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シールドガスはGMAWの重要変数です

AWS D1.1:2025 表6.6では、GMAW、FCAW-G、およびGMAW-Sの重要変数としてシールドガスの組成とガス流量を挙げています。表5.5は事前認定WPSに対して同等のステータスを保持しています。簡単に言えば、生産現場のガスがWPSに記載されているガスと異なる場合、WPSはもはや有効ではなく — 事前認定手順の場合、事前認定は失われます。

結果はClause 6.8.1から生じます。SMAW、SAW、GMAW、GTAW、およびFCAWのPQR重要変数の制限を超える変更は、表6.6に示されているように、WPSの再認定を必要とします。これは、新しい試験片、新しい破壊試験、および新しい溶接施工法確認試験記録を意味します。ガス組成に関する「軽微な逸脱」条項はありません。

A5.28におけるER80S-D2 / ER90S-D2の例外

AWS A5.28 Section 3.2は厳格です。ある分類で分類された電極および溶接棒は、仕様書内の他のいかなる分類でも分類されてはなりません — ただし、1つの例外があります。ER80S-D2は、製品が両方の分類の要件を満たす場合、ER90S-D2としても分類されることがあります。同じ物理的なワイヤーは、メーカーが80 ksiと90 ksiの最小引張試験の両方に合格することを証明すれば、どちらの表示でもラベル付けできます。

これは、ガスが「ER80をER90に変える」という一般的な現場の主張の背後にある真実の核心です。ガスはそうしません — ワイヤーはワイヤーであり、その分類はA5.28試験プロトコルを通じて得られます。しかし、この二重分類されたワイヤーの場合、メーカーは同じスプールをER80S-D2と表示してShop Aに、ER90S-D2と表示してShop Bに出荷することができます。Shop AとShop Bが、ワイヤーが試験されたのと同じAr/2% O2ガスで溶接を行う場合、両方の分類が有効です。どちらかのショップが異なるガスに交換した場合、実際に溶着された溶接の特性はA5.28で測定されたものとは異なり、その作業においては分類は実質的に意味をなさなくなります。

他のER80とER90のペアはこの例外を享受しません。ER80S-B2とER90S-B3は、異なるクロムおよびモリブデン含有量を持つ異なるワイヤーです。ER80S-Ni1、ER80S-Ni2、およびER80S-Ni3はニッケル含有量が異なり、それらの間でも互換性はありません。この例外は狭い範囲に限定されます。

Clause 5.6.4 — The Four 適合 Paths for 事前認定 Shielding Gas

AWS D1.1:2025 Clause 5.6.4は、事前認定されたGMAWまたはFCAW-G WPSで使用できるシールドガスを規定しています。この条項は4つの独立した経路を提供しており、生産ガスはそれらのうち少なくとも1つを満たす必要があります。

1. (1) Match the A5 classification gas. The production shielding gas shall be the gas used for 電極分類 under the applicable AWS A5 仕様書 — 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 電極 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 溶加材 manufacturer or the gas producer. Tests must cover mechanical properties, chemical composition, NDT 要求事項, and any supplemental designators such as 拡散性水素.

いずれの経路も適用されない場合、事前認定は失われ、WPSは新しい溶接施工法確認試験記録を用いてClause 6に基づいて認定される必要があります。経路は独立していますが、許容的ではありません — 生産現場にとって最も都合の良いものを選ぶのが正しい解釈ですが、文書にはどの経路が選択され、ガスがどのようにそれを満たしているかを示す必要があります。

Oxygen Equivalent (OE) — The 2025 Formula

酸素当量という概念は、混合ガスの酸化電位を特徴付ける方法として、2025年版のD1.1に追加されました。Clause 5.6.4(2)によると、以下の通りです。

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

AWS D1.1:2025 Clause 5.6.4(2)

二酸化炭素の係数0.5は、アーク温度においてCO2が遊離O2の約半分の酸化電位に寄与することを反映しています。いくつかの計算値は以下の通りです。

• 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 製作者 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は意図的に除外されています。G接尾辞はメーカー指定の組成であり、必須ガスがないためです。E70Cメタルコア電極は、ソリッドワイヤの対応品と同様のスプレー移行挙動を示し、同じ事前認定ガスリストに従います。これら3つの範囲外のガスは、Clause 5.6.4の他の適合経路のいずれかを必要とします。

Table 6.6 — When a Gas Change Forces Requalification

Clause 6に基づいて認定された手順（Clause 5に基づいて事前認定されたものではない）の場合、表6.6はGMAWの重要変数を定義しています。シールドガスに関する主要な規則は以下の通りです。

• 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.

表6.6の重要変数規則は、Clause 5.5.2（基準承認プロセス）に従いGMAW-Sにも適用されます — Cl. 5.5.1はGMAW-Sを事前認定から除外し、Cl. 5.5.2はGMAW-S WPSがClause 6に基づいて表6.6の重要変数を適用して認定されることを要求しています。すべてのGMAW-S WPSには溶接施工法確認試験記録が必要であり — 表6.6のシールドガス規則は同様に適用されます。

The “Retro-active PQR” Fix

作業中に生産シールドガスがClause 5.6.4のいずれの経路も満たさないこと、またはガスが認定された溶接施工法確認試験記録と異なり表6.6の制限を超えることを工場が発見した場合、標準的な是正措置は、Clause 6の認定規定から導かれる遡及的溶接施工法確認試験記録です。一般的な工場での手順は以下の通りです。

1. Stop production 溶接 on the affected joints. Document the date, joint IDs, and deviant parameters.
2. Run a 試験片 under the actual production parameters, including the deviant shielding gas. The coupon conforms to Clause 6 joint, 板厚, and test-specimen requirements.
3. Destructive-test the coupon per Clause 6 受入基準: tensile, bend, macro-etch, and where CVN 試験 is specified, impact.
4. If the coupon passes, issue a new qualified WPS covering the actual production parameters. The prior 事前認定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 契約図書.

遡及的溶接施工法確認試験記録は、シールドガスの変動が一般的であるため、まさに標準的な工場慣行です — 供給業者の変更、シリンダーの交換、または設備の改修によって、検査員がWPSとガス分析証明書の提示を求めるまで誰も気づかない逸脱が生じることがあります。遡及的溶接施工法確認試験記録は、過去の溶接を罰するものではなく、現在の生産パラメータを正当化し、適合する書類の記録を再確立するものです。

Cross-規格 Note — ASME IX and API 1104

他のガスシールド溶接基準もシールドガスを同様に扱います。ASME Section IXは、シールドガスの変更をQW-408変数ファミリーに分類しています。QW-408.2(a)はシールドガスの追加または省略をカバーし、QW-408.2(b)はシールドガス組成の変更をカバーします。どちらも個別の手順資格を必要としますが — D1.1と並行する一つの例外があります。SFA-5.18、SFA-5.20、SFA-5.28、またはSFA-5.29に分類され、OE指定子を含む電極（例：ER70S-6 OE 50/4）は、シールドガスOEが分類範囲内であれば、個別の資格を必要としません。ASME IXはD1.1:2025と同じ計算式を使用します。酸素当量 = %酸素 + (0.5 × %二酸化炭素)。両基準はOEメカニズムに関して調和しています。

API 1104:2021 Section 5.4.2.7は、3つの異なるシールドガス重要変数を規定しています。(a) AWS A5.32に従ったシールドガス分類の変更、(b) 手順資格中に記録された公称ガス流量より20パーセントを超えるガス流量の減少、および(c) 資格中にバックシールドガスが使用された場合のバックシールドガスの削除または公称組成の変更。これら3つすべてが、カテゴリーI（標準）およびカテゴリーII（硬度および/または靭性）WPSの両方について再認定をトリガーします。API 1104はまだOE概念を採用していません。

要点：これら3つの基準はすべて、シールドガスが認定イベントであり、軽微な調整ではないという点で一致しています。D1.1:2025とASME IXは、定量的な等価メカニズムとしてOE計算式で整合しています。API 1104は依然としてガス組み合わせの明示的な列挙を要求しています。

関連規格ガイド

• 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 構造溶接コード, 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 予熱 Calculator — Table 5.11 lookups when you are already in D1.1 Clause 5.
• Weld 検査 Checklist — Clause 8 目視 and NDE 合否基準 criteria.