Precalificación de un empalme soldado para barras de refuerzo que

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Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería
1-1-2016
Precalificación de un empalme soldado para barras
de refuerzo que cumplen la norma NTC-2289
Camilo Andrés Castillo Rivera
Hernán Eduardo Velásquez López
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Citación recomendada
Castillo Rivera, C. A., & Velásquez López, H. E. (2016). Precalificación de un empalme soldado para barras de refuerzo que cumplen
la norma NTC-2289. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/61
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PRECALIFICACIÓN DE UN EMPALME SOLDADO PARA BARRAS DE 
REFUERZO QUE CUMPLEN LA NORMA NTC-2289 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAMILO ANDRÉS CASTILLO RIVERA 
HERNÁN EDUARDO VELÁSQUEZ LÓPEZ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2016 
 
 
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PRECALIFICACIÓN DE UN EMPALME SOLDADO PARA BARRAS DE 
REFUERZO QUE CUMPLEN LA NORMA NTC-2289 
 
 
 
 
CAMILO ANDRÉS CASTILLO RIVERA 
HERNÁN EDUARDO VELÁSQUEZ LÓPEZ 
 
 
 
 
 
Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero 
Civil 
 
 
 
 
 
Director: 
Dr., Msc., I.C. Fabián Augusto Lamus Báez 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2016 
 
 
 
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Dedicatoria 
 
 
Dedico cada uno de mis triunfos y mis sueños cumplidos a mi familia, mi motor de 
vida, a mi madre, sin su amor y apoyo nada de esto hubiese sido posible, a mis hermanos 
por la motivación, siempre pensar en grandes proyectos desde niño, a mi padre quien 
siempre ha estado para unirnos, cada uno de ellos siempre alentándome a ser un gran 
profesional, ante todo un excelente ser humano. A Alejandra Campo Ruiz quien me 
enseñó a concebir cada idea con amor, cariño y constancia, quien me enseñó a ver cada 
dificultad como una oportunidad y me inspira día a día ir en busca de nuevos proyectos y 
metas, así mismo a la familia Campo Ruiz por su especial cariño y apoyo incondicional, 
gracias a cada una de las personas que intervinieron en este proceso, a cada una de ellas 
les estaré por siempre agradecido. 
 
Hernán Eduardo Velásquez López. 
 
 
 
A mi familia en especial a mis padres, mi hermana y mi sobrina que siempre han 
sido una razón de ser y un motivo para continuar. A mis amigos (Jimmy, Cristian, Leo, 
Miguel y Chachy) de los cuales me siento orgulloso por sus triunfos y siempre tuvieron 
una palabra para alentar. A Johanna Sánchez por empujarme todos los días a ser mejor 
persona, a las familias Sánchez y Bonilla por ser un camino a seguir y por ultimo a 
Eduardo por su completa dedicación, esfuerzo y apoyo. A todos ustedes gracias por 
aportarme algún momento de su vida para continuar. 
 
 Camilo Andrés Castillo Rivera 
 
 
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Agradecimientos 
 
 
“A esas personas que han visto más allá de su oficio, y nos transmitieron los 
valores y gratificaciones de estudiar la ingeniería civil como arte, medio y razón de vida”. 
 
Alex Raymond 
 
Agradecemos a cada una de las personas que han intervenido a lo largo de este 
proyecto de vida, a nuestros padres, amigos, familiares que nos brindaron su apoyo 
incondicional en nuestra etapa universitaria. A nuestros profesores que intervinieron año 
tras año en la consecución de nuestros logros, al personal de laboratorio de la Universidad 
de La Salle y al Instituto para la Investigación e Innovación en Ciencia y Tecnología de 
Materiales INCITEMA, de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, 
UPTC, por su constante asesoría y colaboración, la cual fue fundamental para la 
culminación de nuestro trabajo de grado. 
 
 
 
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TABLA DE CONTENIDO 
1. Introducción ........................................................................................................................... 17 
2. Marco Referencial .................................................................................................................. 18 
2.1. Antecedentes Teóricos (Estado del Arte) ....................................................................... 18 
2.2. Marco Teórico ................................................................................................................ 20 
2.2.1. Estudios realizados ................................................................................................. 20 
2.2.2. Símbolos De Soldadura .......................................................................................... 29 
2.2.3. Esfuerzos Permisibles ............................................................................................ 30 
2.2.4. Áreas, Longitudes, Gargantas Y Tamaños Efectivos De Soldadura ...................... 30 
2.2.5. Tipos De Soldadura ................................................................................................ 31 
2.2.6. Calidad De Las Soldaduras .................................................................................... 34 
2.2.7. Especificaciones Y Requerimientos Barras Corrugadas ........................................ 34 
2.2.8. Especificaciones Y Requerimientos soldadura ...................................................... 37 
2.3. Marco Conceptual .......................................................................................................... 41 
2.4. Marco Legal ................................................................................................................... 42 
3. Objetivos ................................................................................................................................ 43 
3.1. Objetivo general ............................................................................................................. 43 
3.2. Objetivos específicos ...................................................................................................... 43 
4. Metodología ........................................................................................................................... 44 
4.1. Caracterización. .............................................................................................................. 44 
4.1.1. Barras de acero ....................................................................................................... 44 
4.1.2. Caracterización Tubería ......................................................................................... 52 
4.1.3. Caracterización de soldadura ................................................................................. 60 
4.2. Análisis parámetros de diseño ........................................................................................ 83 
4.2.1. Longitud cordón de soldadura ................................................................................ 86 
4.2.2. Espesor tuberías paraanillo perimetral .................................................................. 89 
4.2.3. Ensayos y análisis de resultados de parámetros de diseños. .................................. 92 
4.3. Revisión de diseño planteado. ...................................................................................... 111 
4.3.1. Diseño definitivo barra No 6. ............................................................................... 111 
4.3.2. Diseño definitivo barra No 7. ............................................................................... 113 
4.3.3. Diseño definitivo barra No 8. ............................................................................... 115 
4.4. Rediseño. ...................................................................................................................... 116 
4.4.1. Cálculo factor de área para rediseño .................................................................... 117 
5. Conclusiones y recomendaciones ......................................................................................... 124 
6. Bibliografía ............................................................................ ¡Error! Marcador no definido. 
7. Anexos ................................................................................................................................... 128 
 
 
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Lista de tablas 
 
Tabla 1. Composición química de la colada. ................................................................................. 35 
Tabla 2. Análisis de verificación para producto terminado ........................................................... 36 
Tabla 3. Consumibles comunes para soldar Aceros al Carbón ...................................................... 38 
Tabla 4. Resumen datos de fluencia Caracterización barra No.6. .................................................. 49 
Tabla 5. Resumen datos de fluencia Caracterización barra No.7 ................................................... 50 
Tabla 6. Resumen datos de fluencia Caracterización barra No.8 ................................................... 52 
Tabla 7. Resumen datos de fluencia Caracterización Tubos Calibre 1.9 mm ................................ 55 
Tabla 8. Resumen datos de fluencia Caracterización Tubos Calibre 2.49 mm .............................. 56 
Tabla 9. Resumen datos de fluencia Caracterización Tubos Calibre 2.95 mm .............................. 58 
Tabla 10. Resumen datos de fluencia Caracterización Tubos Calibre 3.59 mm ............................ 59 
Tabla 11. Caracterización barra no. 6 soldada tope a tope (STT) usando soldadura 6013 ............ 66 
Tabla 12. Caracterización barra no.7 soldada tope a tope (STT) usando soldadura 6013 ............. 68 
Tabla 13. Caracterización barra no.8 soldada tope a tope (STT) usando soldadura 6013 ............. 71 
Tabla 14. Caracterización barra no. 6 soldada tope a tope (STT) usando soldadura 7018 ............ 74 
Tabla 15. Caracterización barra no. 7 soldada tope a tope (STT) usando soldadura 7018 ............ 77 
Tabla 16. Caracterización barra no. 8 soldada tope a tope (STT) usando soldadura 7018 ............ 80 
Tabla 17. Resumen caracterización soldadura ............................................................................... 82 
Tabla 18. Resumen esfuerzos ensayos tope a tope soldadura 7018 ............................................... 86 
Tabla 19. Resumen esfuerzos ensayos parámetros de diseño para barra No. 6 ............................. 93 
Tabla 20. Resumen esfuerzos ensayos parámetros de diseño para barra No. 7 ............................. 96 
Tabla 21. Resumen esfuerzos ensayos parámetros de diseño para barra No. 1 .. ¡Error! Marcador 
no definido. 
Tabla 22. Resumen esfuerzos ensayos diseños definitivos para barra No. 6 ............................... 112 
Tabla 23. Resumen esfuerzos ensayos diseños definitivos para barra No. 7 ............................... 114 
 
 
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Tabla 24. Resumen esfuerzos ensayos diseños definitivos para barra No. 8 ............................... 115 
Tabla 25. Resumen esfuerzos ensayos rediseño barra No. 8 ....................................................... 120 
 
 
 
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Lista de figuras 
 
Figura 1. Ensayo de Resistencia de la soldadura ........................................................................... 20 
Figura 2. Fallas de la conexión ....................................................................................................... 20 
Figura 3. Esquema de la junta de refuerzo traslapada soldada en acero ........................................ 21 
Figura 4. Modelo elementos finitos empalme traslapado soldado ................................................. 22 
Figura 5. Condiciones de contorno de los extremos ...................................................................... 22 
Figura 6. Falla a la tracción de las uniones soldadas por traslapo ................................................. 22 
Figura 7. Imágenes radiográficas para una muestra típica ............................................................. 23 
Figura 8. Respuesta de Aceros termo tratados ............................................................................... 25 
Figura 9. Respuesta de Aceros micro aleados ................................................................................ 25 
Figura 10. Pandeo producido ante un sismo. Terremoto de Kobe, Japón ...................................... 26 
Figura 11. Resumen barras ensayadas, Las cueles se encuentran separadas por tipo de probeta. 
(Quezada Rivera, 2010). ................................................................................................................. 27 
Figura 12. Barras de 8 mm de calidad A440-280H soldadas a tope indirecto con dos barras 
auxiliares. ....................................................................................................................................... 28 
Figura 13. Barras de 10 mm de calidad A630-420H traslapadas soldadas .................................... 28 
Figura 14-15. Dispositivo de medición con indicadores de desplazamiento tornillos utilizados 
para sujetar barras verticales .......................................................................................................... 29 
Figura 16. Unión ranura y bisel acampanado y unión a tope directa en que se muestra la 
transición entre barras de diferentes tamaños. ............................................................................... 31 
Figura 17. Uniones a tope directas ................................................................................................. 32 
Figura 18. Uniones a tope indirectas. ............................................................................................. 33 
Figura 19. Equipo Lincoln Electric Invertec 150S ......................................................................... 39 
Figura 20. Equipo Lincoln Electric Invertec V170S ...................................................................... 39 
Figura 21. Equipo Miller 200 ......................................................................................................... 40 
Figura 22. Equipo Miller 280 ......................................................................................................... 40 
 
 
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Figura 23. Especificación probeta de estudio barras de acero. ...................................................... 45 
Figura 24. Máquina para ensayo UniSalle ..................................................................................... 46 
Figura 25. Ensayo tracción con extensómetro ............................................................................... 46 
Figura 26. Descascara miento de la barra ...................................................................................... 46 
Figura 27. Estricción de la barra ....................................................................................................46 
Figura 28. Falla de la barra de ensayo ............................................................................................ 47 
Figura 29. Barras corrugadas No.6 para ensayo de tracción caracterización ................................. 47 
Figura 30 Caracterización. Barras corrugadas No.6 falladas ......................................................... 48 
Figura 31. Barras corrugadas No.7 para ensayo de tracción caracterización ................................. 49 
Figura 32. Barras corrugadas No.7 falladas caracterización .......................................................... 50 
Figura 33. Barras corrugadas No.8 para ensayo de tracción caracterización ................................. 50 
Figura 34. Barras corrugadas No.8 falladas caracterización .......................................................... 51 
Figura 35. Probetas para caracterización de tubo con relleno evita aplastamiento boca Fuente: 
propiedad de los autores. ................................................................................................................ 52 
Figura 36. Ensayo tracción caracterización tubo para anillo perimetral ........................................ 53 
Figura 37. Estricción del tubo ........................................................................................................ 53 
Figura 38. Falla del tubo ................................................................................................................ 53 
Figura 39. Preparación tubos para ensayo tracción Calibre 1.9 mm .............................................. 54 
Figura 40. Tubos Calibre 1.9 mm fallados para caracterización ................................................... 55 
Figura 41. Preparación tubos para ensayo tracción Calibre 2.49mm ............................................. 55 
Figura 42. Ensayo de caracterización de materiales, tubo estructural, calibre 2.49 mm, falla dúctil.
 56 
Figura 43. Preparación tubos para ensayo tracción Calibre 2.95 mm ............................................ 57 
Figura 44. Ensayo de caracterización de materiales, tubo estructural, calibre 2.95 mm, falla 
dúctil. .............................................................................................................................................. 58 
Figura 45. Preparación tubos para ensayo tracción Calibre 3,59 mm ............................................ 58 
 
 
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Figura 46. Ensayo de caracterización de materiales, tubo estructural, calibre 3,59 mm, falla 
dúctil. .............................................................................................................................................. 59 
Figura 47. Especificación probeta caracterización soldada tope a tope ......................................... 60 
Figura 48. Barras biseladas para soldar .......................................................................................... 61 
Figura 49. Barras biseladas para soldar .......................................................................................... 61 
Figura 50. Barras corrugadas biseladas, listas para soldar tope a tope. ......................................... 62 
Figura 51. Ensayo tracción caracterización soldadura ................................................................... 62 
Figura 52. Falla unión soldada tope a tope (falla frágil) ................................................................ 62 
Figura 53. Detalle falla caracterización soldadura tope a tope. ..................................................... 63 
Figura 54. Detalle soldadura en la falla caracterización. ............................................................... 63 
Figura 55. Probeta soldada tope a tope barra No. 6 para ensayo caracterización soldadura. 6013 64 
Figura 56. Barras No.6 soldadas tope a tope (STT) falladas caracterización soldadura 6013. ...... 66 
Figura 57. Probeta soldada tope a tope barra No. 7 para ensayo caracterización soldadura 6013. 66 
Figura 58. Barras No.7 soldadas tope a tope (STT) falladas caracterización soldadura 6013. ...... 68 
Figura 59. Probeta soldada tope a tope barra No. 8 para ensayo caracterización soldadura 6013. 69 
Figura 60. Barras No.8 soldadas tope a tope (STT) falladas caracterización soldadura 6013. ...... 70 
Figura 61. Probeta soldada tope a tope barra No. 6 para ensayo caracterización soldadura 7018. 71 
Figura 62. Barras No.6 soldadas tope a tope (STT) falladas caracterización ................................ 73 
Figura 63. Probeta soldada tope a tope barra No. 7 para ensayo caracterización soldadura 7018. 74 
Figura 64. Barras No.7 soldadas tope a tope (STT) falladas caracterización ................................ 76 
Figura 65. Probeta soldada tope a tope barra No. 8 para ensayo caracterización soldadura 7018. 77 
Figura 66. Barras No.8 soldadas tope a tope (STT) falladas caracterización ................................ 79 
Figura 67. Esquema diseño tubo de protección empalme inicial. .................................................. 83 
Figura 68. Empalme soldado en dos costados a lo largo del empalme con cordón de 15 cm. ...... 84 
Figura 69. Falla frágil en cordón de 15 cm sobre los dos costados. Fuente: propiedad de los 
autores. ........................................................................................................................................... 84 
 
 
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Figura 70. Falla frágil en cordón de 15 cm sobre los dos costados. ............................................... 85 
Figura 71. Falla frágil en cordón de 10 cm y cordón de 15 cm Fuente: propiedad de los autores.
 85 
Figura 72. Fase 2 probetas para estudio de espesor de tubería y separación entre cordones de 
soldadura. ....................................................................................................................................... 90 
Figura 73. Juego de Probetas barras corrugadas No. 6, No. 7, No. 8 en Calibre 2.49 mm. Fuente: 
propiedad de los autores. ................................................................................................................ 90 
Figura 74. Juego de Probetas barras corrugadas No. 6, No. 7, No. 8 en Calibre 2.95 mm. ........... 91 
Figura 75. Juego de Probetas barras corrugadas No. 6, No. 7, No. 8 en Calibre 3.59 mm. Fuente: 
propiedad de los autores. ................................................................................................................ 91 
Fuente: fotografía de los autores. ................................................................................................... 98 
Figura 79. Barra No. 6. Falla tubo estructural 10 cm Calibre 2,49 mm. Fuente: propiedad de los 
autores. ......................................................................................................................................... 101 
Figura 81. Barra No. 6. Falla tubo internamente estructural 10 cm C2.95 mm. Con espacio entre 
cordones de 1cm. .......................................................................................................................... 102 
Figura 82. Barra No. 6. Falla tubo internamente estructural 10 cm C2.95 mm. Con espacio entre 
cordones de 1cm. .......................................................................................................................... 103 
Figura 83. Barra No. 7. Falla tubo internamente estructural 15 cm C2.95 mm. .......................... 103 
Figura 84. Barra No. 6. Falla tubo internamente estructural 10 cm C2.49 mm. .......................... 104 
Figura 85. Barra No. 6. Falla tubo internamente estructural 10 cm C2.49 mm. Con espacio entre 
cordones de 1cm. .......................................................................................................................... 105 
Figura 87. Barra No. 7. T10cm C3,59 mm. ................................................................................. 106 
Figura 88. Barra No. 7. T10cm C3,59 mm. .................................................................................106 
Figura 89. Barra No. 7. T10cm C3,59 mm. ................................................................................. 106 
Figura 90. Barra No. 7. T10cm C3,59 mm. ................................................................................. 106 
Figura 91. Barra No. 8. T15cm C3,59 mm. ................................................................................. 107 
Figura 92. Barra No. 8. T10cm C3,59 mm. ................................................................................. 107 
Figura 93. Barra No. 6. T15 cm C3,59 mm. ................................................................................ 107 
Figura 94. Falla barra No. 6. C3,59 mm. ..................................................................................... 107 
 
 
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Figura 95. Barra No. 6. T10 cm C3,59 mm. ................................................................................ 108 
Figura 96. Falla barra No. 6. C3,59 mm. ..................................................................................... 108 
Figura 97. Probetas falladas segundo ciclo de pruebas, Barras No. 6, No. 7, No. 8. Calibres 2.49 
mm, 2.95 mm y 3.59 mm. ............................................................................................................ 109 
Figura 98. Esquema diseño tubo de protección empalme definitivo ........................................... 111 
Figura 99. Falla diseño definitivo barra No. 6. Tubo 10 cm. ....................................................... 113 
Figura 100. Falla diseño definitivo barra No. 7. Tubo 10 cm. ..................................................... 114 
Figura 101. Falla diseño definitivo barra No. 8. Tubo 15 cm. ..................................................... 116 
Figura 102. Falla diseño definitivo barra No. 8. Tubo 15 Cm. .................................................... 120 
Figura 103. Empalme soldado para barras No. 6, No. 7 y No. 8 en orden ascendente. Fuente: 
elaborado por los autores. ............................................................................................................. 121 
Figura 104. Detalle empalme soldado barras No. 6, 7 y 8. Fuente: elaborado por los autores. .. 121 
Figura 105. Detalle soldadura tope a tope y cordón de unión de tubos ....................................... 122 
Figura 112. Detalle unión tope a tope .......................................................................................... 122 
Figura 106. Soldadura tope a tope ................................................................................................ 123 
Figura 107. Soldadura tope a tope ................................................................................................ 123 
 
 
 
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Lista de graficas 
Gráfica 1. Esfuerzo-deformación caracterización barra No.6. ....................................................... 48 
Gráfica 2. Esfuerzo-deformación caracterización barra No.7. ....................................................... 49 
Gráfica 3. Esfuerzo-deformación caracterización barra No.8. ....................................................... 51 
Gráfica 4. Esfuerzo – Deformación Tubos Calibre 1.9 mm caracterización de material .............. 54 
Gráfica 5. Esfuerzo – Deformación Tubos Calibre 2.49 mm caracterización material ................. 56 
Gráfica 6. Esfuerzo – Deformación Tubos Calibre 2.95 mm caracterización material ................. 57 
Gráfica 7. Tubos Calibre 3.59mm fallados para caracterización de material ................................ 59 
Gráfica 8. Esfuerzo-deformación barra No.6. Soldada tope a tope caracterización soldadura 6013.
 64 
Gráfica 9. Esfuerzo-deformación barra No.7. soldada tope a tope caracterización soldadura 6013
 67 
Gráfica 10. Esfuerzo-deformación barra No.8. Soldada tope a tope caracterización soldadura 
6013. ............................................................................................................................................... 69 
Gráfica11. Esfuerzo-deformación barra No.6. soldada tope a tope caracterización soldadura 7018
 72 
Gráfica 12. Esfuerzo-deformación barra No.7. soldada tope a tope caracterización soldadura 7018
 75 
Gráfica 13. Esfuerzo-deformación barra No.8. soldada tope a tope caracterización soldadura 7018
 78 
Gráfica 14. Comparación entre soldadura 6013 y 7018 en barra No.6 soldada tope a tope .......... 80 
Gráfica 15. Comparación entre soldadura 6013 y 7018 en barra No.7 soldada tope a tope .......... 81 
Gráfica 16. Comparación entre soldadura 6013 y 7018 en barra No.8 soldada tope a tope .......... 81 
Gráfica 17. Ensayos parámetros de diseño barra No. 6. ................................................................ 95 
Gráfica 18. Ensayos parámetros de diseño barra No. 7. ................................................................ 98 
Gráfica 19. Ensayos parámetros de diseño barra No. 8. .............................................................. 100 
Grafica 20. Ensayos diseño definitivo barra No. 6. ..................................................................... 112 
Grafica 21. Ensayos diseño definitivo barra No. 7. ..................................................................... 113 
 
 
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Grafica 22. Ensayos diseño definitivo barra No. 8. ..................................................................... 115 
Grafica 23. Ensayos rediseño barra No. 8. ................................................................................... 119 
 
 
 
 
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1. Introducción 
 
 Los procesos constructivos, a lo largo de la historia, han evolucionado de acuerdo al 
descubrimiento e implementación de nuevos materiales y al desarrollo de técnicas que ayudan a 
optimizar el trabajo en obra, garantizando agilidad en el tiempo de ejecución y generando 
proyectos de ingeniería que perduran en el tiempo confiablemente. 
En el campo de la construcción es muy común que, en las estructuras de concreto 
reforzado, las conexiones que más se utilicen sean los traslapos entre las barras de refuerzo, estas 
conexiones se deben hacer garantizando el comportamiento del acero en el concreto, por esta 
razón se utiliza más material aumentando los costos en la construcción, o puede ocurrir que no se 
garantice el adecuado comportamiento del material. Para realizar las conexiones entre las barras 
de refuerzo no solo existen los traslapos, también se pueden usar conectores mecánicos o 
roscados y los que van a ser parte de este estudio los empalmes soldados, a los cuales se exige 
por norma que con ellos se garantice que la resistencia sea 1.25 veces mayor que la fluencia de la 
barra, de este modo y con el fin de buscar la innovación y mejorar los costos y tiempos de 
construcción de una estructura de concreto reforzado se requiere de ensayos los cuales puedan 
garantizar que en cualquier escenario la fabricación del empalme soldado va a garantizar lo 
requerido por las normas vigentes. 
Con la nueva conexión se intenta encontrar un método práctico y eficaz de realizar los 
empalmes de acero de refuerzo, encontrando el espesor y longitud de soldadura apropiados para 
así verificar el comportamiento mecánico del acero NTC 2289 en las uniones realizadas, 
modificando las siguientes variables: cordón de soldadura, experiencia del soldador, diámetro del 
acero de refuerzo. 
 
 
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2. Marco Referencial 
2.1. Antecedentes Teóricos (Estado del Arte) 
El desarrollo de aceros de alta resistencia, en los últimos años, y la intensa aplicación de 
la soldadura eléctrica, han logrado satisfacer necesidades tales como: reducción en las 
dimensiones de vigas y columnas, abaratar los costos de las estructuras, aminorar el peso propio 
del conjunto, permitir mayores luces entre vigas o columnas, reducir el tiempo de construcción, 
aprovechamiento más eficiente de los materiales, dar completa libertad al diseñador en cuanto a 
formas y proporcionesde características modernas con valor estético, y permitir el diseño de 
estructuras en el campo plástico (Mario E. Rodríguez, 2006). 
En los últimos años se ha demostrado que las juntas soldadas presentan mejor 
comportamiento que las uniones convencionales (amarradas, pernadas, roblonadas) al ser 
sometidas a cargas de fatiga, cargas de impacto y vibración severa. Estas cargas generalmente 
actúan en las construcciones en caso de catástrofes naturales de tipo sísmico. El territorio 
nacional se encuentra en uno de los ambientes sismo tectónico más interesante y complicado que 
existen. En sus inmediaciones confluyen los bordes de tres placas tectónicas que viajan 
independientemente: la placa de Nazca en el Océano Pacífico, la placa Caribe al norte y la placa 
continental suramericana. En 1984 el gobierno colombiano expidió el decreto 1400 o Código 
Nacional de Construcciones Sismo resistentes (Mario E. Rodríguez, 2006). 
De acuerdo al proyecto construcción u obra civil que se esté desarrollando es común en 
Colombia que los proveedores que hacen el suministro de material, en este caso acero, manejen 
longitudes de 6 m o más se tenga que hacer empalmes en campo con frecuencia. 
Hacer un empalme calificado de barras de refuerzo es importante para la durabilidad del 
hormigón armado. El código de la ACI (American Concrete Institute) afirma que: ''Los empalmes 
 
 
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de refuerzo se harán sólo cuando y como sea requerido o permitido en los planos de diseño, en las 
especificaciones, o según lo autorizado por el ingeniero”. La responsabilidad por el diseño, 
especificaciones, y el rendimiento de los empalmes, recae en el ingeniero que está familiarizado 
con el análisis estructural y conoce los esfuerzos de diseño para probables condiciones de 
construcción y evalúa las condiciones finales de servicio, las variables para seleccionar el método 
de empalme más eficiente y económico (Issa & Nasr, 2006). 
 Según Issa & Nasr, 2006, hacer un empalme requiere la superposición de dos barras 
paralelas, y esta forma ha sido aceptada como un método de empalme económico y efectivo. En 
proyectos con tamaños más pequeños de barras de diámetro 19mm y más pequeño, los empalmes 
traslapados han obtenido buenos resultados a largo plazo. 
 De acuerdo a su investigación (Issa & Nasr, 2006) los diseños de mayor exigencia en 
concreto, los avances en el desarrollo de nuevos materiales y del hormigón hidráulico, el diseño 
de acero estructural ha obligado a los diseñadores a considerar alternativas para este tipo de 
conexiones implementando empalmes soldados. 
 
 
 
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2.2. Marco Teórico 
 
2.2.1. Estudios realizados 
 
El marco teórico del presente trabajo mostrará las generalidades de los diferentes estudios 
que se han realizado alrededor de los empalmes soldados y su comportamiento en distintos 
ámbitos que han sido estudiados. 
Issa & Nasr, 2006, investigaron la soldadura como una alternativa a los métodos de 
empalme tradicionales. 
 
Figura 1. Ensayo de Resistencia de la 
soldadura 
Fuente: (Issa & Nasr, 2006). 
Figura 2. Fallas de la conexión 
(a) Falla producida lejos del empalme. 
(b) Falla del acero 
Fuente: (Issa & Nasr, 2006). 
 
Issa & Nasr, sugirieron que un empalme soldado proporciona fiabilidad, eficiencia y 
consistencia que no se puede encontrar con un empalme mecánico. Los empalmes soldados 
pueden reemplazar a otros métodos de empalme. 
Aunque de acuerdo al estudio realizado por (Apostolopoulos., Savvopoulos, & Dimitrov , 
2015) las altas cargas de compresión están bien soportadas por elementos de hormigón, mientras 
 
 
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que las cargas a tracción son mal toleradas. El refuerzo de barras de acero de varios diámetros y 
longitudes estandarizadas se utiliza para el diseño de Estructuras de Hormigón armado. Debido a 
la longitud y las limitaciones de las barras de refuerzo, con el fin de mantener la continuidad del 
refuerzo, el empalme se utiliza para lograr la continuidad deseada del elemento. 
 
 
Figura 3. Esquema de la junta de refuerzo traslapada soldada en acero 
Fuente: (Apostolopoulos., Savvopoulos, & Dimitrov , 2015). 
 
El empalme traslapado soldado en barras de refuerzo de acero sufre de problemas de 
excentricidad y a sus alrededores con el hormigón, debido al comportamiento cinemático de las 
conexiones empalmadas. Las regulaciones anti-terremotos en constante cambio y diseño sísmico 
son criterios que han afectado gravemente la adecuación y la fiabilidad del diseño y el uso de este 
tipo de empalmes. Apostolopoulos., Savvopoulos, & Dimitrov realizaron una simulación 
numérica con el fin de examinar la fiabilidad y el comportamiento de este empalme denominado 
 
 
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empalme traslapado soldado de acero (Lap welded splices), para cargas que estén en la región del 
punto de fluencia del acero de refuerzo. 
 
 
Figura 4. Modelo elementos finitos 
empalme traslapado soldado 
Fuente: (Apostolopoulos., Savvopoulos, 
& Dimitrov, 2015). 
Figura 5. Condiciones de contorno de los 
extremos 
Fuente: (Apostolopoulos., Savvopoulos, & 
Dimitrov, 2015). 
 
 
 
Figura 6. Falla a la tracción de las uniones soldadas por traslapo 
Fuente: (Apostolopoulos., Savvopoulos, & Dimitrov, 2015). 
 
 
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Apostolopoulos., Savvopoulos, & Dimitrov concluyeron que el empalme traslapado 
soldado de barras de refuerzo genera desplazamientos significativos en los extremos y necesita 
mayor investigación sobre los métodos de soldadura con el fin de promover y garantizar la 
seguridad de las estructuras de hormigón armado, especialmente durante la expansión y la 
adición de nuevos elementos. 
Otros estudios como el de (Park, y otros, 2005) investigaron la viabilidad técnica de 
utilizar un parámetro modal de evaluación de daños no destructivo, basado en un método para 
evaluar, cuantitativamente, empalmes soldados de refuerzo tope a tope durante el proceso de 
construcción. Se enfocaron en la fluencia del acero y el cambio de rigidez efectiva en la 
soldadura. Para fines comparativos, una prueba no destructiva convencional (NDT), llamado 
método de inspección radiográfica, y otro de tracción destructiva, el experimento consistía en 
medir de forma no destructiva los cambios de rigidez en pequeñas fracciones, utilizando cambios 
en los parámetros modales y una identificación del sistema técnico, en la región soldada esto se 
llevó a cabo en 27 barras. 
 
Figura 7. Imágenes radiográficas para una muestra típica 
Fuente: (Park, y otros, 2005). 
 
 
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Park, y otros, proporcionaron un método que pudiera estudiar más a fondo el 
comportamiento de la soldadura observando: 
1. El rendimiento de un empalme soldado, medido por la resistencia a la fluencia, 
puede estar relacionado con el cambio fraccional de la rigidez en la soldadura 
aplicada; 
2. Los cambios de la rigidez fraccionada en la ubicación de una soldadura se mide 
rutinariamente utilizando métodos basados en la vibración; 
3. La resistencia de los sistemas de refuerzo soldados y 
4. De acuerdo a la condicion de la soldadura los métodos por vibraciones (78%) en 
comparación con la técnica de inspección radiográfica tradicional cualitativa (52%) 
fue mucho más precisa. 
Castilla, Guerrero, & Fernandez, 2015, hicieron un estudio el cual consistia en evaluar el 
comportamiento de las barras de acero de refuerzo de bajo contenido de carbono (ASTM A706) 
contra acciones severas de carga axial de tracción, de acuerdo a los procedimientos 
implementados, se enfocaron en hacer la prueba a barras entre 1/2” y 1” pulgada, hicieron el 
anáisis de 55 barras con acero termotratado y 40 barras de acero microaleado; dentro de las 
pruebas de laboratorio estudiaron las cracteristicas microestructurales y fractográficas de las 
uniones que soldaron. Se enfocaron en que no se pudo identificar un procedimiento que ayude a 
determinar las ventajasde los aceros ASTM A706 en barras soldadas, para soportar cargas 
axiales en grandes ciclos de fatiga de bajo ciclaje. Buscando mejorar su comportamiento, siempre 
poniendo en práctica y cumpliendo la normatividad de la AWS (American Welding Society) sin 
que se llegue a presentar en los ensayos ningún tipo de mecanismo frágil, en miembros del 
 
 
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sistema resistente a sismos cuando los mismos fuesen sometidos a terremotos severos, casos en 
los cuales se vieron eventos naturales como sismos y terremotos son diversos ya que en grandes 
estructuras donde se veía la presencia de barras soldadas, tuvieron un mal comportamiento siendo 
esta la causa principal del colapso de estas estructuras. 
 
Figura 8. Respuesta de Aceros termo tratados 
(Castilla, Guerrero, & Fernández, 2015). 
 
 
Figura 9. Respuesta de Aceros micro aleados 
(Castilla, Guerrero, & Fernandez, 2015). 
 
Las barras de acero micro aleado continuas y las que fueron soldadas en todos los 
diámetros, fueron sometidas sus propiedades a casos de carga axial severos, evidenciando que la 
falla presentada era de tipo dúctil ya que se observó que luego de una intensa deformación 
 
 
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elástica esta fallaba. Las uniones soldadas tope a tope en barras de acero termo tratado en 
diámetros iguales o mayores de 3/4 de pulgada, se observa según el estudio, tuvieron fallas de 
tipo frágil al ser sometidas a ciclos severos de carga axial. Se recomienda también no utilizar este 
tipo de uniones o empalmes soldados en zonas de alta sismicidad (Castilla, Guerrero, & 
Fernandez, 2015). 
Quezada Rivera, 2010, realizó unos ensayos que consistían en analizar las barras de 
refuerzo de acero comercialmente utilizadas en Chile, estudiaba la variación de la ductilidad 
cuando se presenta pandeo sobre los puntos de la soldadura de acuerdo a eventos que se habían 
presentado, como el terremoto de Kobe en Japón (Figura 10.) se ve el pandeo de barras: 
 
Figura 10. Pandeo producido ante un sismo. Terremoto de Kobe, Japón 
(Quezada Rivera, 2010). 
 
 Quezada Rivera hizo pruebas de barras de refuerzo soldadas con diámetros pequeños 
experimentando que la falla dúctil se observaba antes del empalme que había soldado (Figuras 
11, 12 y 13), por esto también planteó probar los diseños a continuación, con diferentes tipos de 
acero: 
 
 
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Figura 11. Resumen barras ensayadas, Las cueles se encuentran separadas por tipo 
de probeta. (Quezada Rivera, 2010). 
 
 
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Figura 12. Barras de 8 mm de calidad A440-280H soldadas a tope indirecto con dos 
barras auxiliares. 
(Quezada Rivera, 2010). 
 
 
 
Figura 13. Barras de 10 mm de calidad A630-420H traslapadas soldadas 
(Quezada Rivera, 2010). 
 
Quezada observó que se cumplían los valores típicos de fluencia del acero, en algunos 
casos en barras traslapadas no se alcanzó la resistencia requerida en el ensayo de acuerdo a las 
especificaciones del material, y se observó que a medida que el material disminuía su diámetro 
había una mayor fragilidad haciendo que disminuya la ductilidad de las barras y fallando no en la 
conexión o empalme soldado sino fuera de él. Las barras traslapadas presentaron muchas 
 
 
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deficiencias entre la tensión y la rotura haciendo que no cumplieran los ensayos. Quezada Rivera 
recomendó realizar estos empalmes soldados en barras de refuerzo de mayor diámetro ya que 
solo hizo estudios en barras de (8mm, 10mm, 12mm) para generar mayor estudio sobre el tema. 
La división de ingeniería del departamento de transporte de California presentó en el 2013 
un método donde muestra los procedimientos de prueba para determinar las propiedades 
mecánicas de la ASTM A 706 y ASTM A 615 acero de refuerzo empalmado, método de 
medición mecánico de soldadura en empalmes de refuerzo (Method of tests for mechanical and 
welded reinforcing steel splices). 
 
Figura 14-15. Dispositivo de medición con indicadores de desplazamiento tornillos 
utilizados para sujetar barras verticales 
 (Deparment of Transportation, 2013). 
 
2.2.2. Símbolos De Soldadura 
 
Los símbolos de soldadura deben ser los designados en la última edición de la norma 
ANSI/AWS, Standard Symbols for welding and Nondestructive Testing. (Proyecto de norma DE 
026/97). (ICONTEC, SOLDADURA. PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA PARA EL 
ACERO DE REFUERZO, 1997). Las condiciones especiales se deben explicar claramente 
mediante notas o detalles adicionales. 
 
 
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2.2.3. Esfuerzos Permisibles 
 
2.2.3.1. Esfuerzos Del Metal Base 
 
Los esfuerzos permisibles del metal usado inicialmente, llamado metal base, deben ser los 
especificados en el código para construcción con concreto reforzado. 
2.2.3.2. Esfuerzos Permisibles En Soldaduras 
 
Los esfuerzos permisibles para las soldaduras en ranuras con bisel y en V, deben ser los 
mismos que los correspondientes esfuerzos permisibles para el metal base de acero de refuerzo, 
siempre que el metal de aporte usado tenga una clasificación de resistencia al menos igual a la 
resistencia de tracción del metal base que se esté soldando; también los esfuerzos permisibles 
para las soldaduras en filete, y las soldaduras en ranuras con bisel acampanado y en V 
acampanado (ICONTEC, SOLDADURA. PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA PARA EL 
ACERO DE REFUERZO, 1997). 
2.2.4. Áreas, Longitudes, Gargantas Y Tamaños Efectivos De Soldadura 
 
Las soldaduras en ranuras con penetración completa en la unión para uniones a tope 
directas en el área efectiva de soldadura será el área nominal de la sección transversal de la barra 
soldada (véase la Figura 15, pág. 16). El área efectiva de soldadura debe ser la longitud efectiva 
de soldadura multiplicada por el tamaño efectivo de soldadura (véase la Figura 16 pág. 17). La 
longitud efectiva de soldadura será la longitud del cordón de soldadura. No se recomienda hacer 
reducción en la longitud efectiva, ni para el comienzo ni para la terminación, si la soldadura es el 
tamaño especificado en estas posiciones. La longitud mínima efectiva de la soldadura no debe ser 
menor de dos veces el diámetro de la barra para barras de igual tamaño, o dos veces el diámetro 
de la barra más pequeña para dos barras de diferentes tamaños y el tamaño efectivo de soldadura, 
o también cuando hay una barra embebida en un tubo, ya que la soldadura se hará según el 
 
 
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espesor del tubo cuando hay unión lisa a la sección sólida de la barra de acero de refuerzo. Para 
determinar los esfuerzos permisibles se pueden usar tamaños efectivos de soldadura más grandes, 
siempre que el procedimiento de soldadura califique el tamaño más grande de soldadura. Cuando 
se estén uniendo barras de diferente diámetro el tamaño efectivo de soldadura se debe basar en el 
radio de la barra más pequeña (ICONTEC, 1997). 
2.2.5. Tipos De Soldadura 
 
 
Figura 16. Unión ranura y bisel acampanado y unión a tope directa en que se muestra 
la transición entre barras de diferentes tamaños. 
(ICONTEC, SOLDADURA. PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA PARA EL 
ACERO DE REFUERZO, 1997). 
 
 
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Figura 17. Uniones a tope directas 
(ICONTEC, SOLDADURA. PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA PARA EL 
ACERO DE REFUERZO, 1997). 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 18. Uniones a tope indirectas. 
(ICONTEC, SOLDADURA. PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA PARA EL 
ACERO DE REFUERZO, 1997). 
 
 
 
 
 
 
 
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2.2.6. Calidad De Las Soldaduras 
 
Las caras de la soldadura con filete deben ser ligeramente convexas o ligeramente 
cóncavas. Las soldaduras no deben tener grietas ni en el metal de aporte ni en la zona afectada 
por el calor. Se debe tener en cuenta la fusión completa entre el metal de aporte y el metal base. 
Todos los cráteres se deben llenar hasta toda la sección transversal de la soldadura para brindar 
una perfecta fundición del material.Las soldaduras deben estar libres de traslapos, en la sección 
sólida de la barra o del elemento estructural se debe tener cuidado ya que se debe permitir una 
profundidad de socavación mayor de 1 mm (1/32 pulgada). La soldadura debe penetrar lo 
suficiente para garantizar 1 pulgada de soldadura y no debe ser mayor de 14 mm (9/16 de 
pulgada) en cualquier longitud de 150 mm (6 pulgadas) de soldadura. En barras de refuerzo 
corrugadas no considera la inspección ultrasónica de las uniones a tope directas, ya que las 
soldaduras que no cumplen los requisitos de calidad, inclusive, se deben reparar eliminando las 
porciones inaceptables o soldando de nuevo, siempre que sea aplicable. Las reparaciones a 
soldaduras hechas por arco metálico protegido, arco eléctrico con metal y gas, o procesos por 
arco eléctrico con fundente en el núcleo, se deben hacer de acuerdo con una especificación 
aprobada del procedimiento aplicable a estos procesos (ICONTEC, SOLDADURA. 
PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA PARA EL ACERO DE REFUERZO, 1997). 
 
2.2.7. Especificaciones Y Requerimientos Barras Corrugadas 
 
2.2.7.1. Composición Química Barras Corrugadas Para Refuerzo De Concreto 
 
Según el ICONTEC, y la Norma de Barras corrugadas y lisas de acero de baja aleación, 
para refuerzo de concreto, 2007, dice que el análisis químico de cada colada se debe realizar de 
acuerdo con la norma ASTM A751. El fabricante debe efectuar un análisis de cada colada de 
 
 
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acero a partir de muestras de ensayo tomadas preferiblemente durante el vaciado de la colada. Se 
deben determinar los porcentajes de carbono, manganeso, fósforo, azufre, silicio, cobre, níquel, 
cromo, molibdeno, niobio y vanadio. 
La composición química para el análisis de colada debe limitarse a los siguientes valores: 
 
Tabla 1. Composición química de la colada. 
(ICONTEC, Barras corrugadas y lisas de acero de baja aleación, para refuerzo de concreto, 
2007) 
Elemento % Máximo 
Carbono 0.30 
Manganeso 1.50 
Fósforo 0,035 
Azufre 0,045 
Silicio 0,50 
 
 
El análisis de colada debe garantizar que el carbono equivalente sea máximo 0,55 %, 
calculado de acuerdo con la siguiente fórmula: 
 
% C.E = % C + % Mn/6 + % Cu/40 + % Ni/20 + % Cr/10 - % Mo/50 - % V/10 
 
2.2.7.2. Análisis De Verificación (Chequeo) 
 
 
Así mismo también dice que se haga una verificación o análisis de chequeo por el 
comprador y certifique que no se excedan los siguientes porcentajes: 
 
 
 
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Tabla 2. Análisis de verificación para producto terminado 
(ICONTEC, Barras corrugadas y lisas de acero de baja aleación, para refuerzo de concreto, 
2007). 
Elemento % Máximo 
Carbono 0.33 
Manganeso 1.56 
Fósforo 0,043 
Azufre 0,053 
Silicio 0,55 
 
 
 
2.2.7.3. Información Para La Orden De Compra 
 
 Cantidad peso (masa). 
 Nombre o designación del material (barra corrugada y lisa de acero de baja aleación para 
refuerzo de concreto). 
 Diámetro. 
 Barras o rollos (para las barras especificar la longitud de corte). 
 Corrugada o lisa. 
 Tipo de embalaje. 
 Designación de la NTC y número de actualización. 
 
 
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2.2.8. Especificaciones Y Requerimientos soldadura 
 
2.2.8.1. Consumibles Comunes Para Soldar 
 
Existe una gran variedad de electrodos según el tipo de material en el cual se valla a 
aplicar la soldadura, entre ellos encontramos: 
 Electrodos revestidos para soldar aceros al carbono (AWS A5.1) 
 Electrodos revestidos para soldar aceros de baja aleación (AWS A5.5) 
 Electrodos revestidos para soldar aceros inoxidables (AWS A5.4) 
 Electrodo revestido AWS A5.3 
 Alambre para SAW AWS A5.17 y A5.23 
 Alambre para MIG AWS A5.18 
 Aporte para soldar TIG 
 Electrodos revestidos para soldar fundiciones de hierro (AWS A5.15) 
 Electrodos revestidos para reconstruir piezas sometidas al desgaste 
 
 
 
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Tabla 3. Consumibles comunes para soldar Aceros al Carbón 
Fuente:(West Arco, 2015) 
 
 
2.2.8.2. Equipos De Soldadura 
 
Equipos de soldadura recomendados de acuerdo al costo y fácil acceso en Colombia para 
la aplicación de soldadura revestida de aceros al carbón: 
T en C° RI (J) 3/32" 1/8" 5/32" 3/16"
E6010 XL 610
Es un electrodo de alta penetración y 
rapida solidificación. Para soldar aceros de 
bajo carbono, lámina ordinaria y 
galvanizada, calderas, estructuras tuberias 
de presion y acero fundido.
62000 
72000
52000 
62000
22 al 33 -29
27 a 
100
TODAS dcep
50 
80
70 
115
90 
160
120 
210
E6011 ZIP 10T
Es un electrodo de muy buena penetración, 
con polvo de hierro, buena calidad 
radiográfica, especialmente diseñado para 
oleoductos, gasoductos, construcciones 
navales, estructuras de acero y recipientes 
a presión.
62000 
72000
52000 
62000
22 al 33 -29
27 a 
100
TODAS dcep
50 
80
70 
120
90 
155
120 
180
E6011 ACP 611SS
Se emplea para soldar todo tipo de aceros 
de bajo carbono en tuberias, estructuras, 
construcciones navales, recipientes a 
presión, etc. Especialmente pases de 
penetración.
63000 
74000
52000 
60000
27 al 35 -29
27 a 
100
TODAS
ac o 
dcep
50 
80
70 
115
90 
160
120 
210
E6013
SUPER 
SW 613
Construcciones de hierro en general, 
carpinterias metalicas con lamina delgada, 
fabricación de puertas, ventanas, rejas, 
ductos, ensamblaje de carrocerias y 
ormanetación en general.
60000 
74000
48000 
62000
22 al 28 20
40 a 
110
TODAS
ac, dcep 
o dcen
60 
100
90 
130
120 
160
E6013 SW 613
Carrocerias, muebles metalicos, ductos de 
aire acondicionado, rejas, ventanas y 
ornamentación en general.
60000 
74000
48000 
65000
22 al 29 20
50 a 
110
TODAS
ac, dcep 
o dcen
50 
90
80 
120
110 
160
130 
210
E7014 ZIP 14
Construcción de maquinaria, marcos de 
maquinas, implementos agrícolas, trabajos 
de ornamentacón, tubería, recipientes de 
presión y sus accesorios. Equipos de 
ferrocarril, construcciones navales y 
sodadura de aceros estructurales.
70000 
80000
58000 
68000
22 al 28 20
50 a 
110
TODAS
ac, dcep 
o dcen
70 
110
110 
150
120 
200
175 
275
E7024 ZIP 24
Puentes y equipos pesados, equipo de 
construcción implementos agrícolas, 
tanques de almacenamiento de petróleo y 
sus derivados, maquinaria de minería, 
carros de ferrocarril y construccón naval y 
en genral para aceros de bajo contenido 
70000 
80000
60000 
70000
22 al 25 20
45 a 
100 
PLANA Y 
HORIZONTAL 
ENFILETES
ac, dcep 
o dcen
140 
180
180 
250
225 
300
E7018-1 WIZ 18
Se utiliza para soldaduras de acero al 
carbono de hasta 70000 lb/pulg2 de 
resistencia a la tensión, en aplicaciones en 
estructuras tuberías y tanques a presíon 
especialmente cuando se requiere alta 
resistencia al impacto a bajas 
temperaturas.
70000 
80000
58000 
70000
22 al 36
-29 
-46
100 
60
TODAS. 
EXCEPTO 
PROGRESIÓN 
DESCENDIENTE
ac o 
dcep
70 
100
100 
145
135 
200
170 
270
E7018-1 WIZ 18 Z
Se utiliza para soldaduras de acero al 
carbono de hasta 70000 lb/pulg2 de 
resistencia a la tensión, en aplicaciones en 
estructuras tuberías y tanques a presíon, 
calderas, vagones de ferrocarril, etc.
72000 
84000
62000 
72000
24 al 36 -29 70 TODAS
ac o 
dcep
70 
100
100 
145
135 
200
170 
270
ac: Corriente Alterna
dcep: Corriente directa electrodo al (+)
AMPERIOSTipo de 
Corriente
Posicion 
para 
Soldar
Es
pe
cif
icació
n
EL
EC
TR
O
D
O
S 
R
EV
ES
TI
D
O
S 
P
A
R
A
 S
O
LD
A
R
 A
C
ER
O
S 
(A
W
S 
A
5.
1)
Resistencia al 
impacto Charpy 
con entalla en V
Elongación
Limite 
de 
Fluencia 
(psi)
Resisten
cia a la 
tracción 
(psi)
Caracteristicas y Aplicaciones
Nombre 
WEST 
ARCO
Clasificaci
ón AWS
 
 
P
ág
in
a3
9
 
 
Figura 19. Equipo Lincoln Electric Invertec 150S 
Fuente: Especificaciones equipos (Lincoln Electric, 2015). 
 
Figura 20. Equipo Lincoln Electric Invertec V170S 
Fuente: Especificaciones equipos (Lincoln Electric, 2015). 
 
 
P
ág
in
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0
 
 
Figura 21. Equipo Miller 200 
Fuente: Especificaciones equipos (Miller, 2015). 
 
Figura 22. Equipo Miller 280 
Fuente: Especificaciones equipos (Miller, 2015). 
 
 
P
ág
in
a4
1
 
2.3. Marco Conceptual 
 Acero: aleación de hierro con pequeñas cantidades de carbono y que 
adquiere con el temple gran dureza y elasticidad. 
 Empalmes: acción de empalmar o empalmarse. Unir dos elementos por 
sus extremos. 
 Soldadura: es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de 
dos o más piezas de un material, (generalmente metales o termoplásticos), usualmente 
logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son soldadas fundiendo, 
se puede agregar un material de aporte (metal o plástico), que, al fundirse, forma un 
charco de material fundido entre las piezas a soldar (el baño de soldadura) y, al enfriarse, 
se convierte en una unión fija a la que se le denomina cordón. A veces se utiliza 
conjuntamente presión y calor, o solo presión por sí misma, para producir la soldadura. 
 Comportamiento mecánico: las propiedades mecánicas pueden definirse 
como aquellas que tienen que ver con el comportamiento de un material bajo fuerzas 
aplicadas. Las propiedades mecánicas se expresan en términos de cantidades que son 
funciones del esfuerzo o de la deformación o ambas simultáneamente. 
 Fluencia: esfuerzo de tensión en el que la deformación aumenta sin que se 
observe un aumento del esfuerzo. Sólo unos pocos materiales (especialmente el acero) 
tienen un punto de fluencia y, normalmente, sólo bajo cargas de tensión. 
 Resistencia: esfuerzo máximo que puede soportar un material bajo una 
carga de aplastamiento y se calcula dividiendo la carga máxima por el área transversal 
original de una probeta en un ensayo de compresión. 
http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_de_fabricaci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Metal
http://es.wikipedia.org/wiki/Termopl%C3%A1stico
http://es.wikipedia.org/wiki/Coalescencia
http://es.wikipedia.org/wiki/Fusi%C3%B3n_(cambio_de_estado)
http://es.wikipedia.org/wiki/Fusi%C3%B3n_(cambio_de_estado)
 
 
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2
 
2.4. Marco Legal 
El desarrollo de esta investigación está enmarcado bajo las normas: 
 NTC 4040 (AWS D.1.4). 
 NTC 2289 (ASTM A706M). 
 NTC ASTM A955M. 
 NSR-10. TITULOS C y F. 
 
 
 
 
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3
 
3. Objetivos 
3.1. Objetivo general 
 Definir los parámetros de diseño para un empalme de manera que pueda desarrollar 1.25 
veces el esfuerzo de fluencia de una barra. 
3.2. Objetivos específicos 
 Determinar la influencia de la longitud de la soldadura en un empalme soldado tope a tope 
entre dos barras del mismo diámetro, revestida la unión por dos láminas perimetrales en 
forma de tubo. 
 Determinar la influencia del espesor de la soldadura en un empalme soldado tope a tope entre 
dos barras del mismo diámetro, revestida la unión por dos láminas perimetrales en forma de 
tubo. 
 Diseñar y precalificar un empalme soldado, tope a tope revestida su unión por dos láminas 
perimetrales que conforman un tubo estructural. 
 
 
 
 
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4
 
4. Metodología 
Para poder realizar el diseño de un empalme soldado se seguirán las siguientes fases de 
diseño y revisión de los diseños: 
 Caracterización: 
 Barras de acero 
 Tubería para anillo perimetral 
 Soldadura 
 Análisis parámetros de diseño 
 Longitud cordón de soldadura 
 Espesor tuberías para anillo perimetral 
 Revisión de diseño planteado 
En el caso de que en la revisión del diseño no se cumpla con la falla óptima o con la 
resistencia mayor a 1.25 veces la fluencia de la barra se realizará un rediseño basado en los 
estudios previamente realizados. 
 Rediseño 
 
4.1. Caracterización. 
Se realiza la caracterización de los distintos materiales utilizados en el empalme objeto de 
estudio esto con el fin de saber su comportamiento mecánico y así poder conocer qué tanto puede 
aportar a la resistencia de la conexión. 
 
4.1.1. Barras de acero 
 
La caracterización se inicia comprobando las distintas propiedades de las barras de acero 
con el fin de certificar la resistencia a la fluencia y con esto poder garantizar que la resistencia de 
 
 
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5
 
la conexión a diseñar va a ser mayor 1.25 veces la fluencia de la barra, a continuación, se 
muestran las gráficas esfuerzo-deformación de la caracterización que se le realizó a las barras de 
diámetros 3/4", 7/8” y 1”. Como vemos en las Figuras 26, 27 y28. Los ensayos son realizados 
con un extensómetro para saber el punto de fluencia arrojado por la máquina y el cual es 
corroborado con las tablas arrojadas por la misma máquina universal Figuras 24 y 25, se realizan 
3 ensayos por muestra para obtener un dato representativo. 
 
Pasos de elaboración ensayo de tracción barras de acero, el mismo procedimiento 
empleado para la caracterización de Barras es el mismo para la caracterización de barras soldados 
tope a tope, en estas últimas buscamos evaluar la resistencia de la soldadura: 
 
 
Figura 23. Especificación probeta de estudio barras de acero. 
Fuente: elaborado por los autores. 
 
 
 
 
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6
 
 
Figura 24. Máquina para ensayo UniSalle 
Fuente: propiedad de los autores. 
Figura 25. Ensayo tracción con extensómetro 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
Figura 26. Descascara miento de la barra 
Fuente: propiedad de los autores. 
Figura 27. Estricción de la barra 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
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7
 
 
Figura 28. Falla de la barra de ensayo 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
Todos los ensayos correspondientes a esta fase de caracterización son necesarios para 
determinar la resistencia de cada material que va a trabajar dentro de nuestro empalme soldado 
propuesto. 
 
4.1.1.1. Caracterización Barra 3/4". 
 
 
Figura 29. Barras corrugadas No.6 para ensayo de tracción caracterización 
Fuente: Fuente: propiedad de los autores 
 
 
 
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8
 
 
Gráfica 1. Esfuerzo-deformación caracterización barra No.6. 
Fuente: elaborado por los autores. 
 
 
 
 
Figura 30 Caracterización. Barras corrugadas No.6 falladas 
Fuente: Fuente: propiedad de los autores 
 
 
 
 
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200
300
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500
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700
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018 0,02
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fu
er
zo
 m
P
a
 
deformación 
Ensayo 1 caracterizacion barra 3/4"
Ensayo 2 caracterizacion barra 3/4"
Ensayo 3 caracterizacion barra 3/4"
 
 
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9
 
Tabla 4. Resumen datos de fluencia Caracterización barra No.6. 
Fuente: elaborado por los autores. 
Ensayo Fluencia (mPa) 
Fluencia ensayo 1 barra 3/4" 497.439 
Fluencia ensayo 2 barra 3/4" 484.173 
Fluencia ensayo 3 barra 3/4" 484.101 
 
 
4.1.1.2. Caracterización Barra 7/8". 
 
 
Figura 31. Barras corrugadas No.7 para ensayo de tracción caracterización 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
 
Gráfica 2. Esfuerzo-deformación caracterización barra No.7. 
Fuente: elaborado por los autores 
0
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0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018
es
fu
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 m
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deformación 
Ensayo 1 caracterizacion barra 7/8"
Ensayo 2 caracterizacion barra 7/8"
Ensayo 3 caracterizacion barra 7/8"
 
 
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0
 
 
 
Figura 32. Barras corrugadas No.7 falladas caracterización 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
Tabla5. Resumen datos de fluencia Caracterización barra No.7 
Fuente: elaborado por los autores 
Ensayo 
Fluencia 
(mPa) 
Fluencia ensayo 1 barra 7/8" 483.8068936 
Fluencia ensayo 2 barra 7/8" 480.1798764 
Fluencia ensayo 3 barra 7/8" 483.8068936 
 
 
 
 
4.1.1.3. Caracterización Barra 1". 
 
 
 
Figura 33. Barras corrugadas No.8 para ensayo de tracción caracterización 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
 
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1
 
 
Gráfica 3. Esfuerzo-deformación caracterización barra No.8. 
Fuente: elaborado por los autores 
 
 
 
 
Figura 34. Barras corrugadas No.8 falladas caracterización 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
0
100
200
300
400
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800
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016
es
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zo
 m
P
a
 
deformación 
Ensayo 1 caractetizacion barra 1"
Ensayo 2 caractetizacion barra 1"
Ensayo 3 caractetizacion barra 1"
 
 
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2
 
Tabla 6. Resumen datos de fluencia Caracterización barra No.8 
Fuente: elaborado por los autores 
Ensayo Fluencia 
(mPa) 
Fluencia ensayo 1 barra 1" 477.8998991 
Fluencia ensayo 2 barra 1" 477.2260019 
Fluencia ensayo 3 barra 1" 479.7648496 
 
 
4.1.2. Caracterización Tubería 
 
Para poder diseñar la conexión soldada se plantea implementar un anillo perimetral, el 
cual nos dé un aporte significativo en la resistencia de los esfuerzos que está sometida la 
conexión, se tendrán en cuenta cuatro tuberías comerciales con un espesor de pared de 1.9 mm, 
2.49 mm, 2.95 mm y 3.59 mm, según la resistencia de cada uno se hará la selección de la tubería 
a utilizar. 
En la realización de los ensayos, como la tubería es sujeta por los extremos para poder 
cargar la probeta, tiende a sufrir un aplastamiento en las puntas, por esta razón la probeta de los 
tubos debe tener un relleno para evitar esto, se rellena con una varilla de 10 cm Figura 35 de 
longitud la cual es soldada evitando que se suelte y así no se produzca el aplastamiento de boca, 
con el objeto de observar la falla dúctil que se observa progresivamente de la Figura 36 a 37. 
 
Figura 35. Probetas para caracterización de tubo con relleno evita aplastamiento boca 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
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3
 
Pasos elaboración ensayo de tracción tubo para anillo perimetral 
 
Figura 36. Ensayo tracción caracterización 
tubo para anillo perimetral 
Fuente: propiedad de los autores. 
Figura 37. Estricción del tubo 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
Figura 38. Falla del tubo 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
P
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a5
4
 
4.1.2.1. Caracterización Tubo para anillo de protección perimetral 1,9 mm. 
 
 
Figura 39. Preparación tubos para ensayo tracción Calibre 1.9 mm 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
Gráfica 4. Esfuerzo – Deformación Tubos Calibre 1.9 mm caracterización de material 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
0
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300
400
500
600
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009
e
sf
u
e
rz
o
 m
P
a 
deformacion 
ensayo 1 tuberia 3/4"cal.19mm
ensayo 2 tuberia 3/4"cal.19mm
ensayo 3 tuberia 3/4"cal.19mm
 
 
P
ág
in
a5
5
 
 
Figura 40. Tubos Calibre 1.9 mm fallados para caracterización 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
Tabla 7. Resumen datos de fluencia Caracterización Tubos Calibre 1.9 mm 
Fuente: elaborado por los autores 
Ensayo Fluencia 
(mPa) 
Fluencia ensayo 1 Tubo Calibre 1.9 mm 407.7713892 
Fluencia ensayo 2 Tubo Calibre 1.9 mm 272.5983442 
Fluencia ensayo 3 Tubo Calibre 1.9 mm 341.6510823 
 
 
4.1.2.2. Caracterización Tubo para anillo de protección perimetral 2,49 mm. 
 
 
Figura 41. Preparación tubos para ensayo tracción Calibre 2.49mm 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
P
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a5
6
 
 
Gráfica 5. Esfuerzo – Deformación Tubos Calibre 2.49 mm caracterización material 
Fuente: elaborado por los autores. 
 
 
Figura 42. Ensayo de caracterización de materiales, tubo estructural, calibre 2.49 mm, falla dúctil. 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
Tabla 8. Resumen datos de fluencia Caracterización Tubos Calibre 2.49 mm 
Fuente: elaborado por los autores 
Ensayo Fluencia 
(mPa) 
Fluencia ensayo 1 Tubo Calibre 2.49 mm 329.2947247 
Fluencia ensayo 2 Tubo Calibre 2.49 mm 288.8052252 
Fluencia ensayo 3 Tubo Calibre 2.49 mm 277.8561678 
 
 
0
100
200
300
400
500
600
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008
es
fu
er
zo
 m
P
a
 
deformacion 
ensayo 1 tuberia 3/4"cal.249mm
ensayo 2 tuberia 3/4"cal.249mm
ensayo 3 tuberia 3/4"cal.249mm
 
 
P
ág
in
a5
7
 
 Caracterización Tubo para anillo de protección perimetral 2,95 mm. 
 
 
Figura 43. Preparación tubos para ensayo tracción Calibre 2.95 mm 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
Gráfica 6. Esfuerzo – Deformación Tubos Calibre 2.95 mm caracterización material 
Fuente: elaborado por los autores. 
 
 
 
 
0
100
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300
400
500
600
700
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016
es
fu
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zo
 m
P
a
 
deformacion 
ensayo 1 tuberia 1"cal.295mm
ensayo 2 tuberia 1"cal.295mm
ensayo 3 tuberia 1"cal.295mm
 
 
P
ág
in
a5
8
 
 
 
Figura 44. Ensayo de caracterización de materiales, tubo estructural, calibre 2.95 
mm, falla dúctil. 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
Tabla 9. Resumen datos de fluencia Caracterización Tubos Calibre 2.95 mm 
Fuente: elaborado por los autores 
Ensayo Fluencia 
(mPa) 
Fluencia ensayo 1 Tubo Calibre 2.95 mm 402.2928289 
Fluencia ensayo 2 Tubo Calibre 2.95 mm 405.8924921 
Fluencia ensayo 3 Tubo Calibre 2.95 mm 417.2113518 
 
 
 
4.1.2.3. Caracterización Tubo para anillo de protección perimetral 3,59 mm. 
 
 
Figura 45. Preparación tubos para ensayo tracción Calibre 3,59 mm 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
P
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a5
9
 
 
Gráfica 7. Tubos Calibre 3.59mm fallados para caracterización de material 
Fuente: elaborado por los autores. 
 
Tabla 10. Resumen datos de fluencia Caracterización Tubos Calibre 3.59 mm 
Fuente: elaborado por los autores 
Ensayo Fluencia 
(mPa) 
Fluencia ensayo 1 Tubo Calibre 3.59 mm 441.6806329 
Fluencia ensayo 2 Tubo Calibre 3.59 mm 452.9096472 
Fluencia ensayo 3 Tubo Calibre 3.59 mm 450.0438143 
 
 
 
 
Figura 46. Ensayo de caracterización de materiales, tubo estructural, calibre 3,59 mm, 
falla dúctil. 
Fuente: propiedad de los autores. 
0
100
200
300
400
500
600
700
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009
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zo
 m
P
a
 
deformacion 
ensayo 1 tuberia 1"cal.359mm
ensayo 2 tuberia 1"cal.359mm
ensayo 3 tuberia 1"cal.359mm
 
 
P
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in
a6
0
 
4.1.3. Caracterización de soldadura 
 
 
Para realizar la caracterización de la soldadura primero se debe seleccionar entre la 
soldadura comercial que tenga un bajo costo y que sea compatible con el equipo de soldadura a 
utilizar, en la aplicación de la soldadura trabajamos con dos equipos estándar; un Equipo Lincoln 
Electric Invertec V170S para barras de No. 6, No. 7, y pata barras No.8 un Equipo Miller 280. 
Entre las soldaduras posibles para trabajar, se seleccionaron dos, la primera una soldadura de 
electrodo revestido 6013 y una 7018, las dos de 1/8” las cual tienen el mismo valor comercial y 
se realizaron los ensayos de soldadura tope a tope para saber cuál es la que aporta mayores 
beneficios a la conexión. 
El proceso para saber la resistencia de la soldadura será por medio de un ensayo a tracción 
de barras soldadas por sus extremos (tope a tope) en el cual primero se biselan las puntas de las 
varillas Figura 48 y 49, esto con el fin de que la soldadura penetre mejor y al mismo tiempo se 
fusione mejor el material entre las dos barras, se hacen tres pruebas por cada diámetro a estudiar 
y solo soldados tope a tope (STT) como se ilustra en la Figura 47. 
 
 
 
 
 
Figura 47. Especificación probeta caracterización soldada tope a tope 
Fuente: elaborado por los autores. 
 
 
 
P
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in
a6
1
 
 
Figura 48. Barras biseladas para soldarFuente: propiedad de los autores. 
 
 
Figura 49. Barras biseladas para soldar 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
 
P
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in
a6
2
 
 
Figura 50. Barras corrugadas biseladas, listas para soldar tope a tope. 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
Pasos ensayo caracterización soldadura. 
 
 
 
 
Figura 51. Ensayo tracción caracterización 
soldadura 
Fuente: propiedad de los autores. 
Figura 52. Falla unión soldada tope a tope 
(falla frágil) 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
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a6
3
 
 
Figura 53. Detalle falla caracterización 
soldadura tope a tope. 
Fuente: propiedad de los autores. 
Figura 54. Detalle soldadura en la falla 
caracterización. 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
De acuerdo a las figuras anteriores 53 y 54 para poder seleccionar la soldadura se va a 
tomar como criterio la que pueda resistir un mayor esfuerzo, una mayor carga y también por 
medio del criterio de la densidad de energía de deformación, la cual va a indicar la energía por 
unidad de volumen que debe existir para poder llevar un elemento a la falla o a un punto de su 
deformación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
P
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a6
4
 
4.1.3.1. Caracterización Barras soldadas tope a tope con soldadura 6013 
 
4.1.3.1.1. Ensayos caracterización soldadura 6013 tope a tope en barra 3/4" 
 
 
Figura 55. Probeta soldada tope a tope barra No. 6 para ensayo caracterización soldadura. 6013 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
Gráfica 8. Esfuerzo-deformación barra No.6. Soldada tope a tope caracterización soldadura 
6013. 
Fuente: elaborado por los autores 
 
 
 
 
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025
es
fu
er
zo
 m
P
a
 
deformacion 
Ensayo 1 barra 3/4" soldada tope a tope (STT) con
soldadura 6013
Ensayo 2 barra 3/4" soldada tope a tope (STT) con
soldadura 6013
Ensayo 3 barra 3/4" soldada tope a tope (STT) con
soldadura 6013
 
 
P
ág
in
a6
5
 
Ecuaciones para cálculo de densidad de energía de deformación 
 
Las ecuaciones se hallan por medio de regresión polinómica de sexto orden con el 
programa Microsoft Excel con el cual se establece la fórmula de cada gráfica esfuerzo-
deformación y poder calcular el área bajo la curva de cada ensayo, que es la densidad de energía 
de deformación necesaria para fallar cada probeta y que servirá como factor de decisión del tipo 
de soldadura a utilizar en los demás ensayos 
 Ensayo 1 - barra No.6 soldada tope a tope con soldadura 6013 
6 5 4 3 2
1
11,2817
6 5 4 3 2
0
1
3
= - 0,0103 0,3223 -3,8477 21,858 -57,062 84,104
² 0,9969
(
2
-0,0103 0,3223 -3,8477 21,858 -57,062 84,1
450,381
04 )
8 J*mm
R
d
u
      
      
  

  


 
 
 
 Ensayo 2 - barra No.6 soldada tope a tope con soldadura 6013 
 
12,
6 5 4 3 2
2
6 5 4 3 2
0
0268
3
2
0,0031 0,1018 1,2765 7,4923 18,65 40,076 3,388
² 1
( 0,0031 0,1018 1,2765 7,4923 18,65 40,076 3,38
2299,7924J*
8
m
)
m
R
d
u
      
      
       

      


 
 
 Ensayo 3 - barra No.6 soldada tope a tope con soldadura 6013 
 
6 5 4 3 2
3
12,2428
6 4
3
5 3 2
0
3
0,0016 0,0519 0,6585 4,0707 11,099 38,332
² 0,9997
( 0,0016 0,0519 0,6585 4,0707 11,
2427
099
,6171
38,332 )
 J*mm
R
d
u
      
      
      

     


 
 
 
 
 
 
P
ág
in
a6
6
 
 
Figura 56. Barras No.6 soldadas tope a tope (STT) falladas caracterización soldadura 6013. 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
Tabla 11. Caracterización barra no. 6 soldada tope a tope (STT) usando soldadura 6013 
Fuente: elaborado por los autores 
Ensayo 
Esfuerzo Max 
(mPa) 
Densidad Energía 
Deformación (Jxmm3) 
Ensayo 1 - barra 3/4" soldada tope a tope 
(STT) con soldadura 6013 
446,810418 2450,381815 
Ensayo 2 - barra 3/4" soldada tope a tope 
(STT) con soldadura 6013 
429,2650112 2299,792433 
Ensayo 3 - barra 3/4" soldada tope a tope 
(STT) con soldadura 6013 
466,4701009 2427,617078 
 
 
4.1.3.1.2. Ensayos caracterización soldadura 6013 tope a tope en barra 7/8" 
 
 
 
Figura 57. Probeta soldada tope a tope barra No. 7 para ensayo caracterización soldadura 6013. 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
P
ág
in
a6
7
 
 
Gráfica 9. Esfuerzo-deformación barra No.7. soldada tope a tope caracterización soldadura 6013 
Fuente: elaborado por los autores 
 
 
 
Ecuaciones para cálculo de densidad de energía de deformación 
 Ensayo 1 - barra No.7 soldada tope a tope con soldadura 6013 
6 5 4 3 2
1
13,5270
6 5 4 3 2
0
3
1
0,0004 0,0067 0,0182 1,0252 8,2261 1,0751 4,74
² 0,9995
( 0,0004 0,0067 0,0182 1,0252 8,22
186
61
1,51
 1,0751 4,74)
*06 
R
d
u J mm
      
      
       

      


 
 
 
 
 
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025
es
fu
er
zo
 m
P
a
 
deformacion 
Ensayo 1 barra 7/8" soldada tope a tope
(STT) usando soldadura 6013
Ensayo 2 barra 7/8" soldada tope a tope
(STT) usando soldadura 6013
Ensayo 3 barra 7/8" soldada tope a tope
(STT) usando soldadura 6013
 
 
P
ág
in
a6
8
 
 Ensayo 2 - barra No.7 soldada tope a tope con soldadura 6013 
6 5 4 3 2
2
6
12,12
5 4 3 2
0
5
3
9
2
0,003 0,095 1,1162 5,8477 10,794 21,263 2,6398
² 0,9983
( 0,003 0,095 1,1162 5,8477 10,794 21,2
207
63 2,6398)
*6,1030 
R
d
u J mm
      
      
       

      


 
 Ensayo 3 - barra No.7 soldada tope a tope con soldadura 6013 
12,36
6 5 4 3 2
3
6 5 4 3 2
0
3
93
3
 0,003 0,0984 1,2376 7,3794 19,044 42,455 0,6329
² 0,9991
( 0,003 0,0984 1,2376 7,3794 19,044 42
2509,29
,455
01
0,6 9
* 
32 )
R
d
u J mm
      
      
       

      


 
 
 
Figura 58. Barras No.7 soldadas tope a tope (STT) falladas caracterización soldadura 6013. 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
Tabla 12. Caracterización barra no.7 soldada tope a tope (STT) usando soldadura 6013 
Fuente: elaborado por los autores 
Ensayo 
esfuerzo 
Max (mPa) 
densidad energía 
deformación (Jxmm3) 
Ensayo 1 - barra 7/8" soldada tope a tope (STT) 
usando soldadura 6013 
406,9535 1861,5106 
Ensayo 2 - barra 7/8" soldada tope a tope (STT) 
usando soldadura 6013 
401,1168 2076,1030 
Ensayo 3 - barra 7/8" soldada tope a tope (STT) 
usando soldadura 6013 
419,3016 2509,2902 
 
 
 
 
 
P
ág
in
a6
9
 
4.1.3.1.3. Ensayos caracterización soldadura 6013 tope a tope en barra 1" 
 
 
 
Figura 59. Probeta soldada tope a tope barra No. 8 para ensayo caracterización soldadura 6013. 
Fuente: propiedad de los autores. 
 
 
 
 
Gráfica 10. Esfuerzo-deformación barra No.8. Soldada tope a tope caracterización soldadura 
6013. 
Fuente: elaborado por los autores 
 
 
 
 
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025
es
fu
er
zo
 m
P
a
 
deformacion 
Ensayo 1 barra 1" soldada tope a tope
(STT) usando soldadura 6013
Ensayo 2 barra 1" soldada tope a tope
(STT) usando soldadura 6013
Ensayo 3 barra 1" soldada tope a tope
(STT) usando soldadura 6013
 
 
P
ág
in
a7
0
 
Ecuaciones para cálculo de densidad de energía de deformación 
 Ensayo 1 - barra No.8 soldada tope a tope con soldadura 6013 
6 5 4 3 2
1
6 5 4 3 2
0
13,7465
3
1
0,0044 0,1685 2,4269 16,23 47,555 64,708 3,1838
² 0,9954
( 0,0044 0,1685 2,4269 16,23 47,555 64
276
,708 3,18
0,5039 J*
3
m
8)
m
R
d
u
      
      
       

      


 
 Ensayo 2 - barra No.8 soldada tope a tope con soldadura 6013 
13,7
6 5 4 3 2
2
6 5 4
561
1,6302
3
3 2
2
0,0002 0,006 0,065 0,3133 1,7072 1,6259 0,7833
² 0,9999
( 0,0002 0,006 0,065 0,3133 1,7072 1,6259
2153,5574 J*m
0,78 )
m
33
R
d
u
      
      
       

      


 
 Ensayo 3 - barra No.8 soldada tope