AWS D1.3 — Code de Soudage de Construction for Sheet Steel
L'AWS D1.3 est le code de soudage structurel pour la tôle d'acier et les éléments formés à froid de 3/16 pouce (5 mm) ou moins. Il couvre cinq procédés à l'arc — Soudage MIG/MAG, Soudage à l'Arc avec Fil Fourré, Soudage à l'Arc avec Électrode Enrobée, Soudage TIG (GTAW) et Soudage à l'Arc sous Flux — pour les assemblages de faible Épaisseur dans les systèmes de construction métallique légère et les charpentes en acier formé à froid.
Transfert par court-circuit autorisé : D1.3 autorise explicitement le transfert par court-circuit en Soudage MIG/MAG pour toutes les applications de tôle d'acier. C'est la différence de procédé la plus significative par rapport à D1.1, qui exclut le Soudage MIG/MAG-S des DMOS préqualifiés.
Qu'est-ce que l'AWS D1.3 ?
L'AWS D1.3 régit le soudage structurel de la tôle d'acier de moins de 3/16 pouce (5 mm) d'Épaisseur. Il aborde les défis uniques des matériaux minces : prévention de l'Effondrement, contrôle de la Déformation et assemblages tôle-structure. D1.3 autorise explicitement le transfert par court-circuit en Soudage MIG/MAG (Soudage MIG/MAG-S), que D1.1 ne préqualifie pas.
AWS D1.3/D1.3M — Code de Soudage Structurel — Tôle d'Acier — couvre les exigences de Soudage à l'Arc pour la tôle d'acier structurelle et les éléments formés à froid où la partie connectée la plus mince est de 3/16 pouce (5 mm) ou moins. Le code s'applique à la tôle d'acier avec une limite d'élasticité minimale spécifiée allant jusqu'à 80 ksi (550 MPa), y compris l'acier nu et galvanisé. D1.3 couvre également les profilés creux structurels (HSS) avec une Épaisseur de paroi inférieure à 1/8 pouce (3 mm). Il s'applique à la tôle d'acier utilisée dans les systèmes de construction métallique légère, les charpentes en acier formé à froid, les fixations de platelage métallique, les supports de mur-rideau et les applications structurelles similaires où les matériaux minces régissent la Conception de joint.
Le code aborde les défis uniques du soudage de la tôle d'acier mince. Contrairement à la tôle structurelle couverte par D1.1, la tôle d'acier est susceptible à l'Effondrement dû à une Énergie de Soudage excessive, à une Déformation sévère due aux contraintes résiduelles induites par le Soudage, et à la fusion des bords de la tôle qui réduit la Gorge utile. Les paramètres de Soudage, les conceptions de joint et les Critères d'acceptation de D1.3 sont spécifiquement calibrés pour le comportement des matériaux minces plutôt que de simplement réduire les exigences de D1.1.
D1.3 établit la limite entre le soudage de la tôle d'acier et de l'Acier de construction à 3/16 pouce (5 mm), ce qui correspond à environ la jauge 7. Les matériaux plus épais que cette limite relèvent de D1.1 pour les applications structurelles générales ou de D1.8 (qui complète D1.1) pour les applications sismiques. Lorsqu'un élément en tôle d'acier est soudé à un élément structurel dépassant 3/16 pouce, l'Annexe A normative fournit une référence croisée Article par Article régissant quel code s'applique à chaque aspect du joint.
Procédés de Soudage selon D1.3
D1.3 couvre cinq Procédés de Soudage à l'Arc : Soudage MIG/MAG (y compris le transfert par court-circuit), Soudage à l'Arc avec Fil Fourré, Soudage à l'Arc avec Électrode Enrobée, Soudage TIG (GTAW) et Soudage à l'Arc sous Flux. Le transfert par court-circuit en Soudage MIG/MAG est le principal Procédé de Soudage de production pour la tôle d'acier car il offre un contrôle précis de l'Énergie de Soudage à de faibles ampérages, réduisant le risque d'Effondrement sur les matériaux minces.
D1.3 autorise cinq Procédés de Soudage à l'Arc. La portée est explicitement limitée au Soudage à l'Arc — les cinq procédés utilisent un arc électrique entre l'Électrode et la pièce à souder pour créer la soudure.
- Soudage MIG/MAG (Soudage à l'Arc avec Gaz Métal)
- The primary process for production sheet steel Soudage. 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 Effondrement risk. This is a critical distinction from D1.1, which does not prequalify GMAW-S procedures. Transfert par pulvérisation 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.
- Soudage à l'Arc avec Fil Fourré (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 Gaz de protection, 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 Propriétés mécaniques but requires wind protection per the same limit as GMAW.
- Soudage à l'Arc avec Électrode Enrobée (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 Réparation and small-volume work where setting up wire feed equipment is impractical.
- Soudage TIG (GTAW) (Soudage à l'Arc au Tungstène avec Gaz)
- 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.
- Soudage à l'Arc sous Flux (SAW)
- Permitted under D1.3 for sheet steel applications where the material Épaisseur 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 Préqualifié joint configurations require qualification by Essai under Article 6.
DMOS Préqualifié et Qualification de Mode Opératoire
La Article 5 D1.3 fournit des options de DMOS préqualifiés pour les joints courants en tôle d'acier. Les détails de joint préqualifiés, les Métaux d'Apport et les paramètres de Soudage sont spécifiés pour les assemblages tôle-tôle et tôle-structure. Les DMOS qui ne respectent pas les limites préqualifiées nécessitent une Qualification par Essai.
D1.3 fournit une voie de DMOS préqualifié sous la Article 5, similaire dans son concept au système préqualifié de D1.1. Les DMOS utilisant le Soudage à l'Arc avec Électrode Enrobée, le Soudage MIG/MAG, le Soudage à l'Arc avec Fil Fourré ou le Soudage TIG (GTAW) avec des configurations de joint spécifiques listées dans le Tableau 5.1 sont désignés comme préqualifiés et peuvent être utilisés sans Essai de qualification. Ces joints préqualifiés incluent les joints bout à bout à gorge carrée, les Soudures d'Angle, les soudures à gorge évasée, et les configurations de soudure par point à l'arc et de Soudure en continu à l'arc — les Types de joint les plus couramment utilisés dans la construction en tôle d'acier.
Les procédures qui ne respectent pas les configurations de joint préqualifiées, utilisent des paramètres au-delà des plages préqualifiées, ou utilisent le Soudage à l'Arc sous Flux nécessitent une Qualification par Essai selon la Article 6. Les variables essentielles pour la requalification de procédure sont définies dans le Tableau 6.2 et couvrent les modifications du Procédé de Soudage, du Métal d'Apport, du Métal de Base, de la position et des paramètres de Soudage clés.
Exigences Environnementales et Thermiques
D1.3 n'exige généralement pas de Préchauffage pour les Épaisseurs de tôle d'acier. Le matériau mince chauffe et refroidit rapidement, et la principale préoccupation est de contrôler l'Énergie de Soudage pour éviter l'Effondrement et la Déformation plutôt que de prévenir la Fissuration par hydrogène. Les limites de Température entre Passes peuvent s'appliquer lorsqu'elles sont spécifiées.
D1.3 n'inclut pas de Tableau de Préchauffage dédié pour les assemblages tôle-tôle car la tôle d'acier mince a un faible Équivalent Carbone, une dissipation thermique rapide qui empêche l'accumulation d'hydrogène, et une contrainte Minimale par rapport aux éléments structurels épais. Ces caractéristiques rendent la Fissuration Induite par l'Hydrogène extrêmement improbable dans les assemblages tôle-tôle.
Le Soudage est interdit lorsque la Température de l'air ambiant est inférieure à 0°F (−18°C), lorsque le Métal de Base est exposé à l'humidité (pluie, neige), ou — pour le Soudage MIG/MAG, le Soudage à l'Arc avec Fil Fourré-G et le Soudage TIG (GTAW) — lorsque le vent dépasse 5 mph (8 kph) sans protection adéquate. Le Soudage par temps froid nécessite des ajustements de paramètres selon la Article 7.4 pour les soudures par point à l'arc, les Soudures en continu à l'arc et les soudures par bouchon à l'arc.
Pour les assemblages d'Épaisseur mixte où la tôle d'acier est soudée à des éléments structurels plus épais que 3/16 pouce, le côté de l'élément structurel doit recevoir le Préchauffage spécifié par D1.1 en fonction de sa propre Catégorie de matériau, de son niveau d'hydrogène et de son Épaisseur. L'édition 2025 (7e) a ajouté la Article 7.5 pour codifier formellement ces exigences de Préchauffage du Métal de Base et de Température entre Passes pour le soudage de la tôle d'acier à l'Acier de construction, différenciant les soudures à gorge et les Soudures d'Angle des soudures par point, des Soudures en continu et des soudures par bouchon. Auparavant, cela était régi par la matrice de référence croisée normative de l'Annexe A.
Assemblages Tôle-Structure
L'Annexe A (normative) de D1.3 couvre le soudage de la tôle d'acier aux éléments structurels régis par D1.1. Lorsque la tôle d'acier est fixée à l'Acier de construction, les exigences de D1.3 et de D1.1 s'appliquent. L'exigence de Préchauffage suit le Tableau 5.11 de D1.1 en fonction de l'Épaisseur de l'élément structurel, et non de l'Épaisseur de la tôle d'acier.
L'un des aspects les plus importants de D1.3 est son traitement des assemblages entre les éléments en tôle d'acier et les éléments en Acier de construction. Ces joints d'Épaisseur mixte sont courants dans la construction métallique où des pannes, des lisses ou des panneaux de platelage de faible Épaisseur sont fixés à des charpentes, des poteaux ou des poutres en Acier de construction.
Les assemblages mixtes sont régis par l'Annexe A normative, qui fournit un Tableau de référence croisée Article par Article (Tableau A.1) spécifiant si les exigences de D1.3 ou de D1.1 s'appliquent à chaque aspect du joint. Les voies de DMOS préqualifiés ne s'appliquent pas aux assemblages mixtes tôle-structure — les deux codes exigent des Essais de qualification selon la Article 6 pour ces joints. La Dimension de soudure sur un assemblage tôle-structure est limitée par l'Épaisseur de la tôle d'acier pour éviter l'Effondrement. Pour les Soudures d'Angle, la Dimension de Soudure d'Angle Maximale est généralement l'Épaisseur de l'élément en tôle d'acier.
Lorsque l'élément structurel nécessite un Préchauffage, une Qualification de soudeur selon D1.1, ou une compatibilité spécifique du Métal d'Apport, ces exigences s'appliquent au côté de l'élément structurel du joint selon l'Annexe A.
Comparaison de D1.3 avec d'autres Codes Structurels AWS
D1.3 régit la tôle d'acier de moins de 3/16 pouce ; D1.1 régit l'Acier de construction de 1/8 pouce et plus. D1.3 autorise le transfert par court-circuit en Soudage MIG/MAG comme Procédé de Soudage préqualifié ; D1.1 exige une Qualification selon la Article 6 pour le Soudage MIG/MAG-S. D1.3 n'exige généralement pas de Préchauffage ; D1.1 exige une consultation du Tableau 5.11. Les deux partagent le même cadre D1.x.
D1.3 vs D1.1 (Acier de Construction)
D1.1 covers Acier de construction thicker than 3/16 inch, while D1.3 covers sheet steel at or below that threshold. D1.1 focuses on preventing Fissuration Induite par l'Hydrogène through preheat Exigences (Table 5.11), controlling residual stress in thick sections, and ensuring adequate notch toughness. D1.3 focuses on preventing burn-through, controlling Déformation, and qualifying arc spot and arc Soudure en continu configurations that D1.1 does not cover. Both codes provide DMOS préqualifié 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 vs D1.8 (Supplément Sismique)
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 Soudure Critique en Demande requirements do not apply to sheet steel connections unless specifically invoked by the engineer.
D1.3 vs D1.4 (Acier d'Armature)
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 |
Inspection et Critères d'Acceptation
Les exigences d'Inspection de D1.3 tiennent compte des caractéristiques des matériaux minces. Les Critères d'acceptation visuelle traitent des discontinuités spécifiques à la tôle d'acier, y compris l'Effondrement, la fusion des bords et le Manque d'épaisseur. Le contrôle radiographique et le Contrôle par ultrasons sont moins courants pour les applications de tôle d'acier en raison de la faible Épaisseur.
Les Critères d'acceptation de D1.3 sont adaptés aux défis de l'Examen Visuel des soudures de matériaux minces. Les soudures de tôle d'acier sont difficiles à inspecter visuellement car la Zone Affectée Thermiquement est étroite, les Profils de soudure sont petits et l'Effondrement peut être dissimulé par la configuration du joint. La Norme définit les Critères d'acceptation pour la Dimension de Soudure d'Angle, la profondeur de Caniveau, la Porosité, le Manque de fusion et le Profil de soudure qui sont spécifiques au comportement des matériaux minces.
Les soudures par point à l'arc et les Soudures en continu à l'arc ont leurs propres Critères d'acceptation basés sur l'apparence visuelle et, pour la qualification, des essais de pelage et des essais de cisaillement sur des coupons d'échantillon. La qualité de production pour ces configurations est Vérifiée par Examen Visuel et Essai destructif à des fréquences spécifiées.
Guides des Normes Associées
Questions Fréquemment Posées
L'AWS D1.3 couvre le soudage structurel de la tôle d'acier et des éléments formés à froid d'une Épaisseur de 3/16 pouce (5 mm) ou moins. Cela correspond à environ l'acier de jauge 7 et plus mince. D1.3 couvre également les profilés creux structurels (HSS) avec une Épaisseur de paroi inférieure à 1/8 pouce (3 mm). Les matériaux avec une limite d'élasticité minimale spécifiée allant jusqu'à 80 ksi (550 MPa) sont dans le champ d'application. Les matériaux plus épais que 3/16 pouce relèvent de l'AWS D1.1 pour l'Acier de construction ou de D1.8 pour les applications sismiques.
L'AWS D1.3 autorise cinq Procédés de Soudage à l'Arc : Soudage à l'Arc avec Électrode Enrobée (Soudage à l'Arc avec Électrode Enrobée), Soudage MIG/MAG (Soudage à l'Arc avec Gaz Métal), Soudage à l'Arc avec Fil Fourré (FCAW), Soudage TIG (GTAW) (Soudage à l'Arc au Tungstène avec Gaz) et Soudage à l'Arc sous Flux (SAW). Le Soudage MIG/MAG avec transfert par court-circuit est le Procédé de Soudage le plus courant pour la tôle d'acier car il fournit la faible Énergie de Soudage nécessaire pour éviter l'Effondrement sur les matériaux minces. D1.3 autorise explicitement le transfert par court-circuit en Soudage MIG/MAG, que D1.1 exclut des DMOS préqualifiés.
D1.3 n'inclut pas de Tableau de Préchauffage dédié pour les assemblages tôle-tôle car la tôle d'acier mince dissipe rapidement la chaleur et est généralement à faible teneur en carbone, ce qui rend la Fissuration par hydrogène improbable. Le Soudage est interdit en dessous de 0 degré Fahrenheit (-18 degrés Celsius) ou lorsque le Métal de Base est exposé à l'humidité. Pour les assemblages d'Épaisseur mixte où la tôle d'acier est soudée à des éléments structurels plus épais que 3/16 pouce, la Article 7.5 (ajoutée dans l'édition 2025) codifie les exigences de Préchauffage du Métal de Base et de Température entre Passes, exigeant que le côté de l'élément structurel reçoive le Préchauffage spécifié par D1.1.
L'AWS D1.1 couvre l'Acier de construction plus épais que 3/16 pouce tandis que D1.3 couvre la tôle d'acier de 3/16 pouce et plus mince. D1.1 traite de la Fissuration par hydrogène par des Tableaux de Préchauffage (Tableau 5.11), tandis que D1.3 se concentre sur la prévention de l'Effondrement et le contrôle de la Déformation. Les deux codes fournissent des options de DMOS préqualifiés dans leurs sections respectives de la Article 5. D1.3 autorise explicitement le transfert par court-circuit en Soudage MIG/MAG, que D1.1 exclut des DMOS préqualifiés. D1.3 couvre également les configurations de soudure par point à l'arc et de Soudure en continu à l'arc non abordées dans D1.1.
Les assemblages mixtes entre la tôle d'acier et l'Acier de construction sont régis par l'Annexe A normative de D1.3, qui fournit une matrice de référence croisée Article par Article spécifiant si les exigences de D1.3 ou de D1.1 s'appliquent à chaque aspect du joint. D1.3 régit le côté tôle d'acier tandis que D1.1 s'applique au côté de l'élément structurel. Les voies de DMOS préqualifiés ne s'appliquent pas aux assemblages mixtes tôle-structure — les deux codes exigent des Essais de qualification selon la Article 6 pour ces joints.