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INTRODUCCIÓN 
En las siguientes páginas estudiaremos en detalle el proceso de soldadura. A pesar de 
ser unos de los procesos de unión entre dos materiales más antiguo, este no es 
desactualizado, ya que en la actualidad es uno de los más utilizados en la industria debido a 
sus bajos costos de aplicación, diversidad de procesos, confiabilidad en la junta de 
elementos y otras características que a continuación presentamos. Debido a su complejidad 
y extensión, esta es un área independiente de estudio por parte del ingeniero mecánico ya 
que la eficacia y eficiencia de un adecuado proceso de soldadura depende de la selección 
adecuada del proceso de soldadura, de los materiales de aporte, del equipo utilizado, la 
regulación de la tensióny, fundamentalmente, de la habilidad del operario al realizar la 
actividad. 
¿Qué es la soldadura? 
Para introducir el tema, definimos soldadura como un proceso de unión de materiales en 
el cual se funden las superficies de contacto de dos (o más) partes mediante la aplicación 
conveniente de calor o presión. La integración de las partes que se unen mediante soldadura 
se denomina una unión soldada. 
Reseña histórica 
La historia de la soldadura se remonta a varios milenios atrás, con los primeros ejemplos 
de soldadura desde la edad de bronce y la edad de hierro en Europa y en Oriente Medio. La 
Edad Media trajo avances en la soldadura de fragua, con la que los herreros golpeaban 
repetidamente y calentaban el metal hasta que se producía la unión. En 1800, Sir Humphry 
Davy descubrió el arco eléctrico, y los avances en la soldadura por arco continuaron con las 
invenciones de los electrodos de metal por el ruso NikolaiSlavyanov y el norteamericano, C. 
L. Coffin. Edmund Davy, pero su uso en la soldadura no fue práctico hasta cerca de 1900, 
cuando fue desarrollado un soplete conveniente. Al principio, la soldadura de gas fue uno de 
los más populares métodos de soldadura debido a su portabilidad y costo relativamente 
bajo. Sin embargo, a medida que progresaba el siglo 20, bajó en las preferencias para las 
aplicaciones industriales. Fue sustituida, en gran medida, por la soldadura de arco, en la 
medida que continuaron siendo desarrolladas las cubiertas de metal para el electrodo 
(conocidas como fundente), que estabilizan el arco y blindaban el material base de las 
impurezas. 
Durante los años 1920, importantes avances fueron hechos en la tecnología de la 
soldadura, incluyendo la introducción de la soldadura automática en 1920, en la que el 
alambre del electrodo era alimentado continuamente. El gas de protección se convirtió en un 
tema importante, mientras que los científicos procuraban proteger las soldaduras contra los 
efectos del oxígeno y el nitrógeno de la atmósfera.Durante la siguiente década, posteriores 
avances permitieron la soldadura de metales reactivos como el aluminio y el magnesio. 
A mediados del siglo XX, fueron inventados muchos métodos nuevos de soldadura. 1930 
vio el lanzamiento de la soldadura de perno, que pronto llegó a ser popular en la fabricación 
de naves y la construcción. La soldadura de arco sumergido fue inventada el mismo año, y 
continúa siendo popular hoy en día. En 1941, después de décadas de desarrollo, la 
soldadura de arco de gas con electrodo de tungsteno fue finalmente perfeccionada, seguida 
en 1948 por la soldadura por arco metálico con gas, permitiendo la soldadura rápida de 
materiales no ferrosos pero requiriendo costosos gases de blindaje. La soldadura de arco 
metálico blindado fue desarrollada durante los años 1950, usando un fundente de electrodo 
consumible cubierto, y se convirtió rápidamente en el más popular proceso de soldadura de 
arco metálico. En 1957, debutó el proceso de soldadura por arco con núcleo fundente, en el 
que el electrodo de alambre auto blindado podía ser usado con un equipo automático, 
resultando en velocidades de soldadura altamente incrementadas, y ése mismo año fue 
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inventada la soldadura de arco de plasma. La soldadura por electro escoria fue introducida 
en 1958, y fue seguida en 1961 por su prima, la soldadura por electro gas. 
Uniones por soldadura 
Las uniones en elementos de máquinas se pueden a hacer en forma fija, por medio de 
soldaduras o de anclajes forzados. Las uniones por soldaduras, convenientemente 
proyectadas son más livianas que las roblonadas y que las piezas fundidas. Las estructuras 
soldadas, cabreadas, vigas, etc resultan casi 20% más ligeras que las remachadas, por lo 
que su empleo va en aumento. En la construcción de máquinas las piezas soldadas resultan 
hasta un 50% más liviana que las fundidas, pero solo son económicas cuando se trata de 
fabricaciones individuales, no siendo generalmente en la producción en serie. Por otro lado 
la soldadura presenta una calidad difícil de comprobar, dependiendo esta en gran parte de la 
habilidad de quien la ejecuta. 
 
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Tipos de soldaduras: 
1. Soldadura por fusión: 
En el proceso de fusión el calor se obtiene de una flama de oxiacetileno o de un arco 
eléctrico que se forma entre un electrodo y la pieza de trabajo. Los bordes de las partes son 
calentados a temperatura de fusión y se unen entre sí con la adición de material fundido de 
aportación proveniente del electrodo. En la soldadura por arco metálico, el electrodo está 
compuesto de material de aportación apropiado que se funde y vierte en la junta conforme el 
proceso de soldadura avanza. La soldadura por arco protegido usa un electrodo con un 
fuerte recubrimiento de materiales fundentes, estos se consumen al fundirse el electrodo y 
llevan a cabo las funciones usuales de un fundente. Cuando se utiliza la antorcha de 
oxiacetileno el metal fundido es protegido de la atmosfera por la envolvente exterior de la 
flama 
 
 
 
 
 
2. Soldadura por resistencia: 
En esta soldadura una fuerte corriente eléctrica se hace pasar a través de las partes en el 
lugar que se quiere unir. La resistencia de los metales a la corriente ocasiona que la 
temperatura se eleve rápidamente y que el metal se plastifique. La soldadura se completa 
por medio de presión mecánica aplicada por los electrodos esta presión lleva a las partes a 
una completa unión. 
i. De punto: Se usan electrodos cilíndricos que tienen un área de contacto 
aproximadamente igual al tamaño de la soldadura deseada. La presión de apriete debe estar 
apropiadamente ajustada al espesor y resistencia de las partes que estén siendo ligadas. A 
continuación presentamos una carta de soldaduras por puntos. 
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ii. De costura: esta es similar a la anterior excepto que se utiliza discos de aleación de 
cobre de aproximadamente de 6 a 9 pulgadas de diámetro, la pieza de trabajo es girada 
entre los electrodos y se obtienen soldaduras de puntos uniformemente espaciados por la 
aplicación periódica de la corriente. 
 
 
3. Otros tipos de soldadura. 
a. Soldadura fría. Algunos metales, notablemente el aluminio y el cobre, pueden 
soldarse en frio si se somete a una presión muy alta. Deben tenerse un desplazamiento 
lateral suficiente para romper el recubrimiento normal de óxido y poner los metales puros en 
contacto entre sí. 
b. Soldadura con hidrogeno atómico .Cuando se hace pasar hidrogeno molecular a 
través del arco de soldadura se disocia el hidrogeno atómico. En esta condición, cuando el 
gas toca la pieza de trabajo más fría, se recombina en el hidrogeno molecular con una gran 
generación de calor que se utiliza para forma la soldadura 
 
c. Soldadura por haz electrónico. Aquí una haz de electrones moviéndose a una altavelocidad se concentra sobre un pequeño punto de la pieza de trabajo. Esta alcanza 
rápidamente la temperatura de fusión y las partes quedan unidas. El proceso debe llevarse a 
cabo en el vacío. 
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d. Soldadura ultrasónica.Aquí las piezas de trabajo se afianzan entre si y se les da una 
vibración de alta frecuencia en la dirección de la interfaz. Se presentan entonces 
deformaciones plásticas locales. 
 
e. Soldadura por fricción. Una pieza de trabajo cilíndrica se une al extremo del eje de un 
volante, se hace girar este a alta velocidad y luego se cancela la corriente eléctrica 
impulsora. La otra parte es estacionaria pero oprime firmemente el miembro en movimiento. 
La fricción eleva la temperatura de soldado del interfaz conforme al volante termina de girar. 
Al enfriarse, las partes quedan soldadas entre si 
 
f. Endurecimiento de la superficie.Este es un procedimiento que consiste en depositar la 
soldadura en un material aleado sobre partes metálicas para reforzar una superficie 
desgastada o para formar una superficie protectora que resista impacto, abrasión o calor. 
 
4. Soldadura blanda y fuerte. 
Las soldaduras blandas son aleaciones de estaño y plomo con bajos puntos de fusión; las 
soldaduras fuertes comprenden las de plata y aleaciones de diferentes composiciones y 
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diferentes puntos de fusión. En cualquier proceso de soldadura blanda o fuerte, las partes se 
calientan por arriba del punto de fusión de soldadura pero por debajo del punto de las partes. 
La acción humectante de la soldadura la pone en estrecho contacto con las superficies a 
unirse. La soldadura, después de que se ha enfriado, sirve como un adhesivo para unir las 
partes entre si, aun cuando en algunos casos la soldadura forma una aleación con el metal 
de la parte. En general, la resistencia de la junta se mejora conforme la acción humectante 
se vuelve más perfecta. 
 
EL CORDON DE SOLDADURA 
El cordón de soldadura tiene tres partes bien diferenciadas. 
 
a). Zona de soldadura: Es la zona central, que está formada fundamentalmente por el 
metal de aportación. 
b). Zona de penetración. Es la parte de las piezas que ha sido fundida por los electrodos. 
La mayor o menor profundidad de esta zona define la pentración de la soldadura. Una 
soldadura de poca penetración es una soldadura generalmente defectuosa. 
c). Zona de transición. Es la más próxima a la zona de penetración. Esta zona, aunque no 
ha sufrido la fusión, sí ha soportado altas temperaturas, que la han proporcionado un 
tratamiento térmico con posibles consecuencias desfavorables, provocando tensiones 
internas. 
 
Tipos de empalmes. 
Por la posición geométrica de las piezas a unir. 
• Soldaduras a tope: Son las más ampliamente usadas en todos los métodos de 
soldadura, puesto que cuando se sueldan producen un bajo índice de tensiones y 
deformaciones. En las soldaduras de chapas metálicas de 4-8 mm de espesor, los 
bordes pueden ser rectos (o sea sin ninguna preparación). En este caso las chapas 
se colocan con una holgura de 1-2 mm. Podemos soldar a tope y por un solo lado, sin 
preparación de los bordes, las chapas cuyo espesor sea de hasta 3 mm. Las planchas 
con un espesor de 4-26 milímetro, se unen a tope con biselado unilateral de los 
bordes cuando se les aplica el procedimiento de soldadura manual por arco. Este tipo 
de preparación de los bordes se denomina en V. 
• Soldaduras en ángulo: Se usan para la soldadura de diferentes planchas cuyos 
bordes se han elaborado previamente. Las partes a soldar se colocan en ángulo recto 
o en otro ángulo y se sueldan por los bordes. Tales uniones se usan generalmente en 
la soladura de depósitos, los cuales habrán de ser sometidos a condiciones de 
trabajo, bajo la acción de una presión no conocida de gas o líquido. A veces las 
uniones en ángulo se sueldan también por la parte interior. 
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Por la posición del cordón de soldadura respecto al esfuerzo. 
• Cordón frontal. 
• Cordón lateral. 
• Cordón oblicuo. 
 
Por la posición del cordón de soldadura durante la operación de soldar. 
• Cordón plano (se designa con H). 
• Cordón horizontal u horizontal en ángulo (se designa por C). 
• Cordón vertical (se designa con V). 
• Cordón en techo o en techo y en ángulo (se designa con T). 
 
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Elementos de máquinas soldados: a continuación expondremos algunas imágenes 
ilustrativas donde se hace uso de distintos procesos de soldadura en elementos de 
máquinas. 
- Reticulado de arenero 
 
 
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- Soldadura naval 
 
 
 
 
 
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Unión por fricción 
 
 
 
 
 
→ A continuación se resumen en una tabla los distintos tipos de costura con sus 
símbolos, y la preparación de las partes:
 
Soldaduras de Filete 
 
 Este es uno de los tipos de soldadura que menos preparación de las partes 
requiere, ya que solo en contadas oca
partes. La apariencia general de las juntas es la siguiente:
 
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continuación se resumen en una tabla los distintos tipos de costura con sus 
símbolos, y la preparación de las partes: 
Este es uno de los tipos de soldadura que menos preparación de las partes 
requiere, ya que solo en contadas ocasiones es necesario biselar una o ambas 
partes. La apariencia general de las juntas es la siguiente: 
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continuación se resumen en una tabla los distintos tipos de costura con sus 
Este es uno de los tipos de soldadura que menos preparación de las partes 
siones es necesario biselar una o ambas 
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De la combinación de los diferentes tipos de filetes y las distintas preparaciones, se dan los siguientes 
casos: 
 
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Soldaduras “de Canal” o “a tope”
 
juntas de bordes con bordes o “A Tope”, aunque también son usadas 
frecuentemente en esquinas, juntas "T", juntas curvas y piezas planas. 
Por limitaciones de dibujo gráfico la penetración no es
símbolos pero en este tipo de soldaduras la penetración es sumamente 
importante para la buena calidad de la soldadura. La apariencia típica de 
las soldaduras de filetes es la siguiente:
 
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Giavedoni Juan Pablo - Gonzales Nair - Pochettino Leandro -Savorgnani Emanuel
pe” 
Las soldaduras de Canal son usadas comúnmente para hacer 
juntas de bordes con bordes o “A Tope”, aunque también son usadas 
frecuentemente en esquinas, juntas "T", juntas curvas y piezas planas. 
Por limitaciones de dibujo gráfico la penetración no es
símbolos pero en este tipo de soldaduras la penetración es sumamente 
importante para la buena calidad de la soldadura. La apariencia típica de 
las soldaduras de filetes es la siguiente: 
 
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Las soldaduras de Canal son usadas comúnmente para hacer 
juntas de bordes con bordes o “A Tope”, aunque también son usadas 
frecuentemente en esquinas, juntas "T", juntas curvas y piezas planas. 
Por limitaciones de dibujo gráfico la penetración no es indicada en los 
símbolos pero en este tipo de soldaduras la penetración es sumamente 
importante para la buena calidad de la soldadura. La apariencia típica de 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo 
Soldadurade conexión y óvalos
 
También llamada en botón, tapón, ojal o ranura, es usada para unir laminas 
sobrepuestas una de las cuales tiene perforaciones (redondas para conexiones y 
ovaladas o alargadas para Óvalos). En estos casos la preparación se limita a generar 
las perforaciones o ranuras sobre las piezas a soldar, respetando las medidas especificadas. 
El metal soldado es depositado en estas perforaciones penetrando y fundiéndose con el 
metal base de las dos partes formando la junta; en este tipo de soldadura la penetración es 
sumamente importante para la buena calidad de la soldadura.
 
Soldadura de borde 
 
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Soldadura de conexión y óvalos 
También llamada en botón, tapón, ojal o ranura, es usada para unir laminas 
sobrepuestas una de las cuales tiene perforaciones (redondas para conexiones y 
ovaladas o alargadas para Óvalos). En estos casos la preparación se limita a generar 
o ranuras sobre las piezas a soldar, respetando las medidas especificadas. 
El metal soldado es depositado en estas perforaciones penetrando y fundiéndose con el 
metal base de las dos partes formando la junta; en este tipo de soldadura la penetración es 
mamente importante para la buena calidad de la soldadura. 
 
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También llamada en botón, tapón, ojal o ranura, es usada para unir laminas 
sobrepuestas una de las cuales tiene perforaciones (redondas para conexiones y 
ovaladas o alargadas para Óvalos). En estos casos la preparación se limita a generar 
o ranuras sobre las piezas a soldar, respetando las medidas especificadas. 
El metal soldado es depositado en estas perforaciones penetrando y fundiéndose con el 
metal base de las dos partes formando la junta; en este tipo de soldadura la penetración es 
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Es una soldadura hecha en los bordes de dos o más juntas de componentes, usualmente de 
poco espesor, y se aplica cuando por lo menos un componente es 
curvo”. Por eso, el símbolo representa el uso de un componente o componentes curvos y no 
el tipo específico de soldadura requerido. 
 
 
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Solicitaciones 
 
→ Cuando la soldadura alcanza una temperatura ambiente, asumiendo una restricción 
completa del metal base, presenta internamente tensiones a la tracción aproximadamente 
igual a la resistencia de fluencia del metal. Si las restricciones (abrazaderas que sostienen la 
pieza de trabajo, o una fuerza de contracción opuesta) son retiradas, las tensiones internas 
son aliviadas parcialmente, causando el movimiento del metal base, es decir, una 
deformación. 
 
 
 
 
Para entender mejor las tensiones internas presentes en una soldadura, se muestra la 
Figura 3. Soldaduras de filete que unen dos planchas gruesas, contienen tensiones 
longitudinales y transversales, como en la Figura a. Para visualizar estas tensiones en el 
interior de la soldadura, imagine la situación mostrada en la Figura b. Aquí los filetes están 
separados en la plancha base. Se asume que en ambos casos existe la misma cantidad de 
metal aportado. En su condición libre, el metal de la soldadura se encoge al volumen que 
normalmente ocuparía a temperatura ambiente. Está sin restricciones y libre de tensiones. 
Para volver el metal de la soldadura a la condición mostrada en la Figura 3a, sería 
necesario tirar de éste longitudinalmente, para introducir fuerzas longitudinales, y 
transversalmente, para introducir fuerzas transversales. El metal de la soldadura tiene que 
ceder, o fluir, para alargarse, pero al mismo tiempo que alcanza las dimensiones requeridas, 
todavía está bajo tensión equivalente a su resistencia a la fluencia. Esta tensión residual 
intenta deformar la soldadura. En el caso mostrado, es improbable que las planchas puedan 
deformarse significativamente, porque son muy rígidas, y la soldadura, es relativamente 
pequeña. Sin embargo al depositar el primer filete, es probable que ocurra deformación 
angular, a menos que las planchas sean fuertemente sujetadas. La contracción del metal 
base próximo a la soldadura se suma a las tensiones que conducen a la deformación. 
Durante la soldadura, el metal base próximo a esta, es calentado, casi hasta el punto de 
fusión. La temperatura del metal base a unas pulgadas de la soldadura es substancialmente 
menor. Esta gran diferencia de temperatura causa una expansión no uniforme, seguida por 
el movimiento del metal base, o desplazamiento del metal, si las partes a unir no son 
restringidas. 
Al pasar el arco, el metal base se enfría y contrae simplemente el metal soldado. Si 
alrededor del metal, se restringe el metal base calentado, de las contracciones normales, se 
desarrollan las tensiones internas. Estas, en combinación con las tensiones desarrolladas en 
el metal soldado, aumenta la tendencia a la deformación por soldadura. 
 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo 
 
 
 
El método de cálculo fundamental y más difundido de los Coeficientes de Seguridad 
es el basado en las tensiones. Según este método, el cálculo de la resistencia se r
controlando el valor de la tensión máxima que se produce en cierto punto de una estructura. 
La tensión máxima de trabajo no debe superar cierto valor.
 
 
Para el caso de materiales dúctiles el valor límite 
de fluencia, en el caso de 
resistencia o tensión de rotura. La relación 
La elección del coeficiente de seguridad depende del mayor o menor grado de incertidumbre 
que exista en un problema, y se 
probabilísticos, siendo un número inferior a la unidad.
 
Cálculo de las costuras a una carga estática
 
Dobrovolski fundamenta el cálculo en 2 hipótesis:
1- El esfuerzo se distribuye uniformemente a 
2- La tensión se distribuye uniformemente por su sección de trabajo.
 
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El método de cálculo fundamental y más difundido de los Coeficientes de Seguridad 
es el basado en las tensiones. Según este método, el cálculo de la resistencia se r
controlando el valor de la tensión máxima que se produce en cierto punto de una estructura. 
La tensión máxima de trabajo no debe superar cierto valor. 
Para el caso de materiales dúctiles el valor límite 
de fluencia, en el caso de materiales frágiles 
resistencia o tensión de rotura. La relación σL / ν recibe el nombre de “tensi
 
La elección del coeficiente de seguridad depende del mayor o menor grado de incertidumbre 
que exista en un problema, y se realiza basándose en toda una serie de criterios, en general 
, siendo un número inferior a la unidad. 
Cálculo de las costuras a una carga estática
Dobrovolski fundamenta el cálculo en 2 hipótesis: 
El esfuerzo se distribuye uniformemente a lo largo de la costura.
La tensión se distribuye uniformemente por su sección de trabajo.
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El método de cálculo fundamental y más difundido de los Coeficientes de Seguridad 
es el basado en las tensiones. Según este método, el cálculo de la resistencia se realiza 
controlando el valor de la tensión máxima que se produce en cierto punto de una estructura. 
Para el caso de materiales dúctiles el valor límite σL es el límite 
materiales frágiles σL es el límite de 
/ recibe el nombre de “tensión admisible”. 
La elección del coeficiente de seguridad depende del mayor o menor grado de incertidumbre 
realiza basándose en toda una serie de criterios, en general 
Cálculo de las costuras a una carga estática 
lo largo de la costura. 
La tensión se distribuye uniformemente por su sección de trabajo. 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo 
 
TIPO 
 
SOLDADURA DE FILETE
 
SOLDADURAS A TOPE O 
DE RANURA 
a) Cuadradasoldada a tope a ambos lados
b) V simple con 
bisel a 60º y abertura de raíz 
de 2 mm 
c) V doble 
d) Bisel sencillo
 
SOLDADURAS 
ESPECIALES DE RANURA 
a) Unión en T 
para placas gruesas. 
b) Soldaduras en 
U y J para placas gruesas 
c) Soldadura en 
esquina 
d) Soldadura de 
borde para lámina de metal y 
cargas ligeras 
 
 
 
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EJEMPLO 
SOLDADURA DE FILETE 
 
 
SOLDADURAS A TOPE O 
soldada a tope a ambos lados 
V simple con 
bisel a 60º y abertura de raíz 
Bisel sencillo 
 
 
Unión en T 
Soldaduras en 
 
Soldadura en 
Soldadura de 
borde para lámina de metal y 
 
Tabla 4-1 
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En la figura ( a ) se presenta una soldadura en una ranura en V sometida a una carga 
de tracción F. En el caso de cargas de tracción o de compresión, el esfuerzo normal está 
dado por: 
 
 
Donde h es la garganta de la soldadura y l es la longitud d
muestra en la figura 4-1. Se observa que h no incluye el refuerzo. En A se producen 
concentraciones de tensiones, y de existir cargas de fatiga, se elimina esmerilando el 
refuerzo. 
 
El esfuerzo promedio en una soldadura a
 
 
En la figura 4-2 se observa un corte transversal de una soldadura transversal típica. 
 
 
En la figura 4-3 se representa un diagrama de cuerpo libre de la unión soldada.
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Giavedoni Juan Pablo - Gonzales Nair - Pochettino Leandro -Savorgnani Emanuel
Soldaduras a tope y de filete 
En la figura ( a ) se presenta una soldadura en una ranura en V sometida a una carga 
de tracción F. En el caso de cargas de tracción o de compresión, el esfuerzo normal está 
� � ��� 
Donde h es la garganta de la soldadura y l es la longitud de la soldadura, como se 
1. Se observa que h no incluye el refuerzo. En A se producen 
concentraciones de tensiones, y de existir cargas de fatiga, se elimina esmerilando el 
Figura 4-1 
El esfuerzo promedio en una soldadura a tope debido a un esfuerzo de corte es:
� � ��� 
2 se observa un corte transversal de una soldadura transversal típica. 
Figura 4-2 
3 se representa un diagrama de cuerpo libre de la unión soldada.
Savorgnani Emanuel 20 de 31 
 
En la figura ( a ) se presenta una soldadura en una ranura en V sometida a una carga 
de tracción F. En el caso de cargas de tracción o de compresión, el esfuerzo normal está 
e la soldadura, como se 
1. Se observa que h no incluye el refuerzo. En A se producen 
concentraciones de tensiones, y de existir cargas de fatiga, se elimina esmerilando el 
tope debido a un esfuerzo de corte es: 
2 se observa un corte transversal de una soldadura transversal típica. 
3 se representa un diagrama de cuerpo libre de la unión soldada. 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo 
 
 
La fuerza F se descompone en una fuerza normal F
θ es el ángulo de la soldadura.
 
Fs= F senθ 
FN= F cosθ 
 
Usando la ley de senos para el triángulo de la figura 4
garganta t, resulta: 
 
 
Los esfuerzos nominales a un ángulo 
 � � ��	 � 	�	��
�	�����	���
���
 � � ��	 	� 	 �	����	��������
���
 
El esfuerzo de von Mises ’ a un 
 �� � ��� 	� 3���� �� 	�
 
El esfuerzo máximo ocurre en 
correspondientes a Ƭ y σ son:
 
 
Elesfuerzo de corte máximo se puede encontrar diferenciando la ecuación de corte(1) 
con respecto a θ e igualando a cero. El punto estacionario ocurre en =67,5
correspondientes: 
 
 
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Figura 4-3 
F se descompone en una fuerza normal FN y una fuerza de corte F
ángulo de la soldadura. 
Usando la ley de senos para el triángulo de la figura 4-3, y despejando la longitud de 
� � 	 �cos ! � "#$	! 
Los esfuerzos nominales a un ángulo θ en la estructura soldada, σ y 
��
�� 	� ��� 	 �"#$!	%&"!	 �	"#$�!� (1) 
��
��	 	� 	 ��� 	�%&"�! � "#$!	%&"!� (2) 
El esfuerzo de von Mises σ’ a un ángulo θ, se calcula mediante 
� � 	 ��� '�%&"�	! � "#$!	%&"!�� � 3�"#$�! � 	"#$!
El esfuerzo máximo ocurre en θ=62,5º con un valor de σ’ = 2,16 (F/hl). Los 
 son: 
� � 1,196	 ��� � � 0,623	 ��� 
Elesfuerzo de corte máximo se puede encontrar diferenciando la ecuación de corte(1) 
con respecto a e igualando a cero. El punto estacionario ocurre en θ=67,5
�.á0 � 1,207	 ��� � � 0,5	 ��� 
Savorgnani Emanuel 21 de 31 
 
y una fuerza de corte FS donde 
3, y despejando la longitud de 
 en la estructura soldada, σ y Ƭ, son 
"#$!	%&"!��3� �� 
’ = 2,16 (F/hl). Los valores 
Elesfuerzo de corte máximo se puede encontrar diferenciando la ecuación de corte(1) 
con respecto a e igualando a cero. El punto estacionario ocurre en θ=67,5º con los valores 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo 
Norris y Salakian representaron los esfuerzos en el siguiente diagrama, figura 4
Norris trazó un modelo de la soldadura de filete transversal que posee una condición 
de cargas equilibradas, declaró además que lo
con certeza. 
Salakian presenta datos de la distribución del esfuerzo a lo largo de la garganta de la 
soldadura del filete. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para soldaduras de filete paralelas, figura 4
fuerza F, el esfuerzo cortante máximo se localiza en el área mínima de la garganta y 
corresponde a la siguiente expresión:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Distribución del 
esfuerzo en soldaduras 
de filete: 
a) Distribución de 
esfuerzos en 
catetos según el 
reporte de 
Norris. 
b) Distribución de 
los esfuerzos 
principales y del 
esfuerzo 
cortante 
máximo según 
el reporte de 
Salakian. 
22 
Giavedoni Juan Pablo - Gonzales Nair - Pochettino Leandro -Savorgnani Emanuel
Norris y Salakian representaron los esfuerzos en el siguiente diagrama, figura 4
Norris trazó un modelo de la soldadura de filete transversal que posee una condición 
de cargas equilibradas, declaró además que los esfuerzos en A y B no los pudo determinar 
Salakian presenta datos de la distribución del esfuerzo a lo largo de la garganta de la 
Figura 4-4 
Para soldaduras de filete paralelas, figura 4-5 donde cada soldadura transmite una 
F, el esfuerzo cortante máximo se localiza en el área mínima de la garganta y 
corresponde a la siguiente expresión: 
� � 	 �0,707	�� � 	 1,414	��� 
Figura 4-5 
 
Savorgnani Emanuel 22 de 31 
 
Norris y Salakian representaron los esfuerzos en el siguiente diagrama, figura 4-4. 
Norris trazó un modelo de la soldadura de filete transversal que posee una condición 
s esfuerzos en A y B no los pudo determinar 
Salakian presenta datos de la distribución del esfuerzo a lo largo de la garganta de la 
5 donde cada soldadura transmite una 
F, el esfuerzo cortante máximo se localiza en el área mínima de la garganta y 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo 
 
Esfuerzos en uniones soldadas sujetas a torsión
En la figura 4-6 se 
soldaduras de filete y cuyo cordón de soldadura posee una longitud l. La reacción en el 
soporte de un voladizo siempre consiste en una fuerza cortante V y en un momento flector 
Mf. La fuerza cortante produce un esfuerzo de corte primario en las soldaduras de magnitud: 
 
 
Donde A es el área de la garganta de todas las soldaduras.
El momento en el soporte produce un esfuerzo cortante secundario o una torsión de 
las soldaduras, dado por la expresión:
Donde r es la distancia desde el centroide del grupo de soldaduras hasta el punto de 
interés. J es el segundo momento polar de inercia del área del grupo de soldaduras respecto 
al centroide del grupo. 
Se observa que r es la dist
figura 4-7. 
23 
Giavedoni Juan Pablo - Gonzales Nair - Pochettino Leandro -Savorgnani Emanuel
Esfuerzos en uniones soldadas sujetas a torsión 
Figura 4-6 
 
 ilustra un voladizo soldado a una columna mediante dos 
soldaduras de filete y cuyo cordón de soldadura posee una longitud l. La reacción en el 
soporte de un voladizo siempre consiste en una fuerza cortante V y en un momento flector 
produce un esfuerzo de corte primario en las soldaduras de magnitud: 
�� � 	56 
DondeA es el área de la garganta de todas las soldaduras. 
El momento en el soporte produce un esfuerzo cortante secundario o una torsión de 
expresión: ��� �	78	9: 
Donde r es la distancia desde el centroide del grupo de soldaduras hasta el punto de 
interés. J es el segundo momento polar de inercia del área del grupo de soldaduras respecto 
Se observa que r es la distancia más alejada del centroide del grupo de soldaduras, 
Figura 4-7 
 
Savorgnani Emanuel 23 de 31 
 
ilustra un voladizo soldado a una columna mediante dos 
soldaduras de filete y cuyo cordón de soldadura posee una longitud l. La reacción en el 
soporte de un voladizo siempre consiste en una fuerza cortante V y en un momento flector 
produce un esfuerzo de corte primario en las soldaduras de magnitud: 
El momento en el soporte produce un esfuerzo cortante secundario o una torsión de 
Donde r es la distancia desde el centroide del grupo de soldaduras hasta el punto de 
interés. J es el segundo momento polar de inercia del área del grupo de soldaduras respecto 
ancia más alejada del centroide del grupo de soldaduras, 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo 
J es el segundo momento polar de inercia del grupo de soldaduras respecto del centroide del 
grupo. 
 
Propiedades torsionales de las soldaduras de filete. Tabla 4
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
24 
Giavedoni Juan Pablo - Gonzales Nair - Pochettino Leandro -Savorgnani Emanuel
J es el segundo momento polar de inercia del grupo de soldaduras respecto del centroide del 
Propiedades torsionales de las soldaduras de filete. Tabla 4
Savorgnani Emanuel 24 de 31 
 
J es el segundo momento polar de inercia del grupo de soldaduras respecto del centroide del 
Propiedades torsionales de las soldaduras de filete. Tabla 4-2 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo 
 
 
 
Esfuerzos en uniones soldadas sujetas a flexión
 
Shigley analiza en la figura 4
soldaduras de filete en la parte superior y en la inferior.
Un diagrama de cuerpo libre de la viga
reacción de momento flector Mf.
La fuerza de corte produce una tension de corte en las soldaduras:
 
Donde A es el área total de la garganta.
El momento flector induce una componente de esfuerzo 
donde están las soldaduras. Considerando las soldaduras como en la figura 4
esfuerzo cortante nominal en la garganta es:
 �	 �
 
Donde I es el segunto momento del área con base en el área de la garganta de la soldadura: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
Giavedoni Juan Pablo - Gonzales Nair - Pochettino Leandro -Savorgnani Emanuel
Esfuerzos en uniones soldadas sujetas a flexión 
Figura 4-8 
 
Shigley analiza en la figura 4-8ª, se representa un voladizo soldado a un soporte mediante 
soldaduras de filete en la parte superior y en la inferior. 
Un diagrama de cuerpo libre de la viga mostraría una reacción de fuerza de corte V y una 
reacción de momento flector Mf. 
La fuerza de corte produce una tension de corte en las soldaduras: 
�� � 	56 
Donde A es el área total de la garganta. 
El momento flector induce una componente de esfuerzo de corte en la garganta 0,707
donde están las soldaduras. Considerando las soldaduras como en la figura 4
esfuerzo cortante nominal en la garganta es: 
	78	%; 	� 	 78	</20,707, �	>	<�	/2 	� 	 1,414	78>	<	� 
Donde I es el segunto momento del área con base en el área de la garganta de la soldadura: 
;	 � 0,707	�	 >	<�2 
Savorgnani Emanuel 25 de 31 
 
 
8ª, se representa un voladizo soldado a un soporte mediante 
mostraría una reacción de fuerza de corte V y una 
de corte en la garganta 0,707Ƭ, 
donde están las soldaduras. Considerando las soldaduras como en la figura 4-8b, el 
Donde I es el segunto momento del área con base en el área de la garganta de la soldadura: 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo 
26 
Giavedoni Juan Pablo - Gonzales Nair - Pochettino Leandro -Savorgnani EmanuelSavorgnani Emanuel 26 de 31 
 
 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo 
Tabla 4-3 Propiedades flexionantes de las soldaduras de filete. 
 
 
 
Los electrodos que se util
se muestra en la tabla 4-4. En las publicaciones de la AWS (American Welding Society) y de 
AISC (American Institute of Steel Construction) y en AA (Aluminium Association) se puede 
encontrar más información al respecto. Extraído de Shigley.
 
 
Tabla 4-4. Propiedades mínimas del metal de aporte
Los electrodos se identifican con el siguiente código:
Exxxx 
Contando desde la izquierda:
Primera y segunda x: Resistencia última o de rotura en kPsi.
Tercera x: Posición de la soldadura: 1 toda posición, 2 horizontal plana, 4 toda 
posición y vertical descendente.
Cuarta x: otras variables técnicas, por ejemplo, la corriente a utilizar, penetración, 
escoria, contenido de polvo de Fe.
 
En condiciones apropiadas, 
mejores resultados si se eligen aceros con una especificación UNS entre G10140 y G10230. 
27 
Giavedoni Juan Pablo - Gonzales Nair - Pochettino Leandro -Savorgnani Emanuel
3 Propiedades flexionantes de las soldaduras de filete. 
Resistencia de las uniones soldadas 
Los electrodos que se utilizan en las soldaduras varían en forma considerable, como 
4. En las publicaciones de la AWS (American Welding Society) y de 
AISC (American Institute of Steel Construction) y en AA (Aluminium Association) se puede 
rmación al respecto. Extraído de Shigley. 
4. Propiedades mínimas del metal de aporte
 
Los electrodos se identifican con el siguiente código: 
Contando desde la izquierda: 
Primera y segunda x: Resistencia última o de rotura en kPsi. 
x: Posición de la soldadura: 1 toda posición, 2 horizontal plana, 4 toda 
posición y vertical descendente. 
Cuarta x: otras variables técnicas, por ejemplo, la corriente a utilizar, penetración, 
escoria, contenido de polvo de Fe. 
En condiciones apropiadas, todos los aceros se pueden soldar, pero se obtengrán 
mejores resultados si se eligen aceros con una especificación UNS entre G10140 y G10230. 
Savorgnani Emanuel 27 de 31 
 
 
3 Propiedades flexionantes de las soldaduras de filete. 
izan en las soldaduras varían en forma considerable, como 
4. En las publicaciones de la AWS (American Welding Society) y de 
AISC (American Institute of Steel Construction) y en AA (Aluminium Association) se puede 
4. Propiedades mínimas del metal de aporte 
x: Posición de la soldadura: 1 toda posición, 2 horizontal plana, 4 toda 
Cuarta x: otras variables técnicas, por ejemplo, la corriente a utilizar, penetración, 
todos los aceros se pueden soldar, pero se obtengrán 
mejores resultados si se eligen aceros con una especificación UNS entre G10140 y G10230. 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo 
Dichos aceros tienen una resistencia a la tensión en la condición laminada en caliente, en el 
intervalo de 60 a 70 kpsi. 
Los esfuerzos admisibles se basan en el límite elástico del material en vez de la 
tensión de rotura, se encuentran en el Código para la construcción de edificios de la 
American Institute of Steel Construction (AISC). 
Los factores de seguridad se ca
criterio de falla y son: para tensión n= 1/0,60 = 1,67 y para esfuerzos de corte n= 0,577/0,40 
= 1,44. 
En la siguiente tabla 4-
aceros ASTM para calcular los esfuerzos admisibles en diversas condiciones de carga:
Tabla 4-5 Esfuerzos admisibles del Código AISIC para metal de aporte
Usualmente, el material de aporte es el más fuerte. En una barra estirada en frío y 
soldada, las propiedades de la barra son sustituídas por las de una barra laminada en 
caliente en la zona de la soldadura, como conclusión, se deben verificar los esfuerzos en el 
metal base según este razonamiento.
La siguiente tabla 4-6, proporciona información acerca de carga con
mínimos de los filetes 
.
Tabla 4-6 Cargas constantes admisibles y tamaños mínimos de soldadura de filete
 
 
 
28 
Giavedoni Juan Pablo - Gonzales Nair - Pochettino Leandro -Savorgnani Emanuel
Dichos aceros tienen una resistencia a la tensión en la condición laminada en caliente, en el 
Los esfuerzos admisibles se basan en el límite elástico del material en vezde la 
tensión de rotura, se encuentran en el Código para la construcción de edificios de la 
American Institute of Steel Construction (AISC). 
Los factores de seguridad se calculan por la teoría de la energía de distorsión como 
criterio de falla y son: para tensión n= 1/0,60 = 1,67 y para esfuerzos de corte n= 0,577/0,40 
-5, se detallan las expresiones especificadas por el código para 
TM para calcular los esfuerzos admisibles en diversas condiciones de carga:
5 Esfuerzos admisibles del Código AISIC para metal de aporte
 
Usualmente, el material de aporte es el más fuerte. En una barra estirada en frío y 
e la barra son sustituídas por las de una barra laminada en 
caliente en la zona de la soldadura, como conclusión, se deben verificar los esfuerzos en el 
metal base según este razonamiento. 
6, proporciona información acerca de carga con
 
6 Cargas constantes admisibles y tamaños mínimos de soldadura de filete
Esfuerzos de fatiga 
Savorgnani Emanuel 28 de 31 
 
Dichos aceros tienen una resistencia a la tensión en la condición laminada en caliente, en el 
Los esfuerzos admisibles se basan en el límite elástico del material en vez de la 
tensión de rotura, se encuentran en el Código para la construcción de edificios de la 
lculan por la teoría de la energía de distorsión como 
criterio de falla y son: para tensión n= 1/0,60 = 1,67 y para esfuerzos de corte n= 0,577/0,40 
5, se detallan las expresiones especificadas por el código para 
TM para calcular los esfuerzos admisibles en diversas condiciones de carga: 
5 Esfuerzos admisibles del Código AISIC para metal de aporte 
Usualmente, el material de aporte es el más fuerte. En una barra estirada en frío y 
e la barra son sustituídas por las de una barra laminada en 
caliente en la zona de la soldadura, como conclusión, se deben verificar los esfuerzos en el 
6, proporciona información acerca de carga constante y tamaños 
6 Cargas constantes admisibles y tamaños mínimos de soldadura de filete 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo 
Faires establece que en las soldaduras sometidas a cargas variables, las 
discontinuidades naturales, la 
residuales son motivos para que se extremen las precauciones en los puntos de máximo 
esfuerzo y se realicen todas las verificaciones posibles, haciendo uso de los principios de 
fatiga. 
Los factores que afectan desfavorablemente a la resistencia a la fatiga de una 
soldadura incluyen: 
Falta de penetración del material de la soldadura, grietas por contracción, escorias y 
otras inclusiones, porosidad,y bolsas de gas, oquedades (muescas no llenas en el meta
base), todo lo cual puede ser corregido empleando técnicas y materiales de soldadura 
correctos. 
El metal soldado en una junta a tope sin tratamiento tiene un gran esfuerzo residual 
de tracción. Si una pieza soldada tiene que ser mecanizada, debe ser aliv
mediante un normalizado o revenido, dado que de lo contrario, las deformaciones 
modificarán las dimensiones finales de la pieza.
 
En la siguiente tabla 5-
fatiga que se deben emplear tanto para el material base como para el material de aporte.
 
Tabla 5
 
Faires establece como norma de principio que las soldaduras deben estar situadas 
tan lejos como sea posible de los puntos de gran 
En la tabla que se expone a continuación, se establecen datos de fatiga según 
ensayos: 
 
29 
Giavedoni Juan Pablo - Gonzales Nair - Pochettino Leandro -Savorgnani Emanuel
Faires establece que en las soldaduras sometidas a cargas variables, las 
discontinuidades naturales, la rugosidad de la superficie y los esfuerzos de tracción 
residuales son motivos para que se extremen las precauciones en los puntos de máximo 
esfuerzo y se realicen todas las verificaciones posibles, haciendo uso de los principios de 
afectan desfavorablemente a la resistencia a la fatiga de una 
Falta de penetración del material de la soldadura, grietas por contracción, escorias y 
otras inclusiones, porosidad,y bolsas de gas, oquedades (muescas no llenas en el meta
base), todo lo cual puede ser corregido empleando técnicas y materiales de soldadura 
El metal soldado en una junta a tope sin tratamiento tiene un gran esfuerzo residual 
de tracción. Si una pieza soldada tiene que ser mecanizada, debe ser aliv
mediante un normalizado o revenido, dado que de lo contrario, las deformaciones 
modificarán las dimensiones finales de la pieza. 
-1, se enumeran los factores de concentración de esfuerzos de 
plear tanto para el material base como para el material de aporte.
Tabla 5-1 Factores de concentración de esfuerzo kfs 
Faires establece como norma de principio que las soldaduras deben estar situadas 
tan lejos como sea posible de los puntos de gran momento flector. 
En la tabla que se expone a continuación, se establecen datos de fatiga según 
Savorgnani Emanuel 29 de 31 
 
Faires establece que en las soldaduras sometidas a cargas variables, las 
rugosidad de la superficie y los esfuerzos de tracción 
residuales son motivos para que se extremen las precauciones en los puntos de máximo 
esfuerzo y se realicen todas las verificaciones posibles, haciendo uso de los principios de 
afectan desfavorablemente a la resistencia a la fatiga de una 
Falta de penetración del material de la soldadura, grietas por contracción, escorias y 
otras inclusiones, porosidad,y bolsas de gas, oquedades (muescas no llenas en el metal 
base), todo lo cual puede ser corregido empleando técnicas y materiales de soldadura 
El metal soldado en una junta a tope sin tratamiento tiene un gran esfuerzo residual 
de tracción. Si una pieza soldada tiene que ser mecanizada, debe ser aliviada de esfuerzos 
mediante un normalizado o revenido, dado que de lo contrario, las deformaciones 
1, se enumeran los factores de concentración de esfuerzos de 
plear tanto para el material base como para el material de aporte. 
Faires establece como norma de principio que las soldaduras deben estar situadas 
En la tabla que se expone a continuación, se establecen datos de fatiga según 
30 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo - Gonzales Nair - Pochettino Leandro -Savorgnani Emanuel 30 de 31 
 
 
 
Tabla 5-2 Datos de Fatiga seleccionados. Faires 
 
 
El método más conveniente para cálculo de uniones soldadas para esfuerzos de 
fatiga, según el criterio de Shigley, pág. 478, ed. 8 , es el de Gerber, pero el de Goodman 
también es muy utilizado. 
 
Goodman: $? 	� 	 1@ABC � @DBEF 
 
Gerber: 
 
$? 	� 	12 GHIJ�.K
� �LH� M−1 �	O1 � G2�.H�HIJ�L K
�P 
 
 
Soldadura en la construcción de máquinas 
 
La efectividad del empleo de la soldadura al fabricar distintos elementos de máquinas, 
se determina, según Dobrovolski, por la observación de una serie de factores tecnológicos y 
constructivos. A éstos últimos se refiere la elección correcta del tipo de unión y la forma de 
los nervios o rigidizadores, la disposición racional de las costuras, etc. 
 
 
31 
 
Bredice Mariela - Giavedoni Juan Pablo - Gonzales Nair - Pochettino Leandro -Savorgnani Emanuel 31 de 31 
 
 
BIBLIOGRAFÍA 
 
Faires, V.M.: Diseño de Elementos de Máquinas. 4 Edición. Editorial Montaner y 
Simon. 
 
Deutschman, Aaron D. y otros: Diseño de máquinas. Teoría y Práctica. Segunda 
impresión. Febrero 1987. Editorial Compañía editorial continental. 1975 
 
Shigley. Diseño en ingeniería mecánica. Octava Edición. Mc Graw Hill. 
 
Dobrovolsky: Diseño de Elementos de Máquinas