ASME BPVC · Section IX · QW-432

ASME IX F-Numbers — Zusatzwerkstoff Grouping for Schweißen Qualification

F-Nummern sind ASME Section IX Zusatzwerkstoffklassifizierungen, die Elektroden, Drähte und Stäbe nach ihren Gebrauchseigenschaften gruppieren. Sie bestimmen die Bereiche der Schweißerfertigkeitsprüfung und sind wesentliche Variablen für die Verfahrensprüfung, wodurch die Anzahl der separaten Qualifizierungen reduziert wird, die ein Hersteller für Zusatzwerkstoffprodukte aufrechterhalten muss.

Praktische Auswirkung: Ein Schweißer, der mit E7018 (F-Nummer 4) qualifiziert ist, ist auch für die Verwendung von E7016 qualifiziert, da beide die Gebrauchseigenschaften der F-Nummer 4 teilen. Ein Wechsel zu E6010 (F-Nummer 3) erfordert jedoch eine erneute Qualifizierung — die Handhabungseigenschaften sind grundlegend unterschiedlich, obwohl beide SMAW-Elektroden sind.

Was sind F-Nummern?

F-Nummern sind das Zusatzwerkstoffklassifizierungssystem in ASME Section IX, das Elektroden, Drähte und Stäbe nach ihrer Handhabung während des Schweißens — ihren Gebrauchseigenschaften — gruppiert. Das System ist in QW-432 von Section IX aufgeführt. Im Gegensatz zu P-Nummern, die Grundwerkstoffe nach Zusammensetzung und Schweißeignung gruppieren, gruppieren F-Nummern Zusatzwerkstoffe nach der erforderlichen Fertigkeit zu ihrer Verwendung.

Die Logik hinter der F-Nummern-Gruppierung ist, dass Zusatzwerkstoffe innerhalb derselben F-Nummer ähnlich genug zu handhaben sind, sodass ein Schweißer, der einen erfolgreich verwenden kann, jeden anderen in der Gruppe ohne zusätzliche Qualifizierungsprüfung verwenden kann. Eine E7018 und eine E7016 verwenden beide eine Niedrigwasserstoff-Beschichtung mit Eisenpulver, die ähnliche Lichtbogeneigenschaften, Schlackenverhalten und Abschmelzmuster erzeugt. Eine E6010 hingegen erzeugt einen tief eindringenden, kraftvollen Lichtbogen mit einer schnell erstarrenden Zellulose-Schlacke — ein völlig anderes Schweißerlebnis, das eine andere Technik erfordert.

F-Nummern gelten sowohl für die Verfahrensprüfung als auch für die Schweißerfertigkeitsprüfung. Eine Änderung der F-Nummer ist eine wesentliche Variable für beide. Dies bedeutet, dass ein neuer PQR für die Verfahrensprüfung und eine neue Testschweißung für die Schweißerqualifizierung erforderlich ist.

F-Nummern-Zuordnungen für Kohlenstoffstahl (SMAW)

F-Number 1 — E6020, E7020, E7027: High iron oxide electrodes with a fluid slag and high Abschmelzleistung. Primarily used in the flat and horizontal positions. The heavy, fluid slag makes these electrodes unsuitable for vertical or overhead welding. Less common in modern Fertigung but still used for certain flat-position production applications.
F-Number 2 — E6012, E6013, E6014, E7014: Rutile-type electrodes with a medium-penetration arc and easy slag removal. E6013 is the most common in this group. These electrodes are popular for general-purpose fabrication and sheet metal work. They produce a smooth, quiet arc with minimal Schweißspritzer but are not classified as Niedrigwasserstoff — they should not be used for Vorwärmung-critical or high-restraint applications under D1.1 or similar codes.
F-Number 3 — E6010, E6011: Cellulosic-covered electrodes with a deeply penetrating, forceful arc and fast-freezing slag. E6010 (DC only) and E6011 (AC/DC) are the Norm electrodes for pipeline root passes under API 1104 and for open-root groove welds in structural work. The aggressive arc requires specific Schweißer technique. These electrodes are NOT low-hydrogen — they produce the highest Diffusibler Wasserstoff levels of any SMAW Elektrode group.
F-Number 4 — E7015, E7016, E7018, E7048: Low-hydrogen electrodes (EXX15, EXX16, EXX18, EXX18M, EXX48). This is the most commonly specified F-number in pressure vessel and Stahlbaufertigung. E7018 is the dominant electrode in this group. Low-hydrogen characteristics are critical for avoiding hydrogen-assisted cracking in higher-carbon and alloy steels. D1.1 and ASME IX both impose storage Anforderungen (heated rod ovens) for these electrodes because moisture absorption degrades their low-hydrogen performance.

F-Nummern-Zuordnungen für Drähte (GMAW, GTAW, FCAW, SAW)

F-Number 6 — Kohlenstoffstahl Solid Wires: ER70S-2, ER70S-3, ER70S-6, and other carbon steel solid wires per AWS A5.18. Used in GMAW (MIG) and GTAW (TIG) processes. ER70S-6 is the most widely used GMAW wire in structural and pressure vessel fabrication. All F-Number 6 wires produce inherently low-hydrogen Schweiß deposits. A welder qualified with ER70S-6 (F-6) can also use ER70S-3 without re-qualification.
F-Number 6 — Carbon Steel Flux-Cored Wires: E71T-1, E71T-8, E71T-9, and other carbon steel flux-cored wires per AWS A5.20. FCAW wires are widely used in structural fabrication for higher deposition rates than SMAW. E71T-1 (gas-shielded) and E71T-8 (self-shielded) are the most common. Despite sharing an F-number, gas-shielded and self-shielded FCAW wires require different equipment and technique. The F-number grouping reflects the similar wire-feeding and arc characteristics within the FCAW process family.
F-Number 22 and F-Number 23 — Aluminum Alloy Filler Metals: Aluminum GTAW/GMAW wires per AWS A5.10, split across F-Numbers by chemistry. F-No. 22 (Al-Mg 5xxx wires): ER5356, ER5183, ER5556. F-No. 23 (Al-Si 4xxx wires): ER4043, ER4047, ER4643. F-Numbers 21, 22, 23, 25, and 26 cover all aluminum filler metals in Tabelle QW-432 (there is no F-24). ER4043 (F-23) is the most widely used wire for 6xxx-series base metals. ER5356 (F-22) is preferred for 5xxx-series alloys and higher-Festigkeit applications.
F-Number 43 — Nickel Alloy Filler Metals: ERNiCr-3, ENiCrFe-2, ENiCrFe-3, and other nickel-based filler metals per AWS A5.14 and A5.11. F-Numbers 41 through 45 cover nickel and nickel alloy filler metals in Table QW-432. Used for Artfremder Werkstoff joints, overlay welding, and high-Temperatur service. Common in power generation and petrochemical applications where carbon steel transitions to Edelstahl or where high-temperature corrosion resistance is required.
F-Number 6 — Austenitischer Edelstahl Solid Wires: ER308L, ER309L, ER316L, and other 300-series stainless steel wires per AWS A5.9. Stainless steel bare wires Teilen F-Number 6 with carbon steel solid wires in Table QW-432. ER308L is the most common for 304 stainless steel, ER316L for 316 stainless steel, and ER309L for dissimilar joints between carbon steel and stainless steel. Note that F-Number 6 covers both carbon steel and stainless steel solid wires. For Schweißerfertigkeitsprüfung, QW-433 permits interchangeability (ER70S-6 ↔ ER308L) within the same F-Number. However, Verfahrensprüfung (WPS/PQR) requires separate qualification: ER70S-6 is A-No. 1 weld-metal chemistry (Mild Steel, C-Mn-Si) while ER308L is A-No. 8 (Chromium-Nickel, 21Cr-10Ni) — an A-Number change is essential per QW-404.5. Plus the base-metal P-Number combination (P-1 carbon steel to P-8 stainless) must itself be qualified per QW-424.

A-Nummern (Schweißgutklassifizierung)

Während F-Nummern Zusatzwerkstoffe nach Gebrauchstauglichkeit klassifizieren, klassifizieren A-Nummern das abgeschiedene Schweißgut nach chemischer Zusammensetzung. A-Nummern sind in QW-442 von ASME IX aufgeführt. Sowohl F-Nummer als auch A-Nummer sind unabhängige wesentliche Variablen für die Verfahrensprüfung. A-Nummer 1 deckt Kohlenstoffstahl-Schweißgut ab, A-Nummer 2 deckt Kohlenstoff-Molybdän-Abscheidungen ab, A-Nummer 4 deckt Chrom-Molybdän-Abscheidungen ab und A-Nummer 8 deckt austenitische Edelstahl-Abscheidungen ab.

Die Unterscheidung ist wichtig, da zwei Zusatzwerkstoffe mit derselben F-Nummer unterschiedliche A-Nummern-Abscheidungen erzeugen können. Die F-Nummer bestimmt die Schweißerqualifizierung, während die A-Nummer bestimmt, ob die Schweißguteigenschaften den Anwendungsanforderungen entsprechen. Eine vollständige Verfahrensprüfung bewertet beide Klassifizierungen.

Wie sich F-Nummern zu den D1.1 Zusatzwerkstoffregeln verhalten

D1.1 does not use F-numbers. Instead, D1.1 specifies acceptable filler metals through Table 5.7 (now split into process-specific tables in the 2025 edition), which lists approved electrode/wire classifications for each Grundwerkstoffgruppe. D1.1 treats each AWS classification as a separate Wesentliche Variable — changing from E7018 to E71T-1 requires re-qualification even though both produce 70 ksi Schweißgut. This is more restrictive than the ASME IX approach where the F-number grouping may allow changes within a group.

Hersteller, die sowohl unter D1.1 als auch unter ASME IX arbeiten, sollten separate Qualifizierungsdokumentationen führen. Ein Verfahren, das unter D1.1 mit E7018 qualifiziert wurde, qualifiziert nicht automatisch unter ASME IX, und eine ASME IX F-Nummer 4 Qualifizierung erfüllt nicht die D1.1-Anforderungen für die Genehmigung spezifischer Elektrodenklassifizierungen.

Aspect	ASME IX F-Numbers	D1.1 Table 5.7 / A5.x	CSA W48
Grouping basis	Usability characteristics	AWS A5.x classification	CSA designation
E7018 group	F-No. 4 (low-hydrogen)	A5.1 (Table 5.7 Group I–II)	E49018
ER70S-6 group	F-No. 6	A5.18 (Table 5.7 Group I–II)	ER49S-6
E71T-1 group	F-No. 6	A5.20 (Table 5.7 Group I–II)	E49XT-1
Cross-qualification	Within same F-number	Per specific classification	Per W48 classification
Interchangeable?	No — D1.1 and ASME IX use different filler metal grouping systems

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Häufig gestellte Fragen

Was sind F-Nummern beim Schweißen?

F-Nummern sind ASME Section IX Zusatzwerkstoff-Gruppierungen, die Elektroden, Drähte und Stäbe nach Gebrauchseigenschaften klassifizieren. Zusatzwerkstoffe innerhalb derselben F-Nummer verhalten sich beim Schweißen ähnlich, was bedeutet, dass ein Schweißer, der mit einem Zusatzwerkstoff in der Gruppe qualifiziert ist, für alle Zusatzwerkstoffe in dieser Gruppe qualifiziert ist. F-Nummer 4 deckt Niedrigwasserstoff-SMAW-Elektroden (E7018, E7016) ab, F-Nummer 6 deckt Kohlenstoffstahl-GMAW-/GTAW-Drähte (ER70S-6, ER70S-3) sowie Kohlenstoffstahl-Fülldrähte (E71T-1, E71T-8) ab. Eine Änderung der F-Nummer ist eine wesentliche Variable sowohl für die Verfahrens- als auch für die Schweißerprüfung.

Was ist der Unterschied zwischen F-Nummern und A-Nummern?

F-Nummern klassifizieren Zusatzwerkstoffe nach Gebrauchstauglichkeit (wie sie sich beim Schweißen verhalten), während A-Nummern das abgeschiedene Schweißgut nach chemischer Zusammensetzung klassifizieren. F-Nummern beeinflussen die Schweißerqualifizierung, da sie die für die Verwendung des Zusatzwerkstoffs erforderliche Fertigkeit widerspiegeln. A-Nummern beeinflussen die Verfahrensprüfung, da sie die mechanischen und chemischen Eigenschaften der fertigen Schweißung widerspiegeln. Zum Beispiel ist E7018 F-Nummer 4 (Niedrigwasserstoff-Gebrauchstauglichkeit) und A-Nummer 1 (Kohlenstoffstahl-Schweißgut). Sowohl F-Nummern- als auch A-Nummern-Änderungen sind wesentliche Variablen, dienen aber unterschiedlichen Zwecken im Qualifizierungsrahmen.

Welche F-Nummer hat E7018?

E7018 ist in ASME Section IX als F-Nummer 4 klassifiziert. F-Nummer 4 deckt Niedrigwasserstoff-SMAW-Elektroden (EXX15, EXX16, EXX18, EXX48) ab, einschließlich E7018, E7016, E7015 und E7048. Alle F-Nummer 4 Elektroden teilen Niedrigwasserstoff-Eigenschaften und ähnliche Gebrauchstauglichkeit. Ein Schweißer, der mit E7018 (F-4) qualifiziert ist, ist auch für die Verwendung von E7016 qualifiziert, da sie dieselbe F-Nummer teilen. Ein Wechsel zu E6010 (F-Nummer 3) oder E6013 (F-Nummer 2) erfordert jedoch eine erneute Qualifizierung, da dies andere F-Nummern sind.

Welche F-Nummer hat ER70S-6?

ER70S-6 ist in ASME Section IX als F-Nummer 6 klassifiziert. F-Nummer 6 deckt Kohlenstoffstahl-Massivdrähte ab, die in GMAW- und GTAW-Prozessen verwendet werden, einschließlich ER70S-2, ER70S-3 und ER70S-6. Alle F-Nummer 6 Drähte sind Kohlenstoffstahl-Massivdrähte mit ähnlichen Handhabungseigenschaften. Ein Schweißer, der mit ER70S-6 (F-6) qualifiziert ist, kann auch ER70S-3 ohne erneute Qualifizierung verwenden. Ein Wechsel zu einem Fülldraht wie E71T-1 ändert jedoch die F-Nummer nicht (beide sind F-6), aber die WPS muss weiterhin die unterschiedlichen Prozessparameter berücksichtigen.

Erfordert eine Änderung der F-Nummer einen neuen PQR?

Ja. Eine Änderung der F-Nummer ist eine wesentliche Variable sowohl für die Verfahrensprüfung als auch für die Schweißerprüfung in ASME Section IX. Ein Verfahren, das mit F-Nummer 4 (E7018) qualifiziert wurde, qualifiziert nicht für F-Nummer 6 (ER70S-6). Ein Schweißer, der mit F-Nummer 6 (GMAW-Draht) qualifiziert ist, qualifiziert nicht für F-Nummer 4 (SMAW-Elektrode). Jede F-Nummern-Änderung erfordert einen neuen PQR für die Verfahrensprüfung und eine neue Testschweißung für die Schweißerprüfung. Die A-Nummer (Schweißgut-Zusammensetzung) muss ebenfalls berücksichtigt werden — sowohl F-Nummer als auch A-Nummer sind unabhängige wesentliche Variablen.