordón incluyendo

el ancho, altura, profundidad de penetración, área de penetración, área total del cordón

y dilución. De acuerdo con estos autores, la corriente de soldadura, el voltaje y la

velocidad de avance son las variables del proceso que tienen mayor influencia sobre el



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tamaño y forma del cordón de soldadura. El sistema desarrollado permite la entrada de

las dimensiones de la soldadura deseadas y la selección de los parámetros óptimos para

tales dimensiones.

Así mismo Manihar L. & Saha A., en su investigación, “Optimización de los

parámetros de soldadura para la maximización del ancho del cordón de soldadura

para soldadura por arco sumergido en placas de acero suave”, en India publicado

en Junio 2012, aplican la metodología Taguchi para la obtención de las combinaciones

paramétricas óptimas para lograr la soldadura deseada; además utilizaron el análisis de

regresión múltiple para determinar la relación entre la variable dependiente: ancho del

cordón con la corriente de soldadura, voltaje del arco, velocidad de soldadura, y la

distancia del electrodo a la parte a soldar, pudieron encontrar que los niveles óptimos

que logran una anchura del cordón deseada se dan en los niveles bajos de las variables:

corriente de soldadura (300A) y velocidad de soldadura (900 mm/min), además de los

niveles altos de las variables: voltaje del arco (28V) y la distancia del electrodo a la parte

a soldar (25 mm).

De forma similar, pero sin usar la metodología Taguchi, Altamirano G., en su

investigación, “Optimización del cordón en una soldadura de filete de una aleación

de aluminio para aplicaciones automotrices”, En México publicado en Febrero

2009, utilizó una técnica de diseño de experimentos factorial 33 para determinar los

parámetros de soldadura que resultan una óptima geometría del cordón. Durante su

estudio evaluaron el efecto individual que tienen los parámetros operativos de intensidad

de corriente, ángulo de trabajo y velocidad de avance de la soldadura sobre la morfología

del cordón, encontrando que el parámetro de soldadura: ángulo de trabajo tiene mayor

influencia en la calidad final de la unión que la misma intensidad de corriente y velocidad

de avance o desplazamiento de la soldadura.



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Miguel V., Martínez-Conesa E., Segura F., Manjabacas M. & Abellán E., en su

investigación, “Optimización del proceso de soldadura GMAW de uniones a tope

de la aleación AA 6063-T5 basada en la metodología de superficie de respuesta y en

la geometría del cordón de soldadura”, Colombia publicado el Octubre 2012,

efectúa la optimización del proceso de soldadura por arco GMAW de la aleación AA

6063-T5 mediante la metodología de la superficie de respuesta (MSR). Las variables

consideradas en este estudio fueron la tensión del arco, la velocidad de soldeo, la

velocidad de alimentación del electrodo y la separación de las superficies a unir y las

funciones de respuesta consideradas fueron el sobreespesor, anchura, penetración y el

ángulo del cordón. De acuerdo con este autor los factores más determinantes para la

penetración son la separación y la velocidad de alimentación del electrodo. Para el ancho

del cordón, el factor más determinante es la velocidad de soldadura. En el caso del

sobreespesor, la separación entre las piezas y la velocidad de soldadura son los dos

factores más importantes. Y por último en el análisis del ángulo del cordón, los factores

a controlar son la tensión y la separación entre las piezas.

Estos trabajos de investigación constituyen antecedentes esenciales que no sólo han

servido de guía y orientación al presente estudio en donde se trabajó con una aleación de

acero diferente (acero A36) y también con un proceso de soldadura distinto a los

mencionados (proceso FCAW).



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1.3. MARCO TEORICO

1.3.1. PROCESO FCAW - PROCESO ARCO ELECTRICO CON ALAMBRE

TUBULAR

1.3.1.1. Descripción del Proceso

Es un proceso de soldadura, en el que la fusión se logra mediante un arco

producido entre un electrodo tubular (alambre consumible) y la pieza. La

protección se obtiene de un fundente contenido dentro del alambre tubular.

Protección adicional de un gas suministrado externamente no es necesaria.

En la fig.1 se muestra el proceso, donde se observa el alambre con núcleo de

flujo, la envoltura de gas protector, el arco, el metal de soldar y la protección

con la escoria. El proceso puede ser semiautomático o automático, siendo el

método semiautomático el de mayor aplicación (Manual de Soldadura

EXSA-OERLIKON, 2011).

Figura 1: Soldadura con Alambre Tubular



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1.3.1.2. Equipo

El equipo básico para la soldadura por arco con núcleo de fundente

autoprotegida (con sus siglas FCAW en inglés) y con escudo de gas es

similar. La principal diferencia radica en el suministro y regulación del gas

para el arco en la variante con escudo de gas. La fuente de potencia

recomendada es de voltaje constante. Esta fuente deberá ser capaz de trabajar

en el nivel de corriente máximo requerido para la aplicación específica.

También se usan fuentes de potencia de corriente constante con la suficiente

capacidad y controles y alimentadores de alambre apropiados.

La rapidez de alimentación del electrodo determina el amperaje de soldadura

suministrado por una fuente de potencia de voltaje constante. Si se modifica

esta rapidez, la máquina soldadora se ajustará automáticamente para

mantener el voltaje de arco preestablecido. La velocidad de alimentación del

electrodo se puede controlar por medios mecánicos o electrónicos.

Este proceso requiere rodillos impulsores que no aplanen ni distorsionen de

alguna otra manera el electrodo tubular. Se emplean diversos rodillos con

superficies ranuradas y moleteadas para adelantar el electrodo. Las pistolas

típicas para soldadura semiautomática. Están diseñadas de modo que se

sostengan cómodamente, sean fáciles de manipular y duren largo tiempo.

Las pistolas establecen un contacto interno con el electrodo a fin de conducir

la corriente de soldadura. La corriente y la alimentación del electrodo se

accionan con un interruptor montado en la pistola (Herrera, 2007).

En la figura 2 se observa un esquema del equipamiento básico para la

soldadura FCAW y alambres tubulares.



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Figura 2: Equipamiento para FCAW con protección gaseosa.

1.3.1.3. Variables del Proceso

Corriente de Soldadura

La corriente de soldadura es proporcional a la velocidad de alimentación del

alambre, para un diámetro, una composición y una longitud libre del

electrodo dados.

Una fuente de poder de tensión constante del tamaño adecuado se utiliza para

fundir el alambre a una velocidad que mantiene constante la tensión de arco

(longitud de arco) pre-ajustada. Para una dada velocidad de alimentación del

alambre, la corriente de soldadura medida varía con la longitud libre del

electrodo. A medida que aumenta la longitud libre del electrodo, la corriente

de soldadura disminuye.

Al variar la corriente de soldadura, si las demás variables del proceso se

mantienen constantes, para un diámetro de electrodo dado, se tendrán los

siguientes efectos:



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- Al aumentar la corriente aumenta la velocidad de deposición del electrodo.

- Al aumentar la corriente aumenta la penetración.

- Excesiva corriente produce cordones de soldadura convexos con mal

aspecto.

- Corriente insuficiente produce transferencia de grandes gotas y excesivas

salpicaduras (Vedia & Svoboda, 2004).

Voltaje del Arco

La tensión de arco y la longitud de arco están muy relacionadas. El voltaje

indicado en el panel de la fuente es la suma de las caídas de voltaje a lo largo

del circuito de soldadura. Esto incluye la caída en el cable, en la longitud

libre del electrodo, en el arco, en la pieza y en el cable de masa. Por lo que

la tensión de arco será proporcional a lo indicado en el panel si consideramos

constantes las caídas en los demás elementos del circuito (incluidas sus

temperaturas).

La apariencia, la calidad y las propiedades de las soldaduras realizadas con

FCAW pueden ser afectadas por variaciones en la tensión de arco. Una

tensión de arco demasiado alta (arco demasiado largo) puede resultar en

salpicaduras excesivas y en cordones anchos e irregulares.

Con electrodos de acero al carbono esto puede provocar porosidad. Una

tensión de arco demasiado baja puede resultar en excesivas salpicaduras y

cordones angostos y convexos con baja penetración (Vedia & Svoboda,

2004).

Velocidad de Soldadura

La velocidad de soldadura afecta la penetración y el contorno. A bajas

velocidades de soldadura la penetración es mayor que a altas velocidades.

Bajas velocidades de soldadura a altas corrientes resultan en un

sobrecalentamiento del metal de soldadura. Esto puede dar lugar a la

posibilidad de que se produzcan atrapes de escoria o que se funda el metal



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base. Altas velocidades de soldadura tienden a dar cordones irregulares y

con mala apariencia (Vedia & Svoboda, 2004).

1.3.2. GEOMETRÍA DEL CORDÓN DE SOLDADURA

La geometría del cordón de soldadura afecta directamente a la calidad de la

soldadura en la construcción de estructuras.

La geometría del cordón de soldadura juega un papel importante en la

determinación de las propiedades mecánicas de una unión soldada. Sus

parámetros geométricos como la penetración, el ancho, el sobre-espesor y el

ángulo del cordón dependen de las variables del proceso de soldadura, tales

como la separación entre los bordes a unir, la velocidad de soldadura, la tensión

y la velocidad de alimentación del electrodo (Miguel V., Martínez-Conesa E.,

Segura F., Manjabacas M. & Abellán E., 2012)

1.3.3. ACERO A36

El acero A36 es una aleación de acero al carbono de propósito general muy

comúnmente usado en los Estados Unidos, aunque existen muchos otros aceros,

superiores en resistencia, cuya demanda está creciendo rápidamente.

El acero A36, tiene una densidad de 7860 kg/m³ (0.28 lb/in³). El acero A36 en

barras, planchas y perfiles estructurales con espesores menores de 8 plg (203,2

mm) tiene un límite de fluencia mínimo de 250 MPA (36 ksi), y un límite de

rotura mínimo de 410 MPa (58 ksi). Las planchas con espesores mayores de 8

plg (203,2 mm) tienen un límite de fluencia mínimo de 220 MPA (32 ksi), y el

mismo límite de rotura pero de todos modos se rompe (Wikipedia, Acero A36).



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Composición Química del Acero A36

Elemento C Si Mn P S Cu Cr Ni Al

% 0,2 0,06 0,48 0,01 0,03 0,04 0,02 0,01 0,01

Según Norma ASTM (Sociedad Americana para Pruebas y Materiales)

1.3.4. METODOLOGIA TAGUCHI

Los métodos tradicionales de control de la calidad se centran en la

determinación de un valor medio (𝑢 objetivo) para un atributo y el

establecimiento de límites de control; para luego realizar un control estadístico

y descartar o retrabajar las piezas que se encuentren por fuera de estos límites.

Este enfoque toma como premisa controlar el valor medio y ve a la variabilidad

(o varianza) como un dato del proceso.

El Ing. Genichi Taguchi propuso otro enfoque en el que se empieza a pensar en

la calidad del producto desde el diseño del mismo. El objetivo es diseñar

productos menos sensibles a los factores aleatorios (o ruidos) que hacen que

varíen los parámetros que definen su calidad. Esto es lo que se llama crear un

diseño robusto.

Para esto definió un proceso de diseño de producto (y proceso de fabricación)

en tres etapas (Asociación Española para la Calidad, 2010):

Diseño del sistema.

Diseño de parámetros.

Diseño de tolerancias.

El diseño del sistema es crear un nuevo sistema, que antes no existía. Por

ejemplo, crear un nuevo circuito eléctrico o un nuevo material plástico. El

diseño del sistema requiere creatividad y puede ser protegido por patentes. El



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diseño del sistema se completa una vez que se inventa un sistema nuevo y este

funciona después de haber sido probado bajo ciertas condiciones.

Con el propósito de hacer el sistema robusto contra múltiples factores en la

fabricación y en manos del usuario, debe realizarse el diseño de parámetros,

después, el siguiente paso es el diseño de tolerancias la etapa del compromiso

entre la calidad y coste. La función de pérdida se utiliza para traducir la calidad

en coste y determinar si el nivel de calidad de un componente o material en

particular debería mejorarse Debe indicarse que la mejora de la calidad vía

diseño de tolerancias resulta en un incremento del coste.

Para entender el concepto del diseño de parámetros debemos definir diferentes

tipos de factores en la experimentación o en la simulación

Factores de control: El factor puede cambiar en el propio diseño del

sistema factores tales como los valores nominales, pieza o componentes

de un circuito o condiciones de una máquina de proceso.

Factores de ruido: La causa de la variación se denomina ruido. Existen

tres fuentes de ruido:

Ruido externo: condiciones del entorno tales como temperatura,

humedad, etc.

Ruido interno: deterioro en general como el desgaste, la fatiga, la

oxidación, etc.

Ruido entre productos: imperfecciones de fabricación,

variabilidad pieza a pieza.

Típicamente, los factores de control se asignan a las columnas de una matriz

ortogonal (matriz interna). Los factores de ruido se asignan a otra matriz

denominada matriz externa. Para todas las combinaciones entre las matrices

interna y externa se realiza un experimento o simulación.



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Para cada combinación de niveles en los factores de control (definida por una

fila de matriz interna) se realizan los experimentos bajo las diferentes

combinaciones de ruido (definidas por las filas de la matriz externa) y se

determina la relación S/R de los resultados.

Los pasos en el diseño de parámetros son los siguientes:

1. Definir la función ideal.

La función ideal es diferente caso a caso, y su definición es el paso más

importante.

2. Seleccionar los factores de ruido y pronosticar sus rangos.

En muchos casos, hay muchos factores de ruido y no podemos considerarlos

todos en la investigación.

3. Componer los factores de ruido.

Es muy efectivo y eficiente componer los factores de ruido. Esto significa

encontrar condiciones extremas de dichos factores (niveles del factor).

4. Seleccionar la característica de calidad y su relación S/R.

Se recomienda utilizar la relación S/R como el índice para evaluar la

robustez de una función del producto. La relación S/R se selecciona

basándose en la función ideal.

5. Seleccionar los factores de control y sus niveles.

Se recomienda realizar la experimentación con una matriz ortogonal

completamente saturada. Los niveles de control deberían cubrir un amplio

rango de funcionamiento.

6. Asignar los factores de control y de ruido a las matrices interna y externa.

Los factores de control se asignan a la matriz interna. Los factores de ruido

se asignan a la externa (Fig. 3).

7. Realizar la experimentación.

8. Calcular las relaciones S/R.

9. Optimización.



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Maximizar la relación S/R seleccionando todos los niveles de los factores

de control que dan la mayor relación S/R.

10. Estimar la condición optima

Para estimar la relación S/R bajo la condición optima, suelen considerarse

la mitad de los factores en cuanto a relación S/R y sumar aritméticamente

los efectos de todos ellos.

La medida estadística del rendimiento que se utiliza para evaluar la calidad del

producto es la denominada relación señal-ruido (S/R). La relación señal/ruido

mide el rendimiento y el efecto de los factores de ruido en dicho rendimiento.

La proporción señal - ruido es un índice de robustez de calidad, y muestra la

magnitud de la interacción entre factores de control y factores de ruido (Wu Y.

& Wu A., 1996).

La relación señal/ruido está ligada directamente con la función de pérdida. Es

una evaluación de la estabilidad del rendimiento de una característica de

calidad. La función pérdida permite evaluar el efecto de dicha estabilidad en

términos monetarios. Cuanto mayor sea esta relación implica menor pérdida,

medida con su correspondiente función de pérdida (García A., 2006).

El diseño de parámetros se utiliza para seleccionar la mejor combinación de

niveles de los factores de control, para la optimización de la robustez de la

función del producto contra los factores de ruido. Los factores de ruido son

aquellos que afectan a la función del producto, incluyéndolas condiciones de

uso del cliente, el deterioro interno y la variabilidad pieza a pieza de las partes

que conforman el producto. Por supuesto, el diseño de parámetros puede

aplicarse para optimizar procesos de producción. Sin embargo, lo que el diseño

de parámetros puede aportar en esta etapa se reduce solo a un tipo de ruido: la

variabilidad pieza a pieza. El diseño de parámetros para un proceso de

fabricación no puede reducir los problemas causados ni por las condiciones de



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uso del cliente ni por el entorno operativo. En otras palabras, la optimización

de procesos de fabricación puede tratarse con uno de los tres factores de ruido.

1.3.4.1. Función de Pérdida de Taguchi

La función de pérdida de Taguchi reconoce el deseo del cliente por tener

productos más consistentes y el deseo del productor por hacer un producto

de bajo costo. La pérdida de la sociedad se compone de los gastos incurridos

en el proceso de producción, así como los gastos surgidos durante el uso por

el cliente (reparación, pérdida de negocios, etc). Para reducir al mínimo la

pérdida de la sociedad la estrategia a usar es la que aliente a uniformizar y

reducir los costos en el punto de producción y en el punto de consumo (Ross

P., 1989).

Taguchi supone que las pérdidas podrían ser aproximadas a una función

cuadrática, donde a más grande es la variación en la respuesta más grandes

son las pérdidas.

Existen tres tipos de función de acuerdo a la característica de calidad:

1. Nominal es mejor

La curva que describe de mejor manera a esta función de pérdida, es

la siguiente.



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17

Figura 3: Función de Perdida: Caso nominal es mejor

La ecuación de la función es: 𝑃 = 𝐾(𝑌 − 𝑀)2

La ecuación anterior es válido para una pieza, Si quisiéramos estudiar

el comportamiento de n piezas habremos de referir la pérdida al

concepto de MSD (Mean Square Deviation) o desviación cuadrática

media, de la variable respecto del valor nominal. Es decir:

𝑀𝑆𝐷 =1

𝑛∑ (𝑌𝑖 − 𝑀)2

𝑛

𝑖=1

Que equivale a:

𝑛𝑀𝑆𝐷 = 𝑌12 + 𝑀2 − 2𝑀𝑌1+. . . . . . . . +𝑌𝑛

2 + 𝑀2 − 2𝑀𝑌𝑛

Como la varianza equivale:

𝜎2 =1

𝑛[(𝑌1 − �̅�)2+. . . . . . . . +(𝑌𝑛 − �̅�)2]



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𝑛𝜎2 = 𝑌12 + �̅� − 2𝑌1�̅�+. . . . . . . . +𝑌𝑛

2 + �̅� − 2𝑌𝑛�̅�

Restando:

𝑛𝜎2 − 𝑛𝑀𝑆𝐷 = (�̅�2 − 𝑀2)𝑛 + 2(𝑀 − �̅�)(𝑌1 + +. . . . . . . . +𝑌𝑛)

𝜎2 − 𝑀𝑆𝐷 = �̅�2 − 𝑀2 + 2(𝑀 − �̅�)�̅� = −(�̅� − 𝑀)2

𝑀𝑆𝐷 = 𝜎2 + (�̅� − 𝑀)2

Entonces la forma de reducir la función de pérdida es:

Reducir 𝜎 (la variación en la producción).

Reducir �̅� − 𝑀 (desviación del promedio de la producción

respecto del valor de la media 𝑀).

Reducir ambas.

2. Menor es mejor

De igual manera que el caso anterior, la curva que describe de mejor

manera a esta función de pérdida, es la siguiente.



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Figura 4: Función de Perdida: Caso menor es mejor

La función p de pérdida es análoga a la de NOMINAL ES MEJOR.

Ahora la parábola tiene su vértice en el origen porque evidentemente

no hay un valor nominal para la variación, que es la abscisa. Al ser

𝑀 = 0 queda:

𝑃 = 𝐾𝑌2, para el caso de una pieza o un solo valor de 𝑌.

De igual manera que el caso anterior para estudiar el comportamiento

de n piezas habremos de referir la pérdida al concepto de MSD.

𝑀𝑆𝐷 =1

𝑛∑ 𝑌𝑖

2𝑛

𝑖=1

3. Mayor es mejor

Al contrario del caso anterior, a mayor valor de la variable

independiente corresponde un menor valor de la función de pérdida.

La curva que describe de mejor manera a esta función de pérdida, es

la siguiente.



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20

Figura 5: Función de Pérdida: Caso mayor es mejor

Ello se logra con una hipérbola equilátera de la forma:

𝑃 =𝐾

𝑌2, para el caso de una pieza o un solo valor de 𝑌.

Para n piezas, una forma razonable de expresar la desviación

cuadrática media (MSD) sería

𝑀𝑆𝐷 =1

𝑛∑

1

𝑌𝑖2

𝑛

𝑖=1

Que sería la forma inversa del caso anterior (De la Peña J., 1991).

1.3.4.2. Relación Señal/Ruido

Los factores de control que pueden contribuir a reducir la variación

(mejora de la calidad) se pueden identificar rápidamente al ver la

cantidad de variación presente en forma de una respuesta. Algunos

análisis se ocupan de los factores que pueden afectar a la respuesta



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21

media, pero ahora hay interés en el efecto de la variación también.

Taguchi ha creado una transformación de los datos de repetición a otro

valor que es una medida de la variación. La transformación es la

relación señal-ruido. La relación S/R consolida varias repeticiones en

un valor que refleja la cantidad de variación presente. Hay varias

relaciones S/R disponibles en función del tipo de características;

menor es mejor, nominal es mejor, o mayor es mejor (Ross P., 1989).

Las relaciones señal-a-ruido son derivadas de la función de pérdida

cuadrática (MSD).

En seguida se muestran los tres casos:

CASO NOMINAL ES MEJOR

Cuando se fabrican las lentes de unas gafas, como no pueden resultar

perfectas, se admite una tolerancia entorno al valor nominal de sus

dioptrías. Pero, evidentemente, lo mejor es que las lentes tengan ese

valor nominal.

La relación S/R adecuado a utilizar es:

Tipo I: Cuando los valores de la variable son solo positivos:

𝑆 𝑅⁄ = −10 log [𝑌2

𝑆2]

Tipo II: Cuando los valores de la variable pueden ser tanto positivos

como negativos:

𝑆 𝑅⁄ = −10 log[𝑆2]



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22

CASO MENOR ES MEJOR

Un proceso se negocia (y acepta) entre proveedor y cliente para un

determinado NCA: Un Nivel de Calidad Aceptable expresado en % de

defectuosos. Éste podrá ser tan pequeño como se necesite, se desee o

se pueda conseguir. Pero está claro que si él % de defectuosos de las

partidas entregadas es menor que el NCA, la situación será mejor.

Para el caso menor es mejor el índice adecuado es:

𝑆 𝑅⁄ = −10 log(∑𝑌2

𝑛)

CASO MAYOR ES MEJOR

En fiabilidad se maneja el concepto de MTBF (Mean Time Between

Failures -tiempo medio entre fallos-) y un determinado contrato de

suministro lo fija en una cierta cantidad de horas. Naturalmente, será

mejor para el cliente que el producto tenga un MTBF incluso mayor

que el de las horas acordadas (De la Peña, 1991).

Para el caso mayor es mejor se recomienda:

𝑆 𝑅⁄ = −10 log(∑1 𝑌2⁄

𝑛)

El uso de logaritmos pretende hacer la respuesta más “lineal” y el signo

negativo es para que siempre se maximice el índice S/R. Se multiplica

por 10 para obtener decibeles.

Taguchi afirma que en cada caso, la selección de los niveles de los

factores de control que maximicen la razón S/R garantiza una



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23

variabilidad mínima y por tanto una mayor robustez contra las

variables no controlables (Roy R., 2001).

1.3.4.3. Arreglos Ortogonales

Para el estudio de los factores que afectan a un producto o proceso,

Taguchi se basa en un conjunto pequeño de matrices del diseño. Estas

matrices definen diseños ortogonales, es decir, sus columnas son

ortogonales. Los diseños factoriales 2k son un ejemplo de diseños

ortogonales. Taguchi utiliza los valores 1 y 2 para denotar los niveles

bajo y alto, respectivamente, en lugar de la notación usual (±1); puesto

que considera la posibilidad de más de dos niveles en cada factor. En

la metodología de Taguchi se consideran diseños ortogonales

fraccionarios, es decir, se reduce el número de las de la matriz del

diseño mediante identificación de factores principales y de factores de

interacción. Esto permite una mayor viabilidad del estudio de

tratamientos. Por ejemplo, para el diseño 27 de 7 factores con dos

niveles, Taguchi considera la siguiente matriz de diseño:

Figura 6: Arreglo Ortogonal L8

Esta matriz es referida como matriz del diseño L8: Tiene siete

columnas ortogonales y ocho filas, en contraste con los 27 = 128



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24

experimentos que constituirían la matriz del diseño de un diseño

factorial completo de siete factores con dos niveles.

Taguchi proporciona un catálogo reducido de modelos que permiten

abordar un número relativamente alto de experimentos en ingeniería.

Por ejemplo, Taguchi considera los siguientes diseños ortogonales

fraccionarios con dos niveles: L4; L8; L12; L16; L32 y L64: El listado de

diseños con tres niveles incluye; L9; L18; L27 y L81: En general, un

diseño LN está definido mediante una matriz del diseño con N filas y

permite considerar hasta N-1 factores (Ruiz M., 2005).

Selección de un diseño ortogonal

Para seleccionar un diseño ortogonal se utiliza el siguiente método.

Notemos primero que un diseño LN tiene asociados N-1 grados de

libertad. Entonces, un diseño apropiado para el desarrollo de un

estudio es el más pequeño cuyos grados de libertad están justo por

encima de los grados de libertad asociados con todos los factores e

interacciones. El proceso de selección se puede resumir en los

siguientes puntos:

1. Cada factor con k niveles tiene k-1 grados de libertad.

2. Los grados de libertad para un factor de interacción doble son el

producto de los grados de libertad de los factores principales que lo

definen.

3. Los grados de libertad requeridos para todos los factores principales

e interacciones se suman para obtener el total de grados de libertad

gl(total) requeridos en el desarrollo del experimento.

4. Se selecciona el LN más pequeño para el cual N-1 ¸ gl(total) y que

puede acomodar a los factores e interacciones que intervienen en el

experimento.



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25

En algunos casos, el estudio requiere combinaciones de factores

principales e interacciones que impiden que el diseño seleccionado en

el punto 4 sea apropiado y, por tanto, se tenga que considerar el

siguiente LN en magnitud. Por ejemplo, este hecho se da cuando se

incluye un número elevado de factores de interacción en el estudio.

Para resolver este problema también se puede desarrollar un análisis

preliminar de los factores de interacción que son realmente

significativos (Ruiz M., 2005).



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26

1.4. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

Por lo expuesto en la realidad problemática e incentivado por trabajos anteriores

detallados en los antecedentes; es en lo que se sustenta el siguiente problema de

investigación:

¿Cuáles son los niveles óptimos de corriente de soldadura, voltaje del arco y

velocidad de soldadura que maximizan el ancho del cordón de soldadura y la

relación señal-ruido en acero A36 en el proceso de soldadura FCAW, usando

metodología Taguchi?

1.5. HIPOTESIS

Los niveles: 300A, 28V y 1000 mm/min de corriente de soldadura, voltaje del arco y

velocidad de soldadura, respectivamente, maximizan el ancho del cordón de soldadura

y la relación señal-ruido en acero A36 en el proceso de soldadura FCAW, usando

metodología Taguchi.

1.6. OBJETIVOS

1.6.1. OBJETIVO GENERAL

Determinar los niveles de corriente de soldadura, voltaje del arco y velocidad

de soldadura que maximizan el ancho del cordón de soldadura y la relación

señal-ruido en acero A36 en el proceso de soldadura FCAW, según la




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1.6.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Determinar los efectos medios de las variables de operación “Corriente

de soldadura”, “Voltaje del arco” y “Velocidad de soldadura” del ancho

del cordón de soldadura en acero A36 en el proceso de soldadura FCAW.

2. Analizar los efectos principales de las variables de operación del proceso

de soldadura FCAW en el ancho del cordón de soldadura, en acero A36.

3. Estimar el modelo de regresión que se ajusta a los resultados de las

corridas experimentales para el ancho de cordón de soldadura, según la


4. Determinar los niveles óptimos de las variables de operación “Corriente

de soldadura”, “Voltaje del arco” y “Velocidad de soldadura” que

maximizan el ancho del cordón de soldadura en acero A36 en el proceso

de soldadura FCAW, según la metodología Taguchi.

5. Determinar los efectos medios de las variables de operación “Corriente

de soldadura”, “Voltaje del arco” y “Velocidad de soldadura” de la

relación señal-ruido en acero A36 en el proceso de soldadura FCAW.

6. Analizar los efectos principales de las variables de operación del proceso

de soldadura FCAW en la relación señal-ruido, en acero A36.

7. Estimar el modelo de regresión que se ajusta a los resultados de las

corridas experimentales para la relación señal-ruido, según la




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28

8. Determinar los niveles óptimos de las variables de operación “Corriente

de soldadura”, “Voltaje del arco” y “Velocidad de soldadura” que

maximizan la relación señal-ruido en acero A36 en el proceso de

soldadura FCAW, según la metodología Taguchi.

1.7. JUSTIFICACIÓN

1.7.1. JUSTIFICACIÓN TEÓRICA

Los deseos de abordar este estudio fueron de aportar conocimientos teóricos y

prácticos para próximas investigaciones con el fin de generar reflexión y debate

académico sobre el conocimiento existente sobre la metodología Taguchi.

1.7.2. JUSTIFICACIÓN METODOLÓGICA

La metodología Taguchi ofrece los conocimientos y las herramientas necesarias

para encontrar los niveles operativos óptimos de las variables del proceso de

soldadura FCAW y así obtener un cordón con un ancho óptimo.

1.7.3. JUSTIFICACIÓN PRÁCTICA

Con los resultados de la presente investigación se encontraron las soluciones

concretas para optimizar el ancho del cordón de soldadura en acero A36 en el

proceso de soldadura FCAW mediante la metodología Taguchi.



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CAPITULO II: MATERIAL Y MÉTODO



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2.1. MATERIAL

2.1.1. POBLACIÓN EN ESTUDIO

La población estuvo constituida por la producción de soldaduras con juntas en

“T” en acero A36 con proceso FCAW de la empresa SIMA-METAL

MECANICA del distrito de Chimbote. Luego fueron evaluados en el

Laboratorio del Área de Control de Calidad de la empresa antes mencionada.

2.1.2. MUESTRA

La muestra estuvo constituida por 9 soldaduras con juntas en “T” en acero A36

con proceso FCAW, las cuales se consiguieron por la unión de dos placas de

acero de medidas 150x200x20 mm. Luego fueron evaluados en el Laboratorio

del Área de Control de Calidad de la empresa antes mencionada.

2.1.3. UNIDAD DE ANÁLISIS

La unidad de análisis, la constituyó cada soldadura que se utilizó en el

experimento del proceso de soldadura FCAW en aceros A36 con juntas en “T”.

2.1.4. VARIABLES EN EL ESTUDIO

Las variables consideradas en la presente investigación teniendo en cuenta su

relación de dependencia y naturaleza se presentan en la siguiente tabla.



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Factores en la investigación según su relación y naturaleza

Variables Relación Naturaleza

X1: Corriente de Soldadura Independiente Cuantitativa

X2: Voltaje del Arco Independiente Cuantitativa

X3: Velocidad de Soldadura Independiente Cuantitativa

Y: Ancho del Cordón de Soldadura Dependiente Cuantitativa

S/R: Relación Señal-Ruido Dependiente Cuantitativa

2.1.5. DEFINICIÓN DE VARIABLES

2.1.5.1. Corriente de Soldadura

Expresada en Amperios, La corriente es un flujo de electrones que

circula por un conductor en un circuito cerrado, denominado circuito

eléctrico, en soldadura sirve para fundir el alambre que se alimenta a

través del sistema de impulsión. Un amperaje alto tiene como

consecuencia un cordón más ancho.

Codificación:

La fórmula que se usó para codificar los datos fue la siguiente:

𝑋 =𝑍 − (𝑍𝑚𝑖𝑛 − ∆𝑍)

∆𝑍

Donde:

∆𝑍 = (𝑍𝑚𝑎𝑥 − 𝑍𝑚𝑖𝑛) 2⁄

𝑍𝑚𝑖𝑛: Valor del nivel más bajo del factor corriente de

soldadura.

𝑍𝑚𝑎𝑥: Valor del nivel más alto del factor corriente de

soldadura.

𝑍: Valor del nivel a codificar.



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Niveles de operación de Corriente de Soldadura

Niveles Amperaje de la Corriente

de Soldadura Real (A)

Amperaje de la Corriente

de Soldadura Codificado

Bajo 200 1

Medio 250 2

Alto 300 3

2.1.5.2. Voltaje del Arco

Es una fuerza electromotriz necesaria para mover una corriente El

voltaje se expresa en voltios y se mide con el voltímetro; algunas

máquinas de soldar poseen voltímetro y un regulador de voltaje. La

reducción en el voltaje resulta en un cordón de soldadura más angosto.

Codificación:


𝑋 =𝑍 − (𝑍𝑚𝑖𝑛 − ∆𝑍)

∆𝑍

Donde:


𝑍𝑚𝑖𝑛: Valor del nivel más bajo del factor voltaje del arco.

𝑍𝑚𝑎𝑥: Valor del nivel más alto del factor voltaje del arco.




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Niveles de operación de Voltaje del Arco

Niveles Voltaje del Arco

Real (V)

Voltaje del Arco

Codificado

Bajo 24 1

Medio 26 2

Alto 28 3

2.1.5.3. Velocidad de Soldadura

Es la velocidad en la que se funde el alambre o material de aporte para

unir las piezas de metal. Cuando se reduce la velocidad, se aumenta la

deposición del metal de aporte y esto produce un cordón de soldadura

más ancho.

Codificación:


𝑋 =𝑍 − (𝑍𝑚𝑖𝑛 − ∆𝑍)

∆𝑍

Donde:


𝑍𝑚𝑖𝑛: Valor del nivel más bajo del factor velocidad de

soldadura.

𝑍𝑚𝑎𝑥: Valor del nivel más alto del factor velocidad de

soldadura.




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Niveles de operación de Velocidad de Soldadura

Niveles Velocidad de Soldadura

Real (mm/min)

Velocidad de Soldadura

Codificado

Bajo 900 1

Medio 950 2

Alto 1000 3

2.1.5.4. Ancho del Cordón de Soldadura

Esta característica del cordón de soldadura es muy importante para

asegurar que la unión de soldadura se llene adecuadamente. Para la

determinación del ancho se usó un calibrador de soldadura o llamado

también galga. El ancho del cordón se midió en milímetros (mm).

Criterio de optimización del ancho del cordón de soldadura

Variable Función

Objetivo LI LS

Ancho del cordón de soldadura MAX 6 18.5

Fuente: Código de Soldadura AWS D1.5M/D1.5:2008



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2.2. MÉTODO

2.2.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN

2.2.1.1. De acuerdo a la Orientación:

Esta investigación fue de tipo APLICADA, porque buscó construir un

método que sirve de ayuda en la toma de decisiones para obtener un

ancho de cordón de soldadura deseado, dependiendo de los niveles de

los parámetros de operación del proceso de soldadura FCAW.

2.2.1.2. De acuerdo a la Técnica de Contrastación:

Esta investigación fue de tipo EXPLICATIVA, ya que se encargó de

buscar el porqué del ancho del cordón de soldadura mediante el

establecimiento de relaciones causa-efecto (variables de soldadura –

ancho de cordón de soldadura).

2.2.2. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN

Dada la naturaleza de la hipótesis, en la cual se demostró la relación de causa –

efecto entre las variables, donde las variables independientes fueron

manipuladas; se observa que la investigación adopta un DISEÑO

EXPERIMENTAL.



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2.2.3. DISEÑO DEL ARREGLO ORTOGONAL

El diseño del arreglo ortogonal utilizado es el arreglo L9 de tres factores; el cual

se asemeja a un diseño factorial fraccionado 33 con un tercio de repetición, que

permitió evaluar el efecto de los factores X1: Corriente de Soldadura, X2: Voltaje

del Arco y X3: Velocidad de Soldadura sobre Y: Ancho del Cordón de Soldadura,

y S/R: Relación Señal-Ruido. Se establecieron 9 corridas experimentales,

determinado según el arreglo ortogonal. Para hacer uso de estos arreglos

ortogonales es importante contar con un software apropiado uno de ellos es

Minitab Ver 16.

Arreglo Ortogonal L9

Corridas o Ensayos X1 X2 X3

1 1 1 1

2 1 2 2

3 1 3 3

4 2 1 2

5 2 2 3

6 2 3 1

7 3 1 3

8 3 2 1

9 3 3 2

El modelo que se ajusta al diseño del arreglo anterior para el ancho del cordón

S/R es el siguiente:

𝑌 = 𝛽0 + ∑ 𝛽𝑖𝑋𝑖

3

𝑖=1

+ ∑ 𝛽𝑖𝑖𝑋𝑖2

3

𝑖=1

+ 𝜀, 𝑖 = 1,2,3



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En vez de diseñar el experimento para investigar interacciones potenciales,

Taguchi prefiere emplear factores de tres niveles para estimar la curvatura.

Obsérvese que se ajusta los efectos lineal y cuadrático de los factores pero no sus

interacciones bifactoriales puesto que Taguchi argumenta que no es necesario

considerar explícitamente interacciones bifactoriales.

Postula que es posible eliminar estas interacciones especificando correctamente

la respuesta y los factores del diseño.

De la misma manera, también se ajustó el mismo modelo para las relaciones S/R:

𝑆/𝑅 = 𝛽0 + ∑ 𝛽𝑖𝑋𝑖

3

𝑖=1

+ ∑ 𝛽𝑖𝑖𝑋𝑖2

3

𝑖=1

+ 𝜀, 𝑖 = 1,2,3

2.2.4. RELACIONES SEÑAL-RUIDO (S/R)

Para establecer los niveles de los factores en estudio que proporcione el valor

más favorable de Ancho del Cordón de Soldadura, se utilizó las relaciones señal-

ruido (con el criterio de mayor es mejor), para encontrar el nivel de los factores

que maximicen el ancho del cordón.

La fórmula para el criterio “mayor es mejor” se describe como:

𝑆 𝑅⁄ = −10 log(∑1 𝑌2⁄

𝑛)

Donde:

𝑌: Ancho del cordón de soldadura

𝑛: Número de repeticiones, para este caso 𝑛 = 1



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38

2.2.5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL DE PROCESO DE SOLDADURA

A continuación se detalla todo lo concerniente al procedimiento experimental de

soldadura seguido para llevar a cabo las uniones de las placas de acero. Dicho

procedimiento incluye la preparación de las juntas a unir y la selección correcta

de las variables operativas. También se señala la manera en que se midieron las

variables y su control durante el proceso.

Figura 07: Diagrama del Proceso de Soldadura

Las dimensiones de las placas de acero a unir fueron de 150x200x20 mm. Antes

del proceso de soldeo, las zonas a unir fueron tratadas superficialmente con un

esmerilador para eliminar cualquier tipo de oxidación superficial que dificulte la

estabilidad del arco eléctrico durante la soldadura.

El material de aporte utilizado fue EXATUB 71 diseñado para soldaduras en toda

posición, en un solo pase y/o multipase. La posición de soldeo fue de manera

horizontal, y las placas se unieron en junta T.



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39

Las mediciones de los anchos se realizaron usando un calibrador de soldadura o

llamado también galga.

Las variables operativas utilizadas para llevar a cabo las diferentes uniones como

ya se indicó fueron corriente de soldadura, voltaje del arco y velocidad de

soldadura que de acuerdo a la bibliografía revisada son los que tienen mayor

influencia sobre el ancho del cordón de soldadura (Manihar & Saha, 2012).



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CAPITULO III: RESULTADOS



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Tabla 01: Efectos medios de los factores sobre el ancho del cordón de soldadura

Factor Nivel Media de los resultados

del ancho

Corriente de

Soldadura

1 (200) 7,647

2 (250) 9,587

3 (300) 11,187

Voltaje del Arco

1 (24) 9,627

2 (26) 9,48

3 (28) 9,313

Velocidad de

Soldadura

1 (900) 10,307

2 (950) 9,61

3 (1000) 8,503

Tabla 02: Análisis de varianza del ancho del cordón de soldadura

FV GL SC CM F P

A-CORRIENTE DE SOLDADURA 2 18,8552 9,4276 152,71 0,007**

B-VOLTAJE DEL ARCO 2 0,1475 0,07373 1,19 0,456

C-VELOCIDAD DE SOLDADURA 2 4,9621 2,48103 40,19 0,024*

Error 2 0,1235 0,06173

Total 8 24,0882



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42

321

11

10

9

8

321

321

11

10

9

8

AM

ed

ia d

e M

ed

ias

B

C

Figura 08: Efectos principales para el ancho del cordón de soldadura



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Tabla 03: Coeficientes del modelo estimado para ancho del cordón de soldadura

Término Coeficiente EE del

Coeficiente T P

Constante 9,47333 0,08282 114,384 0

𝛽1 -1,82667 0,11713 -15,596 0,004

𝛽11 0,11333 0,11713 0,968 0,435

𝛽2 0,15333 0,11713 1,309 0,321

𝛽22 0,00667 0,11713 0,057 0,96

𝛽3 0,83333 0,11713 7,115 0,019

𝛽33 0,13667 0,11713 1,167 0,364

R2 = 99,5% R2(ajustado) = 97,9%

Ecuación del modelo estimado el ancho del cordón de soldadura (en términos de factores

codificados):

𝑌 = 9,4733 − 1,8267𝑋1 + 0,1133𝑋12 + 0,1533𝑋2 + 0,0067𝑋2

2 + 0,8333𝑋3 + 0,1367𝑋32


reales):

𝑌 = 9,4733 − 1,8267 ∗ 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑆𝑜𝑙𝑑𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎 + 0,1133 ∗ 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑆𝑜𝑙𝑑𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎2

+0,1533 ∗ 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝐴𝑟𝑐𝑜 + 0,0067 ∗ 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝐴𝑟𝑐𝑜2

+0,8333 ∗ 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑆𝑜𝑙𝑑𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎 + 0,1367 ∗ 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑆𝑜𝑙𝑑𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎2



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44

210-1-2

99

90

50

10

1

Residuo estandarizado

Porc

enta

je

12,010,59,07,56,0

1,0

0,5

0,0

-0,5

-1,0

Valor ajustado

Resi

duo e

standari

zado

1,51,00,50,0-0,5-1,0

3

2

1

0


Fre

cuenci

a

987654321

1,0

0,5

0,0

-0,5

-1,0

Orden de observación

Resi

duo e

standari

zado

Gráfica de probabilidad normal vs. ajustes

Histograma vs. orden

Figura 09: Gráficas de los residuos en la estimación del ancho del cordón de soldadura

Tabla 04: Niveles óptimos de las variables de operación sobre el ancho del cordón

NIVEL A-CORRIENTE DE

SOLDADURA

B-VOLTAJE DEL

ARCO

C-VELOCIDAD DE

SOLDADURA

1 7,647 9,627 (óptimo) 10,307 (óptimo)

2 9,587 9,48 9,61

3 11,187 (óptimo) 9,313 8,503

Delta 3,54 0,313 1,803

Clasificar 1 3 2



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Tabla 05: Efectos medios de los factores relaciones de señal-ruido (Más grande es mejor)

Factor Nivel Media de las

Relaciones S/R

Corriente de

Soldadura

1 (200) 17,6

2 (250) 19,62

3 (300) 20,95

Voltaje del Arco

1 (24) 19,65

2 (26) 19,38

3 (28) 19,15

Velocidad de

Soldadura

1 (900) 20,19

2 (950) 19,54

3 (1000) 18,44

Tabla 06: Análisis de varianza de la relación S/R

FV GL SC CM F P

A-CORRIENTE DE SOLDADURA 2 17,0609 8,5304 84,56 0,012*

B-VOLTAJE DEL ARCO 2 0,3807 0,1903 1,89 0,346

C-VELOCIDAD DE SOLDADURA 2 4,6829 2,3414 23,21 0,041*

Error 2 0,2018 0,1009

Total 8 22,3262



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321

21

20

19

18

321

321

21

20

19

18

AM

ed

ia d

e R

ela

cio

ne

s S

NB

C

Señal a ruido: Más grande es mejor

Figura 10: Efectos principales para las relaciones S/R



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Tabla 07: Coeficientes del modelo estimado para Relaciones S/R

Término Coeficiente EE del

Coeficiente T P

Constante 19,3922 0,1059 183,161 0

𝛽1 -1,7873 0,1497 -11,937 0,007

𝛽11 0,2245 0,1497 1,499 0,273

𝛽2 0,2591 0,1497 1,73 0,226

𝛽22 -0,0151 0,1497 -0,101 0,929

𝛽3 0,7984 0,1497 5,332 0,033

𝛽33 0,1508 0,1497 1,007 0,42

R2 = 99,1% R2(ajustado) = 96,4%


codificados):

𝑅𝐸𝐿 𝑆 𝑅⁄ = 19,3922 − 1,7873𝑋1 + 0,2245𝑋12 + 0,2591𝑋2 − 0,0151𝑋2

2 + 0,7984𝑋3 + 0,1508𝑋32


reales):

𝑅𝐸𝐿 𝑆 𝑅⁄ = 19,3922 − 1,7873 ∗ 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑆𝑜𝑙𝑑𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎 + 0,2245 ∗ 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑆𝑜𝑙𝑑𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎2

+0,2591 ∗ 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝐴𝑟𝑐𝑜 + 0,0151 ∗ 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝐴𝑟𝑐𝑜2

+0,7984 ∗ 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑆𝑜𝑙𝑑𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎 + 0,1508 ∗ 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑆𝑜𝑙𝑑𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎2



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210-1-2

99

90

50

10

1


Porc

enta

je

22201816

1

0

-1

Valor ajustado

Resi

duo e

standari

zado

1,51,00,50,0-0,5-1,0

3

2

1

0


Fre

cuenci

a

987654321

1

0

-1

Orden de observación

Resi

duo e

standari

zado

Gráfica de probabilidad normal vs. ajustes

Histograma vs. orden

Figura 11: Gráficas de los residuos en la estimación de la relación señal-ruido

Tabla 08: Niveles óptimos de las variables de operación sobre la relación señal-ruido

NIVEL A-CORRIENTE DE

SOLDADURA

B-VOLTAJE DEL

ARCO

C-VELOCIDAD DE

SOLDADURA

1 17,6 19,65 (óptimo) 20,19 (óptimo)

2 19,62 19,38 19,54

3 20,95 (óptimo) 19,15 18,44

Delta 3,35 0,5 1,75

Clasificar 1 3 2



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49

CAPITULO IV: ANÁLISIS Y DISCUSIÓN



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La metodología Taguchi ha sido aplicada por diferentes investigadores en diferentes procesos

de soldadura. Así, Na, H., Kim I., Kang, B., & Shim, J. (2011) realizaron una investigación

sobre optimización de la soldadura de filete cuyo objetivo era encontrar la combinación óptima

simultánea de tres variables del proceso de soldadura GMA (corriente de soldadura, voltaje del

arco y velocidad de soldadura). En este caso fueron cuatro las variables respuestas: ancho del

cordón, altura de la garganta, longitud de la pierna izquierda y longitud de la pierna derecha.

Donde se concluyó que resulta conveniente el uso de la metodología Taguchi para predecir o

controlar las medidas de la geometría del cordón.

El efecto medio de A (corriente de soldadura) sobre el ancho del cordón se calcula promediando

los tres valores del cordón de soldadura cuando A=1, luego se promedian los tres valores del

cordón de soldadura cuando A=2, y por último se promedian los tres valores del cordón de

soldadura cuando A=3. La Tabla 01 muestra los efectos medios de corriente de soldadura y de

los otros 2 factores: voltaje del arco y velocidad de soldadura sobre el ancho del cordón de

soldadura.

Una vez establecidos los criterios tanto para los factores como para la variable respuesta ancho

del cordón de soldadura, es decir maximizar. Se procedió a hallar los efectos principales de los

factores: corriente de soldadura, voltaje del arco y velocidad de soldadura sobre el ancho del

cordón de soldadura (Tabla 02) encontrándose que los factores que ofrecen un mayor efecto

sobre el ancho del cordón de soldadura son corriente de soldadura y velocidad de soldadura, no

se realizaron interacciones entre los factores puesto que el número de corridas era reducido y

los grados de libertad no lo permitía. Luego se graficó los efectos principales para los resultados

del ancho del cordón (Fig. 08) donde se unen con una línea los valores bajos, medios y altos de

cada factor, este gráfico confirma el análisis de varianza de la Tabla 02, donde la recta del voltaje

del arco, que es un efecto insignificante en el ancho del cordón, es más chata que los otros dos

factores significantes.



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Miguel V., Martínez-Conesa E., Segura F., Manjabacas M. & Abellán E. (2012) para conocer

el efecto de los factores sobre la respuesta, usaron un método gráfico donde encontraron que el

factor más determinante sobre el ancho del cordón de soldadura fue la velocidad de soldadura.

En esta investigación se ajustó, según la metodología Taguchi, un modelo cuadrático a los datos

experimentales obtenidos a través del diseño del arreglo ortogonal para evaluar el ancho del

cordón de soldadura, verificando el cumplimiento de supuestos básicos de normalidad,

homocedasticidad y autocorrelación.

En el modelo para el ancho del cordón de soldadura (Tabla 03) se notó que corriente de

soldadura y velocidad de soldadura son significativas además que corriente de soldadura es

inversamente proporcional con el ancho del cordón de soldadura, caso contrario sucede con

voltaje del arco y velocidad de soldadura que son directamente proporcionales.

Cabe indicar que existen incongruencias entre el la regresión hecha por la metodología Taguchi

y la regresión común, ya que realizando una regresión común no existen semejanzas con los

coeficientes encontrados por la metodología Taguchi y que además los p-valores son diferentes

para los efectos lineales. Además paquetes informáticos como SPSS, STATISTICA y

STATGRAPHICS no tienen la opción de trabajar con diseños Taguchi; y que solo MINITAB

contiene esta opción pero que al analizar el modelo no permite sacar los efectos cuadráticos.

También se realizó la evaluación del cumplimiento de los supuestos básicos en base a las

gráficas de los residuales (Fig. 09). Para la evaluación de la normalidad se presenta el

diagnostico de los residuales en la gráfica de probabilidad normal donde se aprecia que los

puntos se ajustan a la recta lineal, indicando que se cumple con el supuesto de normalidad. Para

la evaluación de la aleatoriedad de los errores se evalúa los valores estimados con los residuales

estandarizados donde apreciamos un comportamiento aleatorio de los datos no existiendo

ningún patrón ni forma de embudo, por lo que se cumple con el supuesto de linealidad y

homocedasticidad. Por último se examinó la autocorrelación del modelo evaluando residuales



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52

estandarizados vs orden de observación donde notamos que los residuales están dispersos

aleatoriamente sobre el centro por tanto existe ausencia de autocorrelación en el modelo.

En la Tabla 04 encontramos los niveles óptimos de las variables de operación que maximizan

el ancho del cordón de soldadura según la metodología Taguchi, encontrando un nivel alto de

corriente de soldadura (300 A), un nivel bajo de voltaje del arco (24 V) y un nivel bajo de

velocidad de soldadura (900 mm/min).

Una vez identificadas los niveles óptimos de operación que maximizan la variable respuesta, se

deben identificar los niveles óptimos que maximizan la relación señal-respuesta.

Se procedió de manera idéntica al ancho del cordón, encontrar los efectos medios de los factores

sobre la relación señal-ruido, estos resultados se muestran en la Tabla 05.

Sabiendo que la función objetivo de la relación S/R es siempre maximizar, puesto que una

relación alta indica menor variabilidad. Se procedió a hallar los efectos principales de los

factores sobre la relación S/R (Tabla 06) encontrándose que los factores que son significativos

sobre la relación S/R son corriente de soldadura y velocidad de soldadura, siendo los mismos

factores que tienen un mayor efecto sobre el ancho del cordón, . Luego se graficó los efectos

principales para los resultados de la relación S/R (Fig. 10) donde se unen con una línea los

valores bajos, medios y altos de cada factor, este gráfico confirma el análisis de varianza de la

Tabla 06 donde el voltaje del arco es el factor con menor significancia sobre la relación S/R.

De la misma forma se ajustó un modelo, según metodología Taguchi, para la relación S/R (Tabla

07) se nota que los mismos términos son altamente significativos y que son idénticamente

proporcionales que en el modelo ajustado para el ancho del cordón de soldadura.

También se realizó la evaluación del cumplimiento de los supuestos básicos en base a los

residuales (Fig. 11). Para la evaluación de la normalidad se presenta el diagnostico de los

residuales donde se aprecia que los puntos se ajustan a la recta lineal, indicando que se cumple



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53

con el supuesto de normalidad. Para la evaluación de la aleatoriedad de los errores se evalúa los

valores estimados con los residuales estandarizados donde apreciamos un comportamiento

aleatorio de los datos no existiendo ningún patrón ni forma de embudo, por lo que se cumple

con el supuesto de linealidad y homocedasticidad. Por último se examinó la autocorrelación del

modelo donde notamos que los residuales están dispersos aleatoriamente sobre el centro por

tanto existe ausencia de autocorrelación en el modelo.

Cabe indicar que las incongruencias que existen entre la regresión de Taguchi y la regresión

común también se dan en el modelo ajustado para la relación señal-ruido.

En la Tabla 08 encontramos los niveles óptimos de los factores que maximizan la relación señal-

ruido según metodología Taguchi, son un valor alto de corriente de soldadura (300 A), un valor

bajo de voltaje del arco (24 V) y un valor bajo de velocidad de soldadura (900 mm/min)

Luego de evaluar la respuesta: ancho del cordón de soldadura y de evaluar la variabilidad de la

respuesta: relación señal-ruido, notamos que el estudio arroja la misma combinación de factores.

Por tanto la combinación que optimiza el ancho del cordón de soldadura en acero A36 en el

proceso de soldadura FCAW usando la metodología Taguchi es:

Un valor de corriente de soldadura de 300 A, un valor del voltaje de soldadura de 24 V y un

valor de velocidad de soldadura de 900 mm/min. El factor voltaje del arco aunque no tiene un

efecto significativo se ajusta en el nivel más conveniente.

Comparando estos resultados con otros, se encontró que los resultados de Manihar L. & Saha

A. (2012) tienen cierto parecido. Ya que en su combinación óptima concluyeron que un valor

alto de corriente de soldadura y un valor bajo de velocidad de soldadura convienen para

maximizar el ancho del cordón de soldadura. Pero además agregan dos variables más a su

combinación: un valor alto del voltaje del arco y un valor alto de la distancia de la pistola a la

parte a soldar pero que no son influyentes.



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CAPITULO V: CONCLUSIONES



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Después de realizar esta investigación las conclusiones finales son:

1. Los efectos medios de las variables de operación “Corriente de soldadura”, “Voltaje

del arco” y “Velocidad de soldadura” del ancho del cordón de soldadura, muestran

que los mayores promedios se dan en el nivel alto de corriente de soldadura 11,187

mm., en el nivel bajo de voltaje del arco 9,627 mm. y en el nivel bajo velocidad de

soldadura 10,307 mm.

2. Las variables que tienen un efecto significativo sobre el ancho del cordón de

soldadura son corriente de soldadura y velocidad de soldadura, y que voltaje del arco

no influye significativamente en el ancho del cordón.

3. El modelo que se ajusta a los resultados de las corridas experimentales para el ancho

de cordón de soldadura, según la metodología Taguchi, es un modelo cuadrático,

obteniendo un R2 = 99,5% y R2(ajustado) = 97,9%. Y que tiene incongruencias con el

modelo de regresión común.

4. Al utilizar la metodología Taguchi, las condiciones óptimas de operación del proceso

de soldadura FCAW que maximizan el ancho del cordón de soldadura para el factor

corriente de soldadura es un valor de 300 A, para el factor voltaje del arco es un valor

de 24 V, y para el factor velocidad de soldadura es un valor de 900 mm/min.

5. Los efectos medios de las variables de operación “Corriente de soldadura”, “Voltaje

del arco” y “Velocidad de soldadura” de la relación señal-ruido, muestran que los

mayores promedios se dan en el nivel alto de corriente de soldadura 20,95 mm., en el

nivel bajo de voltaje del arco 19,65 mm. y en el nivel bajo velocidad de soldadura

20,19 mm.



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6. Las variables que tienen un efecto significativo sobre la relación señal-ruido son

corriente de soldadura y velocidad de soldadura, y que voltaje del arco no influye

significativamente en la relación señal-ruido.

7. El modelo que se ajusta a los resultados de las corridas experimentales para la relación

señal-ruido, según la metodología Taguchi, es un modelo cuadrático, obteniendo un

R2 = 99,5% y R2(ajustado) = 97,9%. Y que tiene incongruencias con el modelo de

regresión común.

8. Al utilizar la metodología Taguchi, las condiciones óptimas de operación del proceso

de soldadura FCAW que maximizan la relación señal-ruido, para el factor corriente

de soldadura es un valor de 300 A, para el factor voltaje del arco es un valor de 24 V,

y para el factor velocidad de soldadura es un valor de 900 mm/min.



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CAPITULO VI: REFERENCIAS

BIBLIOGRAFICAS



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de Maestro en Metalurgia y Ciencias de los Materiales). México: Universidad

Michoacana de San Nicolás Hidalgo.

2. Krishnaiah K. & Shahabudeen P. (2012) Aplicación de Diseños Experimentales y

Métodos Taguchi. EE.UU.: PHI Learning Private Limited.

3. Manihar, L., & Saha A. (2012). Optimización de los parámetros de soldadura para

la maximización de la anchura del cordón de soldadura para soldadura por arco

sumergido en placas de acero suave. Revista Internacional de Investigación en

Ingeniería y Tecnología (IJERT), 1(4), 1-5.

4. Miguel V., Martínez-Conesa E., Segura F., Manjabacas M. & Abellán E. (2012).

Optimización del proceso de soldadura GMAW de uniones a tope de la aleación

AA 6063-T5 basada en la metodología de superficie de respuesta y en la geometría

del cordón de soldadura. Revista de Metalurgia, 48(5), 333-350.

5. Na, H., Kim I., Kang, B., & Shim, J. (2011). Un estudio experimental para la

optimización de la soldadura de filete en una estructura soldada. Revista de

Logros en Ingeniería de Materiales y Fabricación, 45(2), 178-187.

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McGraw-Hill Book Co.

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8. Ruiz M. (2005) Desarrollo de la metodología de Taguchi. España: Universidad de

Granada.

9. Ryan N. (2001). Los Métodos Taguchi y el DFC: Los cómos y los porqués de la

gerencia. México: Panorama Editorial

10. Saderra L. (1993) El Secreto de la Calidad Japonesa. España: Marcombo S.A.

11. Tarng Y. & Yang H. (1998). Optimización de la geometría de cordón de soldadura

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Internacional de Tecnología de Fabricación Avanzada, 14, 549-554.

12. Teruel A. (2006) Potencia de los arreglos ortogonales Taguchi, cuando se usan los

índices señal-ruido. (Tesis para optar el título en Maestría en Ciencias con

Especialidad en Ingeniería Industrial). México: Universidad de las Américas

Puebla.

13. Wu Y. & Wu A. (1996). Diseños robustos utilizando los métodos Taguchi. Madrid:

Ediciones Díaz de Santos.

14. De la Peñas J. (1991) Diseño de experimentos. España:



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6.2. LINKOGRAFIAS

1. Introducción a la Metalurgia de Soldadura. 25 de Noviembre de 2012 Recuperado

de: [http://materias.fi.uba.ar/6716/METALURGIA DE_LA_SOLDADURA_2.pdf].

2. Proceso FCAW. 25 de Noviembre de 2012. Recuperado de:

[www.scribd.com/doc/56847041/Proceso-fcaw].

3. Diseño de Experimentos de Taguchi. 30 de Noviembre de 2012. Recuperado de:

[www.icicm.com/files/EJEMPLO_DISE_O_TAGUCHI.doc].

4. Soldadura por arco con núcleo de fundente “FCAW”. 30 de Noviembre de 2012.

Recuperado de: [http://www.monografias.com/trabajos46/soldadura-por-

arco/soldadura-por-arco.shtml].

5. Diseño de experimentos. 11 de Noviembre de 2013. Recuperado de:

[http://www.caprichos-ingenieros.com/que_files/taguchi.pdf]



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CAPITULO VI: ANEXOS



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DATOS DEL EXPERIMENTO:

Tabla 07: Arreglo ortogonal L9 con resultados del ancho del cordón de soldadura y relaciones

S/R

Nº

Ensayo

Corriente de

Soldadura (A)

Voltaje del

Arco (V)

Velocidad de

Soldeo (mm/min)

Ancho

del

Cordón

Relación

S/R

1 1 200 1 24 1 900 8,78 18,8699

2 1 200 2 26 2 950 7,65 17,6732

3 1 200 3 28 3 1000 6,51 16,2716

4 2 250 1 24 2 950 9,87 19,8863

5 2 250 2 26 3 1000 8,77 18,8600

6 2 250 3 28 1 900 10,12 20,1036

7 3 300 1 24 3 100 10,23 20,1975

8 3 300 2 26 1 900 12,02 21,5981

9 3 300 3 28 2 950 11,31 21,0693

El ancho del cordón de soldadura pertenece a la característica de calidad donde: más alta es la

característica, la calidad es mejor, por lo que se usó el criterio mayor es mejor para el cálculo

de las relaciones.



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TOMAS FOTOGRAFICAS

MAQUINA USADA PARA EL EXPERIMENTO (PROCESO FCAW)



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SOLDEO DE PLACAS



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PLACAS SOLDADAS



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MEDICION DEL CORDON DE SOLDADURA



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