AWS D1.3 — كود اللحام الإنشائي for Sheet Steel
AWS D1.3 هو كود اللحام الإنشائي للصفائح الفولاذية والأعضاء المشكلة على البارد بسماكة 3/16 بوصة (5 مم) أو أقل. ويغطي خمس عمليات لحام قوسي — لحام قوسي بالمعدن والغاز، لحام قوسي بقلب فلكس، لحام قوسي معدني محجب، لحام قوسي بالتونجستين والغاز، ولحام تحت الفلكس — لوصلات المقاييس الرقيقة في أنظمة المباني المعدنية خفيفة الوزن وهياكل الفولاذ المشكل على البارد.
نقل الدائرة القصيرة مسموح به: يسمح D1.3 صراحةً بنقل الدائرة القصيرة للحام القوسي بالمعدن والغاز لجميع تطبيقات الصفائح الفولاذية. هذا هو الاختلاف الأكثر أهمية في عملية اللحام عن D1.1، الذي يستبعد GMAW-S من WPSs المؤهلة مسبقًا.
ما هو AWS D1.3؟
يحكم AWS D1.3 اللحام الإنشائي للصفائح الفولاذية التي يقل سمكها عن 3/16 بوصة (5 مم). ويتناول التحديات الفريدة للمواد الرقيقة: منع الاحتراق، التحكم في التشوه، ووصلات الألواح بالهياكل. يسمح D1.3 صراحةً بنقل الدائرة القصيرة للحام القوسي بالمعدن والغاز (GMAW-S)، والذي لا يؤهله D1.1 مسبقًا.
AWS D1.3/D1.3M — كود اللحام الإنشائي — الصفائح الفولاذية — يغطي متطلبات اللحام بالقوس للصفائح الفولاذية الإنشائية والأعضاء المشكلة على البارد حيث يكون الجزء المتصل الأرق 3/16 بوصة (5 مم) أو أقل. ينطبق الكود على الصفائح الفولاذية ذات نقطة خضوع محددة بحد أدنى تصل إلى 80 ksi (550 MPa)، بما في ذلك الفولاذ العاري والمجلفن. يغطي D1.3 أيضًا المقاطع الهيكلية المجوفة (HSS) ذات سمك الجدار الأقل من 1/8 بوصة (3 مم). وينطبق على الصفائح الفولاذية المستخدمة في أنظمة المباني المعدنية خفيفة الوزن، وهياكل الفولاذ المشكل على البارد، وملحقات الأسطح المعدنية، ودعامات الجدران الستائرية، والتطبيقات الإنشائية المماثلة حيث تتحكم المواد الرقيقة في تصميم الوصلة.
يتناول الكود التحديات الفريدة للحام الصفائح الفولاذية الرقيقة. على عكس الألواح الإنشائية التي يغطيها D1.1، فإن الصفائح الفولاذية عرضة للاحتراق بسبب مدخل الحرارة الزائد، والتشوه الشديد من الإجهادات المتبقية الناتجة عن اللحام، وذوبان حافة الصفيحة الذي يقلل من سماكة الحلق الفعالة. يتم معايرة معلمات اللحام وتصاميم الوصلات ومعايير القبول في D1.3 خصيصًا لسلوك المواد الرقيقة بدلاً من مجرد تقليص متطلبات D1.1.
يحدد D1.3 الحد الفاصل بين لحام الصفائح الفولاذية والفولاذ الإنشائي عند 3/16 بوصة (5 مم)، وهو ما يعادل تقريبًا 7 مقياس. تندرج المواد الأكثر سمكًا من هذا الحد تحت D1.1 للتطبيقات الإنشائية العامة أو D1.8 (الذي يكمل D1.1) لتطبيقات الزلازل. عندما يتم لحام عضو من الصفائح الفولاذية بعضو إنشائي يتجاوز 3/16 بوصة، يوفر الملحق أ المعياري مرجعًا متقاطعًا بندًا ببند يحكم أي كود ينطبق على كل جانب من جوانب الوصلة.
عمليات اللحام بموجب D1.3
يغطي D1.3 خمس عمليات لحام قوسي: لحام قوسي بالمعدن والغاز (بما في ذلك نقل الدائرة القصيرة)، لحام قوسي بقلب فلكس، لحام قوسي معدني محجب، لحام قوسي بالتونجستين والغاز، ولحام تحت الفلكس. نقل الدائرة القصيرة للحام القوسي بالمعدن والغاز هو عملية الإنتاج الأساسية للصفائح الفولاذية لأنه يوفر تحكمًا دقيقًا في مدخل الحرارة عند تيارات منخفضة، مما يقلل من خطر الاحتراق على المواد الرقيقة.
يسمح D1.3 بخمس عمليات لحام قوسي. يقتصر النطاق صراحةً على اللحام بالقوس — تستخدم جميع العمليات الخمس قوسًا كهربائيًا بين القطب الكهربائي وقطعة العمل لإنشاء اللحام.
- لحام قوسي بالمعدن والغاز (GMAW)
- The primary process for production sheet steel اللحام. D1.3 explicitly permits all GMAW transfer modes including short-circuit transfer (GMAW-S), which is the most common mode for sheet steel because it provides the lowest heat input, minimizing الاحتراق risk. This is a critical distinction from D1.1, which does not prequalify GMAW-S procedures. Spray transfer is generally too hot for material under 16 gauge. Pulsed spray can be used on heavier gauge material (10–7 gauge) for higher deposition rates with controlled heat input. GMAW, FCAW-G, and GTAW are restricted when wind exceeds 5 mph (8 kph) without adequate protection.
- لحام قوسي بقلب فلكس (FCAW)
- Used for sheet steel welding where higher deposition rates are needed or where wind conditions make gas-shielded GMAW impractical. Self-shielded FCAW (FCAW-S) eliminates the need for external shielding gas, making it suitable for field welding of metal building components and is not subject to the 5 mph wind restriction. Gas-shielded FCAW (FCAW-G) provides better mechanical properties but requires wind protection per the same limit as GMAW.
- لحام قوسي معدني محجب (SMAW)
- Permitted for sheet steel welding but requires careful technique to avoid burn-through. Small-diameter electrodes (3/32 inch) with fast travel speeds are typical. SMAW is less common than GMAW for sheet steel but remains useful for field إصلاح and small-volume work where setting up wire feed equipment is impractical.
- لحام قوسي بالتونجستين والغاز (GTAW)
- Provides the most precise heat control of all arc processes and is used for critical thin-gauge joints where burn-through risk is highest. GTAW is slower than GMAW but offers superior control on material under 18 gauge. Autogenous welding (no filler) is sometimes used on the thinnest sheet materials. Subject to the 5 mph wind restriction.
- لحام تحت الفلكس (SAW)
- Permitted under D1.3 for sheet steel applications where the material السماكة and joint configuration can support the higher heat input. SAW is less common than GMAW for sheet steel but is used in automated production lines for heavier gauge material approaching the 3/16 inch boundary. Procedures using SAW that fall outside prequalified joint configurations require qualification by اختبار under البند 6.
WPS المؤهل مسبقًا وتأهيل الإجراءات
يوفر البند 5 من D1.3 خيارات WPS مؤهلة مسبقًا لوصلات الصفائح الفولاذية الشائعة. يتم تحديد تفاصيل الوصلات المؤهلة مسبقًا، ومعادن الحشو، ومعلمات اللحام لوصلات الصفيحة بالصفيحة ووصلات الصفيحة بالهيكل. تتطلب WPSs التي تقع خارج الحدود المؤهلة مسبقًا التأهيل عن طريق الاختبار.
يوفر D1.3 مسار WPS مؤهل مسبقًا بموجب البند 5، مشابهًا في المفهوم لنظام D1.1 المؤهل مسبقًا. يتم تحديد WPSs التي تستخدم لحام قوسي معدني محجب، لحام قوسي بالمعدن والغاز، لحام قوسي بقلب فلكس، أو لحام قوسي بالتونجستين والغاز مع تكوينات وصلات محددة مدرجة في الجدول 5.1 على أنها مؤهلة مسبقًا ويمكن استخدامها دون اختبار التأهيل. تشمل هذه الوصلات المؤهلة مسبقًا وصلات اللحام التناكبي ذات التجويف المربع، لحام الزاوية، لحام التجويف المتوهج، وتكوينات اللحام النقطي بالقوس واللحام الخطي بالقوس — أنواع الوصلات الأكثر شيوعًا في إنشاءات الصفائح الفولاذية.
تتطلب الإجراءات التي تقع خارج تكوينات الوصلات المؤهلة مسبقًا، أو تستخدم معلمات تتجاوز النطاقات المؤهلة مسبقًا، أو تستخدم لحام تحت الفلكس، التأهيل عن طريق الاختبار بموجب البند 6. يتم تعريف المتغيرات الأساسية لإعادة تأهيل الإجراءات في الجدول 6.2 وتغطي التغييرات في عملية اللحام، معدن الحشو، المعدن الأساسي، الوضع، ومعلمات اللحام الرئيسية.
المتطلبات البيئية والحرارية
لا يتطلب D1.3 عمومًا التسخين المسبق لسماكات الصفائح الفولاذية. تسخن المادة الرقيقة وتبرد بسرعة، والاهتمام الأساسي هو التحكم في مدخل الحرارة لمنع الاحتراق والتشوه بدلاً من منع تشقق الهيدروجين. قد تنطبق حدود درجة حرارة بين الممرات عند تحديدها.
لا يتضمن D1.3 جدول تسخين مسبق مخصصًا لوصلات الصفيحة بالصفيحة لأن الصفائح الفولاذية الرقيقة لديها مكافئ كربون منخفض، وتبديد حرارة سريع يمنع تراكم الهيدروجين، وتقييد ضئيل مقارنة بالأعضاء الإنشائية السميكة. هذه الخصائص تجعل تشقق الهيدروجين غير مرجح للغاية في وصلات الصفيحة بالصفيحة.
يُحظر اللحام عندما تكون درجة حرارة الهواء المحيط أقل من 0 درجة فهرنهايت (−18 درجة مئوية)، أو عندما يتعرض المعدن الأساسي للرطوبة (المطر، الثلج)، أو — بالنسبة للحام القوسي بالمعدن والغاز، لحام قوسي بقلب فلكس-G، ولحام قوسي بالتونجستين والغاز — عندما تتجاوز سرعة الرياح 5 أميال في الساعة (8 كم/ساعة) دون حماية كافية. يتطلب اللحام في الطقس البارد تعديلات في المعلمات لكل البند 7.4 للحام النقطي بالقوس، اللحام الخطي بالقوس، ولحام السدادة بالقوس.
بالنسبة للوصلات ذات السماكة المختلطة حيث يتم لحام الصفائح الفولاذية بأعضاء إنشائية أكثر سمكًا من 3/16 بوصة، يجب أن يتلقى جانب العضو الإنشائي التسخين المسبق المحدد بواسطة D1.1 بناءً على فئة مادته الخاصة، ومستوى الهيدروجين، والسماكة. أضافت طبعة 2025 (السابعة) البند 7.5 لتقنين متطلبات التسخين المسبق للمعدن الأساسي ودرجة حرارة بين الممرات للحام الصفائح الفولاذية بالفولاذ الإنشائي، مع التمييز بين لحام التجويف ولحام الزاوية عن اللحام النقطي، اللحام الخطي، ولحام السدادة. في السابق كان هذا محكومًا بمرجع الملحق أ المعياري المتقاطع.
وصلات الألواح بالهياكل
يغطي الملحق أ (المعياري) من D1.3 لحام الصفائح الفولاذية بالأعضاء الإنشائية التي يحكمها D1.1. عندما تتصل الصفائح الفولاذية بالفولاذ الإنشائي، تنطبق متطلبات D1.3 و D1.1. يتبع متطلب التسخين المسبق الجدول 5.11 من D1.1 بناءً على سماكة العضو الإنشائي، وليس سماكة الصفائح الفولاذية.
أحد أهم الجوانب العملية لـ D1.3 هو معالجته للوصلات بين أعضاء الصفائح الفولاذية وأعضاء الفولاذ الإنشائي. هذه الوصلات ذات السماكة المختلطة شائعة في إنشاءات المباني المعدنية حيث يتم ربط المدادات، والعوارض، أو ألواح السقف خفيفة الوزن بإطارات الفولاذ الإنشائي، أو الأعمدة، أو الكمرات.
تخضع الوصلات المختلطة لـ الملحق أ المعياري، الذي يوفر جدول مرجع متقاطع بندًا ببند (الجدول أ.1) يحدد ما إذا كانت متطلبات D1.3 أو D1.1 تنطبق على كل جانب من جوانب الوصلة. لا تنطبق مسارات WPS المؤهلة مسبقًا على وصلات الصفيحة بالهيكل المختلطة — يتطلب كلا الكودين اختبار تأهيل البند 6 لهذه الوصلات. يحد حجم اللحام في وصلة الصفيحة بالهيكل من سماكة الصفائح الفولاذية لمنع الاحتراق. بالنسبة للحام الزاوية، يكون الحد الأقصى لحجم الساق عادةً هو سماكة عضو الصفائح الفولاذية.
عندما يتطلب العضو الإنشائي التسخين المسبق، أو تأهيل اللحام بموجب D1.1، أو توافقًا محددًا لمعدن الحشو، تنطبق هذه المتطلبات على جانب العضو الإنشائي من الوصلة وفقًا لـ الملحق أ.
كيف يقارن D1.3 بأكواد AWS الهيكلية الأخرى
يحكم D1.3 الصفائح الفولاذية التي يقل سمكها عن 3/16 بوصة؛ يحكم D1.1 الفولاذ الإنشائي بسمك 1/8 بوصة فأكثر. يسمح D1.3 بنقل الدائرة القصيرة للحام القوسي بالمعدن والغاز كعملية مؤهلة مسبقًا؛ يتطلب D1.1 تأهيل البند 6 لـ GMAW-S. لا يتطلب D1.3 عمومًا التسخين المسبق؛ يتطلب D1.1 البحث في الجدول 5.11. كلاهما يشتركان في نفس إطار عمل D1.x.
D1.3 مقابل D1.1 (الفولاذ الإنشائي)
D1.1 covers structural steel thicker than 3/16 inch, while D1.3 covers sheet steel at or below that threshold. D1.1 focuses on preventing hydrogen-induced cracking through preheat متطلبات (Table 5.11), controlling residual stress in thick sections, and ensuring adequate notch toughness. D1.3 focuses on preventing burn-through, controlling distortion, and qualifying arc spot and arc seam لحام configurations that D1.1 does not cover. Both codes provide prequalified WPS options under their respective Clause 5 sections. D1.3 explicitly permits GMAW short-circuit transfer, which D1.1 excludes from prequalified WPSs — this is the most operationally significant process difference for fabricators working across both thickness ranges.
D1.3 مقابل D1.8 (ملحق الزلازل)
D1.8 supplements D1.1 for seismic applications and does not directly address sheet steel. However, cold-formed steel framing in seismic regions may involve both D1.3 (for the sheet steel connections) and D1.8 (for the structural steel frame). The engineer of record must specify which code governs each connection in the seismic force-resisting system. D1.8 demand-critical weld requirements do not apply to sheet steel connections unless specifically invoked by the engineer.
D1.3 مقابل D1.4 (حديد التسليح)
D1.4 covers welding of reinforcing steel (rebar) to structural steel. When rebar is connected to sheet steel components (rare but possible in composite deck construction), D1.3 governs the sheet steel side and D1.4 governs the rebar side.
| Aspect | D1.3 (Sheet Steel) | D1.1 (Structural) |
|---|---|---|
| Thickness range | Under 3/16 in (5 mm) | 1/8 in (3 mm) and above |
| GMAW short-circuit | Permitted (primary mode) | Requires Clause 6 qualification |
| Preheat | Generally not required | Table 5.11 lookup |
| Primary concern | Burn-through, distortion | Hydrogen cracking |
| Prequalified WPS? | Yes (Clause 5) | Yes (Clause 5) |
| Sheet-to-structural | Normative Annex A | Not covered |
معايير الفحص والقبول
تأخذ متطلبات الفحص في D1.3 في الاعتبار خصائص المواد الرقيقة. تتناول معايير القبول البصري الانقطاعات الخاصة بالصفائح الفولاذية بما في ذلك الاحتراق، وذوبان الحافة، والنقص في الملء. يعتبر الاختبار الإشعاعي والموجات فوق الصوتية أقل شيوعًا لتطبيقات الصفائح الفولاذية بسبب السماكة الرقيقة.
تم تصميم معايير القبول في D1.3 لتناسب تحديات الفحص البصري للحامات المواد الرقيقة. يصعب فحص لحامات الصفائح الفولاذية بصريًا لأن المنطقة المتأثرة بالحرارة ضيقة، وملامح اللحام صغيرة، ويمكن إخفاء الاحتراق بواسطة تكوين الوصلة. يحدد المعيار معايير القبول لحجم لحام الزاوية، وعمق النحت، والمسامية، والاندماج غير الكامل، وملف اللحام الخاص بسلوك المواد الرقيقة.
تتمتع لحامات البقعة القوسية ولحامات الدرز القوسية بمعايير قبول خاصة بها بناءً على المظهر البصري، وبالنسبة للتأهيل، اختبار التقشير واختبار القص لعينات الاختبار. يتم التحقق من جودة الإنتاج لهذه التكوينات من خلال الفحص البصري والاختبار التدميري بترددات محددة.
أدلة المعايير ذات الصلة
الأسئلة المتكررة
يغطي AWS D1.3 اللحام الإنشائي للصفائح الفولاذية والأعضاء المشكلة على البارد بسماكة 3/16 بوصة (5 مم) أو أقل. وهذا يتوافق تقريبًا مع الفولاذ ذي المقياس 7 والأرق. يغطي D1.3 أيضًا المقاطع الهيكلية المجوفة (HSS) ذات سمك الجدار الأقل من 1/8 بوصة (3 مم). المواد ذات نقطة خضوع محددة بحد أدنى تصل إلى 80 ksi (550 MPa) تقع ضمن النطاق. المواد الأكثر سمكًا من 3/16 بوصة تندرج تحت AWS D1.1 للفولاذ الإنشائي أو D1.8 لتطبيقات الزلازل.
يسمح AWS D1.3 بخمس عمليات لحام قوسي: لحام قوسي معدني محجب (SMAW)، لحام قوسي بالمعدن والغاز (GMAW)، لحام قوسي بقلب فلكس (FCAW)، لحام قوسي بالتونجستين والغاز (GTAW)، ولحام تحت الفلكس (SAW). لحام قوسي بالمعدن والغاز مع نقل الدائرة القصيرة هو العملية الأكثر شيوعًا للصفائح الفولاذية لأنه يوفر مدخل الحرارة المنخفض اللازم لتجنب الاحتراق على المواد الرقيقة. يسمح D1.3 صراحةً بنقل الدائرة القصيرة للحام القوسي بالمعدن والغاز، والذي يستبعده D1.1 من WPSs المؤهلة مسبقًا.
لا يتضمن D1.3 جدول تسخين مسبق مخصصًا لوصلات الصفيحة بالصفيحة لأن الصفائح الفولاذية الرقيقة تبدد الحرارة بسرعة وعادة ما تكون منخفضة الكربون، مما يجعل تشقق الهيدروجين غير مرجح. يُحظر اللحام تحت 0 درجة فهرنهايت (-18 درجة مئوية) أو عندما يتعرض المعدن الأساسي للرطوبة. بالنسبة للوصلات ذات السماكة المختلطة حيث يتم لحام الصفائح الفولاذية بأعضاء إنشائية أكثر سمكًا من 3/16 بوصة، يقنن البند 7.5 (المضاف في طبعة 2025) متطلبات التسخين المسبق للمعدن الأساسي ودرجة حرارة بين الممرات، مما يتطلب أن يتلقى جانب العضو الإنشائي التسخين المسبق المحدد بواسطة D1.1.
يغطي AWS D1.1 الفولاذ الإنشائي الأكثر سمكًا من 3/16 بوصة بينما يغطي D1.3 الصفائح الفولاذية بسماكة 3/16 بوصة وأرق. يتناول D1.1 تشقق الهيدروجين من خلال جداول التسخين المسبق (الجدول 5.11)، بينما يركز D1.3 على منع الاحتراق والتحكم في التشوه. يوفر كلا الكودين خيارات WPS مؤهلة مسبقًا بموجب أقسام البند 5 الخاصة بهما. يسمح D1.3 صراحةً بنقل الدائرة القصيرة للحام القوسي بالمعدن والغاز، والذي يستبعده D1.1 من WPSs المؤهلة مسبقًا. يغطي D1.3 أيضًا تكوينات اللحام النقطي بالقوس واللحام الخطي بالقوس التي لا يتناولها D1.1.
تخضع الوصلات المختلطة بين الصفائح الفولاذية والفولاذ الإنشائي لـ الملحق أ المعياري من D1.3، والذي يوفر مصفوفة مرجعية متقاطعة بندًا ببند تحدد ما إذا كانت متطلبات D1.3 أو D1.1 تنطبق على كل جانب من جوانب الوصلة. يحكم D1.3 جانب الصفائح الفولاذية بينما ينطبق D1.1 على جانب العضو الإنشائي. لا تنطبق مسارات WPS المؤهلة مسبقًا على وصلات الصفيحة بالهيكل المختلطة — يتطلب كلا الكودين اختبار تأهيل البند 6 لهذه الوصلات.