Home › Welding › GMAW Shielding Gas

غاز الحماية هو متغير أساسي للحام القوسي المعدني المحمي بالغاز (GMAW)

يسرد الجدول 6.6 من AWS D1.1:2025 تركيب غاز الحماية ومعدل تدفقه كمتغيرات أساسية للحام القوسي المعدني المحمي بالغاز (GMAW)، ولحام القوس المحمي بالغاز ذي السلك المحشو (FCAW-G)، ولحام القوس المعدني المحمي بالغاز قصير الدائرة (GMAW-S). يحمل الجدول 5.5 الحالة المكافئة لإجراءات اللحام المؤهلة مسبقًا (WPSs). بعبارات بسيطة، إذا كان الغاز في أرضية الإنتاج ليس هو الغاز المحدد في إجراء اللحام (WPS)، فإن إجراء اللحام لم يعد صالحًا — وبالنسبة للإجراءات المؤهلة مسبقًا، يتم فقدان التأهيل المسبق.

تترتب العواقب من البند 6.8.1: التغييرات التي تتجاوز قيود المتغيرات الأساسية لسجل تأهيل الإجراء (PQR) للحام القوسي المعدني المحمي (SMAW)، ولحام القوس المغمور (SAW)، ولحام القوسي المعدني المحمي بالغاز (GMAW)، ولحام القوس التنغستن المحمي بالغاز (GTAW)، ولحام القوس ذي السلك المحشو (FCAW) الموضحة في الجدول 6.6 تتطلب إعادة تأهيل إجراء اللحام (WPS). وهذا يعني قسيمة اختبار جديدة، واختبارًا تدميريًا جديدًا، وسجل تأهيل إجراء (PQR) جديد. لا يوجد بند “انحراف طفيف” لتركيب الغاز.

استثناء ER80S-D2 / ER90S-D2 في A5.28

القسم 3.2 من AWS A5.28 صارم: الأقطاب الكهربائية والقضبان المصنفة ضمن تصنيف واحد لا يجوز تصنيفها ضمن أي تصنيف آخر في المواصفة — باستثناء واحد. قد يتم تصنيف ER80S-D2 أيضًا على أنه ER90S-D2 بشرط أن يلبي المنتج متطلبات كلا التصنيفين. يمكن تسمية السلك الفيزيائي نفسه بأي من الطريقتين إذا أثبتت الشركة المصنعة أنه يجتاز اختبارات الشد الدنيا 80 ksi و 90 ksi.

هذه هي نواة الحقيقة وراء الادعاء الشائع في الورش بأن الغاز يمكن أن “يغير ER80 إلى ER90.” لا يفعل ذلك — السلك هو سلك، ويكتسب تصنيفه من خلال بروتوكول اختبار A5.28. ولكن بالنسبة لهذا السلك الوحيد ذي التصنيف المزدوج، قد تقوم الشركة المصنعة بشحن نفس البكرة إلى ورشة A تحمل علامة ER80S-D2 وإلى ورشة B تحمل علامة ER90S-D2. إذا قامت كلتا الورشتين بتشغيله على نفس غاز Ar/2% O2 الذي تم اختبار السلك عليه، فإن كلا التصنيفين يظلان ساريين. إذا قامت أي من الورشتين بالتبديل إلى غاز مختلف، فإن خصائص اللحام المترسب الفعلية لم تعد هي ما تم قياسه بواسطة A5.28، ويصبح التصنيف بلا معنى تشغيليًا لتلك الوظيفة.

لا يوجد زوج آخر من ER80 و ER90 يتمتع بهذا الاستثناء. ER80S-B2 و ER90S-B3 هما سلكان مختلفان بمحتوى مختلف من الكروم والموليبدينوم. تختلف ER80S-Ni1 و ER80S-Ni2 و ER80S-Ni3 في محتوى النيكل وليست قابلة للتبديل حتى فيما بينها. الاستثناء ضيق.

Clause 5.6.4 — The Four Compliance Paths for Prequalified Shielding Gas

يحكم البند 5.6.4 من AWS D1.1:2025 أي غازات حماية يمكن استخدامها في إجراء لحام قوسي معدني محمي بالغاز (GMAW) أو لحام قوسي ذي سلك محشو محمي بالغاز (FCAW-G) مؤهل مسبقًا. يوفر البند أربعة مسارات مستقلة، ويجب أن يفي غاز الإنتاج بواحد منها على الأقل:

1. (1) Match the A5 classification gas. The production shielding gas shall be the gas used for قطب كهربائي classification under the applicable AWS A5 المواصفة — A5.18/A5.18M, A5.20/A5.20M, A5.28/A5.28M, or A5.29/A5.29M. This is the strictest and safest path.
2. (2) Fall within the OE range. For electrodes that include an “OE” shielding gas designator in the classification (new under the 2025 edition), the production shielding gas must have an oxygen equivalent within the range listed in the classification. The OE formula is defined in the clause itself and is covered in the next section.
3. (3) Appear in Table 5.10 for A5.18 electrodes. For electrodes classified per AWS A5.18/A5.18M, Table 5.10 provides acceptable gases regardless of whether the electrode carries an OE designator. This is the convenient path for the most common structural filler — ER70S-6.
4. (4) Test the combination. If an electrode does not have an OE designator and does not conform to A5.18, the electrode-gas combination that will be used in production must have been tested in accordance with the applicable A5 specification by the معدن الحشو manufacturer or the gas producer. Tests must cover mechanical properties, chemical composition, NDT متطلبات, and any supplemental designators such as الهيدروجين القابل للانتشار.

إذا لم ينطبق أي مسار، يتم فقدان التأهيل المسبق ويجب تأهيل إجراء اللحام (WPS) بموجب البند 6 بسجل تأهيل إجراء (PQR) جديد. المسارات مستقلة ولكنها ليست متسامحة — اختيار الأنسب لأرضية الإنتاج هو القراءة الصحيحة، ولكن يجب أن توضح الوثائق المسار الذي تم اختياره وكيف يفي الغاز به.

Oxygen Equivalent (OE) — The 2025 Formula

تمت إضافة مفهوم مكافئ الأكسجين إلى D1.1 في إصدار 2025 كوسيلة لتوصيف إمكانية الأكسدة للغازات المختلطة. وفقًا للبند 5.6.4(2):

Oxygen Equivalent = % oxygen in shielding gas + (0.5 × % carbon dioxide in shielding gas)

AWS D1.1:2025 Clause 5.6.4(2)

يعكس المعامل 0.5 على ثاني أكسيد الكربون أن ثاني أكسيد الكربون يساهم بنصف إمكانية الأكسدة تقريبًا للأكسجين الحر عند درجات حرارة القوس. بعض القيم المحسوبة:

• 100% Ar: OE = 0
• Ar / 2% O2: OE = 2.0
• Ar / 5% O2: OE = 5.0
• Ar / 8% CO2: OE = 4.0
• Ar / 25% CO2 (C25): OE = 12.5
• 100% CO2: OE = 50.0

An electrode classified with an “OE” designator has a permitted OE range listed in its classification. Any gas whose computed OE falls in that range satisfies Clause 5.6.4(2), regardless of whether it is an Ar/O2 blend, an Ar/CO2 blend, or a tri-mix. The OE mechanism replaces having to enumerate every possible gas pairing and gives the fabricator a larger menu at the cost of requiring that the electrode manufacturer has published an OE range for the classification in question.

Table 5.10 — Prequalified Gases for ER70S-X

For electrodes conforming to AWS A5.18/A5.18M — which covers the entire ER70S family and the E70C metal-cored electrodes — Table 5.10 spares the fabricator from computing oxygen equivalents or matching classification gases. Three gas families are prequalified:

تم استبعاد ER70S-G عمدًا لأن اللاحقة G هي تركيبة محددة من قبل الشركة المصنعة بدون غاز مطلوب. تشترك الأقطاب الكهربائية ذات اللب المعدني E70C في سلوك نقل الرش لنظيراتها من الأسلاك الصلبة وتتبع نفس قائمة الغازات المؤهلة مسبقًا. أي غاز خارج هذه النطاقات الثلاثة يتطلب أحد مسارات الامتثال الأخرى للبند 5.6.4.

Table 6.6 — When a Gas Change Forces Requalification

بالنسبة للإجراءات المؤهلة بموجب البند 6 (بدلاً من التأهيل المسبق بموجب البند 5)، يحدد الجدول 6.6 المتغيرات الأساسية للحام القوسي المعدني المحمي بالغاز (GMAW). القواعد الرئيسية لغاز الحماية:

• Any change in nominal shielding gas composition requires requalification. A switch from Ar/25% CO2 to Ar/8% CO2 is a new PQR even though both gases are in Table 5.10 for prequalified use.
• Flow rate has a qualification tolerance: + 50% if increased or - 20% if decreased from the documented value. A flow rate of 35 cfh documented on the PQR tolerates 28 to 52 cfh in production without requalification.
• Table 5.5 Item (26) is similar but not identical for prequalified WPSs: + 50% if increased or - 25% if decreased.

تمتد قاعدة المتغير الأساسي في الجدول 6.6 أيضًا إلى GMAW-S وفقًا للبند 5.5.2 (العمليات المعتمدة بالكود) — يستثني البند 5.5.1 GMAW-S من التأهيل المسبق، ثم يتطلب البند 5.5.2 تأهيل إجراءات اللحام (WPSs) الخاصة بـ GMAW-S بموجب البند 6 مع تطبيق المتغيرات الأساسية للجدول 6.6. يتطلب كل إجراء لحام GMAW-S سجل تأهيل إجراء (PQR) — تنطبق قواعد غاز الحماية من الجدول 6.6 بشكل متطابق.

The “Retro-active PQR” Fix

عندما تكتشف ورشة عمل في منتصف العمل أن غاز الحماية المستخدم في الإنتاج لا يفي بأي من مسارات البند 5.6.4 — أو أن الغاز يختلف عن سجل تأهيل الإجراء (PQR) المؤهل ويتجاوز حدود الجدول 6.6 — فإن الإجراء التصحيحي القياسي هو سجل تأهيل إجراء بأثر رجعي (retro-active PQR)، مستمد من أحكام التأهيل في البند 6. التسلسل المعتاد لممارسة الورشة:

1. Stop production اللحام on the affected joints. Document the date, joint IDs, and deviant parameters.
2. Run a test coupon under the actual production parameters, including the deviant shielding gas. The coupon conforms to Clause 6 joint, السماكة, and test-specimen requirements.
3. Destructive-test the coupon per Clause 6 القبول criteria: tensile, bend, macro-etch, and where CVN اختبار is specified, impact.
4. If the coupon passes, issue a new qualified WPS covering the actual production parameters. The prior prequalified WPS is retired or archived with an effective-date cutoff.
5. Welds produced under the old WPS remain subject to the Engineer’s disposition under D1.1 Clause 4.1 and Clause 8. The Engineer may require additional NDE, may accept as-is with documentation, or may require removal and replacement per the contract documents.

يعد سجل تأهيل الإجراء بأثر رجعي (retro-active PQR) ممارسة ورشة عمل قياسية تحديدًا لأن انحراف غاز الحماية شائع — يمكن أن يؤدي تغيير المورد، أو تبديل الأسطوانة، أو تعديل المعدات إلى انحراف لا يلاحظه أحد حتى يطلب المفتش رؤية إجراء اللحام (WPS) جنبًا إلى جنب مع شهادة تحليل الغاز. لا يعاقب سجل تأهيل الإجراء بأثر رجعي اللحامات السابقة؛ بل يضفي الشرعية على معايير الإنتاج الحالية ويعيد تأسيس مسار ورقي متوافق.

Cross-المعيار Note — ASME IX and API 1104

تعالج أكواد اللحام الأخرى المحمية بالغاز غاز الحماية بشكل مشابه. يجمع ASME Section IX تغييرات غاز الحماية ضمن عائلة المتغيرات QW-408: يغطي QW-408.2(a) إضافة أو حذف غاز الحماية، ويغطي QW-408.2(b) تغييرًا في تركيب غاز الحماية. يتطلب كلاهما تأهيل إجراء منفصل — باستثناء واحد يوازي D1.1. الأقطاب الكهربائية المصنفة وفقًا لـ SFA-5.18 أو SFA-5.20 أو SFA-5.28 أو SFA-5.29 التي تتضمن تعيين OE (على سبيل المثال، ER70S-6 OE 50/4) لا تتطلب تأهيلاً منفصلاً عندما يكون مكافئ الأكسجين (OE) لغاز الحماية ضمن نطاق التصنيف. يستخدم ASME IX نفس صيغة D1.1:2025: مكافئ الأكسجين = % الأكسجين + (0.5 × % ثاني أكسيد الكربون). الكودان متوافقان بشأن آلية مكافئ الأكسجين.

API 1104:2021 Section 5.4.2.7 specifies three distinct shielding gas essential variables: (a) a change in shielding gas classification in accordance with AWS A5.32, (b) a change in flow rate greater than 20 percent below the nominal flow rate recorded during procedure qualification, and (c) deletion of or change in nominal composition of backing gas when backing gas is used during qualification. All three trigger requalification for both الفئة I (standard) and Category II (hardness and/or toughness) WPSs. API 1104 does not yet adopt the OE concept.

الخلاصة: تتفق جميع الأكواد الثلاثة على أن غاز الحماية هو حدث تأهيل، وليس تعديلاً بسيطًا. يتوافق D1.1:2025 و ASME IX على صيغة مكافئ الأكسجين كآلية تكافؤ كمية. لا يزال API 1104 يتطلب تعدادًا صريحًا لتركيبات الغاز.

أدلة المعايير ذات الصلة

• Prequalified WPS — D1.1:2025 Clause 5 — The full four-process prequalification framework, including the GMAW-S exclusion.
• AWS D1.1:2025 Overview — The 11 clauses of the كود اللحام الإنشائي, what it governs, and what it does not.
• AWS D1.1:2025 Changes vs the 2020 Edition — Where Clause 5.6.4 came from and what else the 2025 revision restructured.
• ER80 vs ER90 (Shielding Gas) — The A5.28 §3.2 ER80S-D2/ER90S-D2 exception + D1.1:2025 Clause 5.6.4 classification-gas rule, and why gas swaps can silently break an ER90 assumption.
• AWS A5 Filler Metals Family — A5.18, A5.28, A5.29, and A5.32 shielding gas classifications.
• Welding Procedure Specification (WPS) — Essential variables, documentation, and the full WPS lifecycle.
• Free التسخين المسبق Calculator — Table 5.11 lookups when you are already in D1.1 Clause 5.
• Weld فحص Checklist — Clause 8 بصري and NDE acceptance criteria.