GMAW Shielding Gas Under D1.1:2025 — Essential Variable, OE Formula, and the ER80/ER90 Rule
Gas pelindung adalah variabel esensial untuk GMAW berdasarkan AWS D1.1:2025. Pasal 5.6.4 memberikan empat jalur kepatuhan untuk WPS prakualifikasi: cocokkan gas klasifikasi A5, capai rentang kesetaraan oksigen, masuk dalam Tabel 5.10, atau uji kombinasi dengan produsen logam pengisi.
The common shop-floor claim that “a different shielding gas changes your ER80 to ER90” is almost right, and almost right is what fails audits. The A5.28 classifications are fixed properties of the wire chemistry and the tested mechanical properties. What the gas actually does is change whether the deposited Las meets the classification threshold on your actual job — and that is what invalidates your prequalification.
Gas Pelindung adalah Variabel Esensial untuk GMAW
AWS D1.1:2025 Tabel 6.6 mencantumkan komposisi gas pelindung dan laju aliran sebagai variabel esensial untuk GMAW, FCAW-G, dan GMAW-S. Tabel 5.5 memiliki status yang setara untuk WPS prakualifikasi. Secara sederhana, jika gas di lantai produksi bukan gas pada WPS, WPS tidak lagi berlaku — dan untuk prosedur prakualifikasi, prakualifikasi hilang.
Konsekuensi mengalir dari Pasal 6.8.1: perubahan di luar batasan variabel esensial PQR untuk SMAW, SAW, GMAW, GTAW, dan FCAW yang ditunjukkan dalam Tabel 6.6 memerlukan rekualifikasi WPS. Itu berarti kupon uji baru, pengujian destruktif baru, dan PQR baru. Tidak ada pasal “penyimpangan minor” untuk komposisi gas.
Pengecualian ER80S-D2 / ER90S-D2 dalam A5.28
AWS A5.28 Bagian 3.2 ketat: elektroda dan batang yang diklasifikasikan di bawah satu klasifikasi tidak boleh diklasifikasikan di bawah klasifikasi lain dalam spesifikasi — dengan satu pengecualian. ER80S-D2 juga dapat diklasifikasikan sebagai ER90S-D2 asalkan produk memenuhi persyaratan kedua klasifikasi. Kawat fisik yang sama dapat diberi label salah satu cara jika produsen menunjukkan bahwa ia melewati kedua uji tarik Minimum 80 ksi dan 90 ksi.
Ini adalah inti kebenaran di balik klaim umum di bengkel bahwa gas dapat “mengubah ER80 menjadi ER90.” Itu tidak terjadi — kawat adalah kawat, dan klasifikasinya diperoleh melalui protokol pengujian A5.28. Tetapi untuk kawat berkualifikasi ganda ini, produsen dapat mengirimkan gulungan yang sama ke Bengkel A dengan label ER80S-D2 dan ke Bengkel B dengan label ER90S-D2. Jika Bengkel A dan Bengkel B menjalankannya dengan gas Ar/2% O2 yang sama dengan yang diuji kawat, kedua klasifikasi berlaku. Jika salah satu bengkel beralih ke gas yang berbeda, sifat lasan yang diendapkan sebenarnya tidak lagi seperti yang diukur A5.28, dan klasifikasi tersebut secara operasional tidak berarti untuk pekerjaan itu.
Tidak ada pasangan ER80 dan ER90 lainnya yang menikmati pengecualian ini. ER80S-B2 dan ER90S-B3 adalah kawat yang berbeda dengan kandungan kromium dan molibdenum yang berbeda. ER80S-Ni1, ER80S-Ni2, dan ER80S-Ni3 berbeda dalam kandungan nikel dan tidak dapat dipertukarkan bahkan di antara mereka sendiri. Pengecualiannya sempit.
Clause 5.6.4 — The Four Compliance Paths for Prequalified Shielding Gas
AWS D1.1:2025 Pasal 5.6.4 mengatur gas pelindung mana yang boleh digunakan pada WPS GMAW atau FCAW-G prakualifikasi. Pasal tersebut menyediakan empat jalur independen, dan gas produksi harus memenuhi setidaknya salah satunya:
- (1) Match the A5 classification gas. The production shielding gas shall be the gas used for Elektroda classification under the applicable AWS A5 Spesifikasi — 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) 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) Appear in
Table 5.10for A5.18 electrodes. For electrodes classified per AWS A5.18/A5.18M,Table 5.10provides 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) 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 Logam Pengisi manufacturer or the gas producer. Tests must cover mechanical properties, chemical composition, NDT Persyaratan, and any supplemental designators such as Hidrogen Difusibel.
Jika tidak ada jalur yang berlaku, prakualifikasi hilang dan WPS harus dikualifikasi berdasarkan Pasal 6 dengan PQR baru. Jalur-jalur tersebut independen tetapi tidak permisif — memilih mana yang paling nyaman untuk lantai produksi adalah interpretasi yang benar, tetapi dokumentasi harus menunjukkan jalur mana yang dipilih dan bagaimana gas memenuhinya.
Oxygen Equivalent (OE) — The 2025 Formula
Konsep kesetaraan oksigen ditambahkan ke D1.1 dalam edisi 2025 sebagai cara untuk mengkarakterisasi potensi oksidasi untuk gas campuran. Berdasarkan Pasal 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)
Koefisien 0.5 pada karbon dioksida mencerminkan bahwa CO2 menyumbang sekitar setengah potensi oksidasi O2 bebas pada suhu busur. Beberapa nilai yang dihitung:
- 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:
| Electrode | Shielding Gas Family | Composition Range |
|---|---|---|
| ER70S-X (except ER70S-G) and E70C-X metal-cored electrodes | Ar/CO2 combinations | Ar 75–90% / CO2 10–25% |
| Ar/O2 combinations | Ar 95–98% / O2 2–5% | |
| 100% CO2 | 100% CO2 |
ER70S-G sengaja dikecualikan karena sufiks G adalah komposisi yang ditentukan produsen tanpa gas yang diperlukan. Elektroda inti logam E70C memiliki perilaku transfer semprotan yang sama dengan rekan kawat padatnya dan mengikuti menu gas prakualifikasi yang sama. Gas apa pun di luar ketiga pita ini memerlukan salah satu jalur kepatuhan Pasal 5.6.4 lainnya.
Table 6.6 — When a Gas Change Forces Requalification
Untuk prosedur yang dikualifikasi berdasarkan Pasal 6 (bukan prakualifikasi berdasarkan Pasal 5), Tabel 6.6 mendefinisikan variabel esensial GMAW. Aturan utama untuk gas pelindung:
- 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 5.10for 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 5.5Item (26) is similar but not identical for prequalified WPSs: + 50% if increased or - 25% if decreased.
Aturan variabel esensial Tabel 6.6 juga berlaku untuk GMAW-S berdasarkan Pasal 5.5.2 (Proses yang Disetujui Kode) — Pasal 5.5.1 mengecualikan GMAW-S dari prakualifikasi, dan Pasal 5.5.2 kemudian mensyaratkan WPS GMAW-S untuk dikualifikasi berdasarkan Pasal 6 dengan variabel esensial Tabel 6.6 diterapkan. Setiap WPS GMAW-S memerlukan PQR — aturan gas pelindung dari Tabel 6.6 berlaku secara identik.
The “Retro-active PQR” Fix
Ketika sebuah bengkel menemukan di tengah pekerjaan bahwa gas pelindung produksi tidak memenuhi jalur Pasal 5.6.4 mana pun — atau bahwa gas berbeda dari PQR yang dikualifikasi dan melebihi batas Tabel 6.6 — tindakan korektif standar adalah PQR retroaktif, yang berasal dari ketentuan kualifikasi Pasal 6. Urutan praktik bengkel yang khas:
- Stop production Pengelasan on the affected joints. Document the date, joint IDs, and deviant parameters.
- Run a test coupon under the actual production parameters, including the deviant shielding gas. The coupon conforms to Clause 6 joint, Ketebalan, and test-specimen requirements.
- Destructive-test the coupon per Clause 6 Penerimaan criteria: tensile, bend, macro-etch, and where CVN Pengujian is specified, impact.
- 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.
- 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.
PQR retroaktif adalah praktik bengkel standar justru karena penyimpangan gas pelindung sering terjadi — perubahan pemasok, penggantian silinder, atau retrofit peralatan dapat memperkenalkan penyimpangan yang tidak ada yang menyadarinya sampai inspektur meminta untuk melihat WPS bersama dengan sertifikat analisis gas. PQR retroaktif tidak menghukum lasan yang lalu; itu melegitimasi parameter produksi saat ini dan membangun kembali jejak dokumen yang sesuai.
Cross-Standar Note — ASME IX and API 1104
Kode pengelasan berpelindung gas lainnya memperlakukan gas pelindung secara serupa. ASME Bagian IX mengelompokkan perubahan gas pelindung di bawah keluarga variabel QW-408: QW-408.2(a) mencakup penambahan atau penghilangan gas pelindung, dan QW-408.2(b) mencakup perubahan komposisi gas pelindung. Keduanya memerlukan kualifikasi prosedur terpisah — dengan satu pengecualian yang sejajar dengan D1.1. Elektroda yang diklasifikasikan ke SFA-5.18, SFA-5.20, SFA-5.28, atau SFA-5.29 yang menyertakan penanda OE (misalnya, ER70S-6 OE 50/4) tidak memerlukan kualifikasi terpisah ketika OE gas pelindung berada dalam rentang klasifikasi. ASME IX menggunakan rumus yang sama dengan D1.1:2025: kesetaraan oksigen = % oksigen + (0.5 × % karbon dioksida). Kedua kode tersebut diselaraskan pada mekanisme OE.
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 Kategori I (standard) and Category II (hardness and/or toughness) WPSs. API 1104 does not yet adopt the OE concept.
Intinya: ketiga kode setuju bahwa gas pelindung adalah peristiwa kualifikasi, bukan penyesuaian kecil. D1.1:2025 dan ASME IX selaras pada rumus OE sebagai mekanisme kesetaraan kuantitatif. API 1104 masih memerlukan enumerasi eksplisit kombinasi gas.
Panduan Standar Terkait
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Ya. AWS D1.1:2025 Tabel 6.6 mencantumkan komposisi gas pelindung dan laju aliran sebagai variabel esensial untuk GMAW, FCAW-G, dan GMAW-S. Tabel 5.5 memiliki status yang sama untuk WPS prakualifikasi. Setiap perubahan komposisi gas di luar rentang WPS yang didokumentasikan membatalkan prakualifikasi dan, untuk prosedur non-prakualifikasi, memerlukan rekualifikasi dengan PQR baru berdasarkan Pasal 6.2.1. Laju aliran memiliki toleransi eksplisit plus 50 persen jika ditingkatkan atau minus 25 persen jika dikurangi. Aturan ini berlaku secara identik untuk GMAW-S berdasarkan Pasal 5.5.1 dan 5.5.2 — 5.5.1 mengecualikan GMAW-S dari prakualifikasi, dan 5.5.2 mensyaratkan setiap WPS GMAW-S untuk dikualifikasi berdasarkan Pasal 6 dengan variabel esensial Tabel 6.6 diterapkan. Dalam praktiknya, ini berarti setiap perubahan pemasok yang didokumentasikan, penggantian silinder ke campuran yang berbeda, atau kalibrasi ulang regulator di luar pita toleransi memerlukan amandemen WPS sebelum pengelasan produksi dilanjutkan.
Ya, tetapi hanya untuk kawat spesifik itu. AWS A5.28 Bagian 3.2 menyatakan bahwa elektroda dan batang yang diklasifikasikan di bawah satu klasifikasi tidak boleh diklasifikasikan di bawah klasifikasi lain dalam spesifikasi, kecuali bahwa ER80S-D2 dan ER55S-D2 juga dapat diklasifikasikan sebagai ER90S-D2 dan ER62S-D2 asalkan produk memenuhi persyaratan kedua klasifikasi. Klasifikasi ganda ini berarti kawat fisik yang sama dapat diberi label salah satu cara jika produsen menunjukkan bahwa ia melewati kedua uji tarik minimum 80 ksi dan 90 ksi pada gas pelindung yang diperlukan. Tidak ada pasangan ER80 atau ER90 lainnya yang menikmati pengecualian ini — ER80S-B2 dan ER90S-B3 adalah kawat yang berbeda secara kimia dengan kandungan kromium dan molibdenum yang berbeda, dan seri ER80S-Ni1, Ni2, dan Ni3 berbeda dalam kandungan nikel dan tidak dapat dipertukarkan. Konsekuensi praktisnya adalah gulungan yang diberi label ER80S-D2 dan ER90S-D2 adalah satu kawat dengan dua klasifikasi yang valid pada dokumen.
D1.1:2025 Pasal 5.6.4(2) mendefinisikan Kesetaraan Oksigen sebagai persentase oksigen dalam gas pelindung ditambah setengah persentase karbon dioksida dalam gas pelindung. Rumusnya ditulis Kesetaraan Oksigen sama dengan persentase oksigen ditambah 0.5 kali persentase karbon dioksida. Gas Ar/8% CO2 memiliki OE 4.0 persen. Gas Ar/2% O2 memiliki OE 2.0 persen. Gas 100% CO2 memiliki OE 50.0, dan 100% argon memiliki OE nol. Untuk elektroda yang memiliki penanda OE dalam klasifikasinya, OE gas pelindung produksi harus berada dalam rentang yang tercantum dalam klasifikasi. Koefisien 0.5 pada karbon dioksida mencerminkan bahwa CO2 menyumbang sekitar setengah potensi oksidasi O2 bebas pada suhu busur karena CO2 sebagian berdisosiasi menjadi CO dan O dalam plasma busur, dan konsep OE diperkenalkan dalam edisi 2025 secara khusus untuk memberikan fabrikator menu gas setara yang lebih besar tanpa perlu menghitung setiap campuran yang mungkin.
D1.1:2025 Tabel 5.10 mencantumkan gas pelindung prakualifikasi untuk elektroda GMAW yang sesuai dengan AWS A5.18/A5.18M, yang mencakup ER70S-6. Tiga keluarga gas dapat diterima: kombinasi argon dan karbon dioksida pada 75 hingga 90 persen argon dengan 10 hingga 25 persen karbon dioksida, kombinasi argon dan oksigen pada 95 hingga 98 persen argon dengan 2 hingga 5 persen oksigen, dan 100 persen karbon dioksida. Gas apa pun di luar rentang ini memerlukan pencocokan penanda OE berdasarkan Pasal 5.6.4(2) atau pengujian produsen logam pengisi berdasarkan Pasal 5.6.4(4). ER70S-G dikecualikan dari Tabel 5.10 karena sufiks G menunjukkan komposisi yang ditentukan produsen tanpa gas yang diperlukan, dan elektroda inti logam E70C memiliki menu gas prakualifikasi yang sama dengan rekan kawat padatnya. Menggunakan campuran populer 90/10 dan 75/25 atau campuran Ar/O2 apa pun di dalam persentase tersebut tidak memerlukan tindakan kepatuhan lebih lanjut berdasarkan Pasal 5.6.4 untuk elektroda A5.18.
Hanya jika gas pengganti termasuk dalam salah satu dari empat jalur Pasal 5.6.4. Gas baru harus cocok dengan gas klasifikasi AWS A5 untuk elektroda tersebut, berada dalam rentang OE dari klasifikasi yang ditunjuk OE, tercantum dalam Tabel 5.10 untuk elektroda A5.18, atau telah diuji oleh produsen logam pengisi atau produsen gas sebagai kombinasi yang memenuhi syarat. Jika gas pengganti tidak memenuhi salah satu dari empat jalur tersebut, prakualifikasi hilang. WPS menjadi non-prakualifikasi dan harus dikualifikasi berdasarkan Pasal 6 dengan PQR baru sebelum pengelasan produksi dapat dilanjutkan. Beban dokumentasi penting: WPS harus menyebutkan jalur mana yang dipilih dan menunjukkan buktinya, karena inspektur yang menanyakan jalur kepatuhan Pasal 5.6.4 mana yang berlaku adalah gaya ujian Bagian C yang umum dan temuan audit yang umum di bengkel yang mengganti pemasok gas di tengah proyek.
PQR retroaktif adalah rekaman kualifikasi prosedur yang ditulis dan diuji setelah pengelasan produksi telah terjadi pada WPS yang tidak sesuai. Ini adalah tindakan korektif standar ketika sebuah bengkel menemukan penyimpangan gas pelindung, logam pengisi, atau variabel proses dari batas prakualifikasi Pasal 5 di tengah pekerjaan. Urutannya adalah: hentikan produksi pada sambungan yang terpengaruh, jalankan kupon uji di bawah parameter produksi aktual termasuk gas yang menyimpang, uji destruktif kupon sesuai kriteria penerimaan Pasal 6, dan jika kupon lulus, keluarkan WPS yang memenuhi syarat baru yang mencakup variabel produksi. Lasan yang diproduksi di bawah WPS lama tetap tunduk pada disposisi Insinyur dan mungkin memerlukan NDE atau perbaikan tambahan tergantung pada dokumen kontrak.
AWS D1.1:2025 Tabel 5.5 menetapkan bahwa laju aliran gas pelindung pada WPS prakualifikasi dapat meningkat hingga 50 persen di atas nilai yang didokumentasikan atau menurun hingga 25 persen di bawah nilai yang didokumentasikan tanpa memerlukan revisi WPS. Penyimpangan yang lebih besar memerlukan WPS prakualifikasi baru jika masih dalam semua batas Pasal 5, atau rekualifikasi berdasarkan Pasal 6. Perubahan laju aliran di luar pita ini sering menjadi penyebab porositas karena aliran yang berkurang memungkinkan gas atmosfer mencemari genangan dan aliran yang berlebihan menciptakan turbulensi yang menarik udara melewati nosel. Sebagai contoh yang dikerjakan, WPS yang mendokumentasikan 35 cfh mentolerir pembacaan produksi dari 26 cfh hingga 52 cfh tanpa amandemen apa pun. Aturan Tabel 6.6 untuk WPS yang memenuhi syarat menetapkan pita toleransi yang sama, sehingga batas laju aliran identik terlepas dari apakah prosedur tersebut prakualifikasi atau PQR-kualifikasi.
Tips Ujian CWI: Pertanyaan Bagian C pada Pasal 5.6.4 sering membandingkan dua WPS yang mencantumkan logam pengisi yang sama (ER70S-6) tetapi rasio gas yang berbeda — hanya satu yang masuk dalam Tabel 5.10. Hafalkan tiga pita Tabel 5.10 secara verbatim (Ar/CO2 75–90/10–25, Ar/O2 95–98/2–5, 100% CO2). Penambahan Pasal 5.6.4(2) kesetaraan oksigen pada tahun 2025 adalah area topik Bagian C baru yang tidak tercakup dalam panduan studi seminar yang diterbitkan sebelum tahun 2025.