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The Three Variable Categories

API 1104 references on this page are to the 2021 edition; Addendum 1 (published 2026-09-03) is not incorporated.

ASME IX Article IV (QW-400 series) defines all welding data variables. The QW-250 series tables then classify each variable as essential, supplementary essential, or nonessential for each welding process. Understanding this classification is fundamental to managing procedure qualifications efficiently.

Essential variables (QW-251.2) are parameters that, if changed beyond the range qualified by the PQR, require re-qualification with a new test coupon. Examples include Metallo Base P-number, Metallo d'Apporto F-number, welding process, and Spessore range. These apply to every procedure regardless of the application.

Supplementary essential variables (QW-251.3) are parameters that become essential only when the referencing construction code requires impact testing. When impact testing is not required, these variables are treated as nonessential. This dual classification is unique to ASME IX — neither D1.1 nor API 1104 has an equivalent concept.

Nonessential variables (QW-251.4) can be changed in the WPS without re-qualification. The WPS must still document them, but changing them does not invalidate the PQR. Examples include joint design changes, stringer-to-weave bead changes, and Elettrodo diameter changes within a group.

Essential Variable Tables by Process

Select a welding process to view its variable classifications per the QW-250 series. Each table shows the most important variables that fabricators encounter during procedure qualification. The complete tables are in ASME BPVC IX Article IV.

Key Differences Between Processes

Sebbene molte variabili abbiano la stessa classificazione nei quattro processi di saldatura, alcune differenze importanti determinano come i fabbricanti gestiscono le qualifiche delle procedure:

Variabili del flusso SAW: Il SAW introduce tre variabili del materiale d’apporto assenti negli altri processi: classificazione flusso-filo (QW-404.9), tipo di flusso (QW-404.34) e scoria rifrantumata (QW-404.36). Sono tutte essenziali. Il cambio di marca del flusso (QW-404.35) è essenziale supplementare. Ciò riflette il ruolo del flusso nella composizione chimica del metallo saldato SAW.

Modo di trasferimento e gas GMAW/FCAW: La tabella QW-255 classifica il modo di trasferimento (QW-409.32) come variabile non essenziale della WPS. La WPS deve indicare almeno un modo fra cortocircuito, globulare, spray e spray pulsato. Il cambio del modo di trasferimento (QW-409.2) è una variabile essenziale del saldatore nella tabella QW-355. La composizione del gas di protezione (QW-408.2) è essenziale sia per GMAW sia per GTAW. Il limite di spessore del metallo saldato in cortocircuito (QW-404.32) è una variabile di prestazione del saldatore elencata nella tabella QW-355 ma assente dalla tabella QW-255; non è quindi una variabile essenziale della WPS. Se nel provino GMAW a bassa tensione e cortocircuito si depositano meno di 1/2 in. (13 mm), il saldatore è qualificato fino a 1.1 volte lo spessore depositato nella prova. Lo spessore del metallo saldato depositato per la procedura è regolato da QW-404.30 e il campo di spessore del metallo base da QW-403.8, entrambi con i limiti di QW-451.

Corrente e polarità GTAW: Nella tabella QW-256, il cambio di corrente o polarità (QW-409.4) non è essenziale per GTAW, come per SMAW e SAW. Anche gli inserti consumabili (QW-404.22) non sono essenziali. L’aggiunta o eliminazione del materiale d’apporto (QW-404.14) è essenziale. Il tipo di corrente (AC o DC) e la polarità (DCEN o DCEP) sono trattati separatamente come essenziali supplementari quando è richiesta la prova di tenacità, fatte salve le eccezioni P-No. riportate sotto.

Per GTAW, la tabella QW-256 classifica anche QW-409.30 come essenziale supplementare quando il codice, la norma o la specifica di riferimento richiede prove di tenacità. Comprende i passaggi tra AC e DC o tra DCEN e DCEP in entrambe le direzioni, ma non si applica a una WPS qualificata per metalli base dei P-Nos. 8, da 21 a 26 e da 41 a 49.

Apporto termico: L’aumento dell’apporto termico (QW-409.1) è essenziale supplementare per SMAW, SAW, GMAW/FCAW e GTAW secondo le tabelle da QW-253 a QW-256. Diventa pienamente essenziale solo quando il codice di costruzione di riferimento richiede prove d’impatto o tenacità.

Practical Implications for Fabricators

Understanding variable classifications directly impacts how many PQRs a shop must maintain. A fabricator working with SMAW on P-Number 1 carbon steels may need only a handful of PQRs to cover their typical work. The same shop adding SAW capability must also qualify the specific flux-wire combination, since changing flux type or adding recrushed slag requires a new PQR.

For shops performing impact-tested work (low-temperature vessels, cryogenic piping), the supplementary essential variables become the controlling factor. Heat input, Temperatura Interpass, and PWHT parameters that would normally be freely adjustable now lock the PQR to a specific range. A fabricator building ASME Section VIII vessels for both ambient and low-temperature service often maintains separate PQR sets for impact-tested and non-impact-tested applications.

"The most expensive essential variable change in a typical pressure vessel shop is not a P-number change — it is discovering at the last minute that the construction code requires impact testing, which retroactively promotes every supplementary essential variable to essential status and may invalidate existing PQRs that were qualified without impact test coupons."

— Field observation, pressure vessel fabrication practice

Related Standards Guides

• ASME Section IX — Qualifica di Saldatura Standard
• ASME IX P-Numbers — Base Metal Grouping
• ASME IX F-Numbers — Filler Metal Grouping
• PQR — Procedure Qualification Record Guide
• ASME IX vs D1.1 — Side-by-Side Comparison
• NDE Requisiti — D1.1 Clausola 8
• Post-Weld Heat Treatment (PWHT)
• WPS — Welding Procedure Specification