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शील्डिंग गैस GMAW के लिए एक आवश्यक चर है

AWS D1.1:2025 तालिका 6.6 GMAW, FCAW-G, और GMAW-S के लिए शील्डिंग गैस संरचना और प्रवाह दर को आवश्यक चर के रूप में सूचीबद्ध करती है। तालिका 5.5 पूर्व-योग्य WPSs के लिए समान स्थिति रखती है। सीधे शब्दों में कहें, यदि उत्पादन तल पर गैस WPS पर गैस नहीं है, तो WPS अब वैध नहीं है — और पूर्व-योग्य प्रक्रियाओं के लिए, पूर्व-योग्यता खो जाती है।

परिणाम खंड 6.8.1 से प्रवाहित होते हैं: SMAW, SAW, GMAW, GTAW, और FCAW के लिए PQR आवश्यक चरों की सीमाओं से परे परिवर्तन जो तालिका 6.6 में दिखाए गए हैं, WPS के पुनः योग्यता की आवश्यकता होती है। इसका मतलब है एक नया टेस्ट कूपन, नया विनाशकारी परीक्षण, और एक नया प्रक्रिया योग्यता अभिलेख। गैस संरचना के लिए कोई “मामूली विचलन” खंड नहीं है।

A5.28 में ER80S-D2 / ER90S-D2 अपवाद

AWS A5.28 खंड 3.2 सख्त है: एक वर्गीकरण के तहत वर्गीकृत इलेक्ट्रोड और रॉड को विनिर्देश में किसी अन्य वर्गीकरण के तहत वर्गीकृत नहीं किया जाएगा — एक अपवाद के साथ। ER80S-D2 को ER90S-D2 के रूप में भी वर्गीकृत किया जा सकता है बशर्ते उत्पाद दोनों वर्गीकरणों की आवश्यकताओं को पूरा करता हो। यदि निर्माता यह प्रदर्शित करता है कि यह 80 ksi और 90 ksi न्यूनतम तन्यता परीक्षण दोनों पास करता है, तो उसी भौतिक तार को किसी भी तरह से लेबल किया जा सकता है।

यह सामान्य कार्यशाला के दावे के पीछे का सत्य है कि गैस “ER80 को ER90 में बदल सकती है।” ऐसा नहीं होता है — तार एक तार है, और इसका वर्गीकरण A5.28 परीक्षण प्रोटोकॉल के माध्यम से अर्जित किया जाता है। लेकिन इस एक दोहरे-वर्गीकृत तार के लिए, निर्माता उसी स्पूल को शॉप A को ER80S-D2 के रूप में और शॉप B को ER90S-D2 के रूप में भेज सकता है। यदि शॉप A और शॉप B इसे उसी Ar/2% O2 गैस पर चलाते हैं जिस पर तार का परीक्षण किया गया था, तो दोनों वर्गीकरण मान्य रहते हैं। यदि कोई भी शॉप एक अलग गैस पर स्विच करती है, तो वास्तविक जमा किए गए वेल्ड गुण अब A5.28 द्वारा मापे गए नहीं होते हैं, और उस कार्य के लिए वर्गीकरण परिचालन रूप से अर्थहीन हो जाता है।

कोई अन्य ER80 और ER90 जोड़ी इस अपवाद का आनंद नहीं लेती है। ER80S-B2 और ER90S-B3 अलग-अलग क्रोमियम और मोलिब्डेनम सामग्री वाले अलग-अलग तार हैं। ER80S-Ni1, ER80S-Ni2, और ER80S-Ni3 निकल सामग्री में भिन्न होते हैं और आपस में भी विनिमेय नहीं होते हैं। अपवाद संकीर्ण है।

Clause 5.6.4 — The Four Compliance Paths for Prequalified Shielding Gas

AWS D1.1:2025 खंड 5.6.4 यह नियंत्रित करता है कि पूर्व-योग्य GMAW या FCAW-G WPS पर कौन सी शील्डिंग गैसों का उपयोग किया जा सकता है। खंड चार स्वतंत्र मार्ग प्रदान करता है, और उत्पादन गैस को उनमें से कम से कम एक को संतुष्ट करना चाहिए:

1. (1) Match the A5 classification gas. The production shielding gas shall be the gas used for इलेक्ट्रोड classification under the applicable AWS A5 विनिर्देश — 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 भराव धातु manufacturer or the gas producer. Tests must cover mechanical properties, chemical composition, NDT आवश्यकताएँ, and any supplemental designators such as विसरणशील हाइड्रोजन.

यदि कोई मार्ग लागू नहीं होता है, तो पूर्व-योग्यता खो जाती है और WPS को एक नए प्रक्रिया योग्यता अभिलेख के साथ खंड 6 के तहत योग्य होना चाहिए। मार्ग स्वतंत्र हैं लेकिन अनुमेय नहीं हैं — उत्पादन तल के लिए जो सबसे सुविधाजनक है उसे चुनना सही है, लेकिन दस्तावेज़ को यह दिखाना चाहिए कि कौन सा मार्ग चुना गया था और गैस उसे कैसे पूरा करती है।

Oxygen Equivalent (OE) — The 2025 Formula

ऑक्सीजन समतुल्य अवधारणा को मिश्रित गैसों के लिए ऑक्सीकरण क्षमता को चिह्नित करने के तरीके के रूप में 2025 संस्करण में D1.1 में जोड़ा गया था। खंड 5.6.4(2) के अनुसार:

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

AWS D1.1:2025 Clause 5.6.4(2)

कार्बन डाइऑक्साइड पर गुणांक 0.5 यह दर्शाता है कि CO2 चाप तापमान पर मुक्त O2 की ऑक्सीकरण क्षमता का लगभग आधा योगदान देता है। कुछ परिकलित मान:

• 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:

ER70S-G को जानबूझकर बाहर रखा गया है क्योंकि G प्रत्यय एक निर्माता-निर्दिष्ट संरचना है जिसमें कोई आवश्यक गैस नहीं है। E70C मेटल-कोरेड इलेक्ट्रोड अपने सॉलिड-वायर समकक्षों के स्प्रे-ट्रांसफर व्यवहार को साझा करते हैं और उसी पूर्व-योग्य गैस मेनू का पालन करते हैं। इन तीन बैंडों के बाहर किसी भी गैस के लिए अन्य खंड 5.6.4 अनुपालन मार्गों में से एक की आवश्यकता होती है।

Table 6.6 — When a Gas Change Forces Requalification

खंड 6 के तहत योग्य प्रक्रियाओं के लिए (खंड 5 के तहत पूर्व-योग्य होने के बजाय), तालिका 6.6 GMAW आवश्यक चरों को परिभाषित करती है। शील्डिंग गैस के लिए मुख्य नियम:

• 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.

तालिका 6.6 आवश्यक चर नियम खंड 5.5.2 (संहिता अनुमोदित प्रक्रियाएं) के अनुसार GMAW-S तक भी विस्तारित होता है — Cl. 5.5.1 GMAW-S को पूर्व-योग्यता से बाहर करता है, और Cl. 5.5.2 फिर GMAW-S WPSs को खंड 6 के तहत तालिका 6.6 आवश्यक चरों के साथ योग्य होने की आवश्यकता होती है। प्रत्येक GMAW-S WPS को एक प्रक्रिया योग्यता अभिलेख की आवश्यकता होती है — तालिका 6.6 से शील्डिंग गैस नियम समान रूप से लागू होते हैं।

The “Retro-active PQR” Fix

जब कोई दुकान मध्य-कार्य में पाती है कि उत्पादन शील्डिंग गैस किसी भी खंड 5.6.4 मार्ग को संतुष्ट नहीं करती है — या गैस योग्य प्रक्रिया योग्यता अभिलेख से भिन्न है और तालिका 6.6 सीमाओं से अधिक है — तो मानक सुधारात्मक कार्रवाई एक पूर्वव्यापी प्रक्रिया योग्यता अभिलेख है, जो खंड 6 योग्यता प्रावधानों से प्राप्त होती है। विशिष्ट कार्यशाला-अभ्यास अनुक्रम:

1. Stop production वेल्डिंग 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, मोटाई, and test-specimen requirements.
3. Destructive-test the coupon per Clause 6 स्वीकृति criteria: tensile, bend, macro-etch, and where CVN परीक्षण 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.

पूर्वव्यापी प्रक्रिया योग्यता अभिलेख एक मानक कार्यशाला अभ्यास है क्योंकि शील्डिंग गैस का बहाव आम है — एक आपूर्तिकर्ता परिवर्तन, एक सिलेंडर स्वैप, या एक उपकरण रेट्रोफिट एक विचलन पेश कर सकता है जिसे कोई भी तब तक नहीं पकड़ता जब तक कि निरीक्षक गैस विश्लेषण प्रमाण पत्र के साथ WPS को देखने के लिए नहीं कहता। पूर्वव्यापी प्रक्रिया योग्यता अभिलेख पिछले वेल्ड को दंडित नहीं करता है; यह वर्तमान उत्पादन मापदंडों को वैध बनाता है और एक अनुपालनशील कागजी निशान को फिर से स्थापित करता है।

Cross-मानक Note — ASME IX and API 1104

अन्य गैस-शील्ड वेल्डिंग संहिताएं शील्डिंग गैस को समान रूप से मानती हैं। ASME खंड IX शील्डिंग गैस परिवर्तनों को QW-408 चर परिवार के तहत समूहित करता है: QW-408.2(a) शील्डिंग गैस के जोड़ या चूक को कवर करता है, और QW-408.2(b) शील्डिंग गैस संरचना में परिवर्तन को कवर करता है। दोनों को एक अलग प्रक्रिया योग्यता की आवश्यकता होती है — एक अपवाद के साथ जो D1.1 के समानांतर है। SFA-5.18, SFA-5.20, SFA-5.28, या SFA-5.29 के लिए वर्गीकृत इलेक्ट्रोड जिनमें एक OE पदनाम शामिल है (उदाहरण के लिए, ER70S-6 OE 50/4) को एक अलग योग्यता की आवश्यकता नहीं होती है जब शील्डिंग गैस OE वर्गीकरण सीमा के भीतर हो। ASME IX D1.1:2025 के समान सूत्र का उपयोग करता है: ऑक्सीजन समतुल्य = % ऑक्सीजन + (0.5 × % कार्बन डाइऑक्साइड)। दोनों संहिताएं OE तंत्र पर सामंजस्य स्थापित करती हैं।

API 1104:2021 खंड 5.4.2.7 तीन अलग-अलग शील्डिंग गैस आवश्यक चरों को निर्दिष्ट करता है: (a) AWS A5.32 के अनुसार शील्डिंग गैस वर्गीकरण में परिवर्तन, (b) प्रक्रिया योग्यता के दौरान दर्ज नाममात्र प्रवाह दर से 20 प्रतिशत से अधिक प्रवाह दर में परिवर्तन, और (c) बैकिंग गैस के नाममात्र संरचना का विलोपन या परिवर्तन जब योग्यता के दौरान बैकिंग गैस का उपयोग किया जाता है। ये तीनों श्रेणी I (मानक) और श्रेणी II (कठोरता और/या कठोरता) WPSs दोनों के लिए पुनः योग्यता को ट्रिगर करते हैं। API 1104 ने अभी तक OE अवधारणा को नहीं अपनाया है।

मुख्य बात: तीनों संहिताएं इस बात पर सहमत हैं कि शील्डिंग गैस एक योग्यता घटना है, न कि एक मामूली समायोजन। D1.1:2025 और ASME IX एक मात्रात्मक समतुल्यता तंत्र के रूप में OE सूत्र पर संरेखित हैं। API 1104 अभी भी गैस संयोजनों की स्पष्ट गणना की आवश्यकता है।

संबंधित मानक मार्गदर्शिकाएँ

• 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 संरचनात्मक वेल्डिंग कोड, 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 पूर्वतापन Calculator — Table 5.11 lookups when you are already in D1.1 Clause 5.
• Weld निरीक्षण Checklist — Clause 8 दृश्य and NDE acceptance criteria.