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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 Corpo de prova. Examples include Metal de Base P-number, Metal de Adição F-number, welding process, and Faixa de espessura. 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 Projeto de junta changes, stringer-to-Cordão oscilante changes, and Diâmetro do eletrodo 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 Qualificação de procedimento. The complete tables are in ASME BPVC IX Article IV.

Key Differences Between Processes

Embora muitas variáveis tenham a mesma classificação nos quatro processos de soldagem, algumas diferenças importantes determinam como os fabricantes gerenciam as qualificações dos procedimentos:

Variáveis de fluxo em SAW: O SAW acrescenta três variáveis de metal de adição ausentes dos outros processos: classificação da combinação fluxo-arame (QW-404.9), tipo de fluxo (QW-404.34) e escória retriturada (QW-404.36). Todas são essenciais. A mudança da marca do fluxo (QW-404.35) é essencial suplementar. Isso reflete a influência do fluxo na composição química do metal de solda SAW.

Modo de transferência e gás em GMAW/FCAW: A Tabela QW-255 classifica o modo de transferência (QW-409.32) como variável não essencial da WPS. A WPS deve indicar pelo menos um modo: curto-circuito, globular, spray ou spray pulsado. A mudança do modo de transferência (QW-409.2) é variável essencial do soldador na Tabela QW-355. A composição do gás de proteção (QW-408.2) é essencial tanto para GMAW quanto para GTAW. O limite de espessura do metal de solda por curto-circuito (QW-404.32) é uma variável de desempenho do soldador listada na Tabela QW-355 e ausente da Tabela QW-255; portanto, não é variável essencial da WPS. Se menos de 1/2 in. (13 mm) for depositado no corpo de prova GMAW de baixa tensão por curto-circuito, o soldador fica qualificado até 1.1 vez a espessura depositada no ensaio. A espessura de metal de solda depositado na qualificação do procedimento é regida por QW-404.30, e a faixa de espessura do metal de base por QW-403.8, ambas sujeitas aos limites de QW-451.

Corrente e polaridade em GTAW: Na Tabela QW-256, a mudança de corrente ou polaridade (QW-409.4) não é essencial para GTAW, assim como para SMAW e SAW. Os insertos consumíveis (QW-404.22) também não são essenciais. A adição ou remoção de metal de adição (QW-404.14) é essencial. O tipo de corrente (AC ou DC) e a polaridade (DCEN ou DCEP) recebem tratamento essencial suplementar separado quando o ensaio de tenacidade é exigido, sujeito às exceções de P-No. abaixo.

Para GTAW, a Tabela QW-256 também classifica QW-409.30 como essencial suplementar quando o código, norma ou especificação de referência exige ensaio de tenacidade. Abrange mudanças entre AC e DC ou entre DCEN e DCEP em qualquer direção, mas não se aplica a uma WPS qualificada para metais de base atribuídos aos P-Nos. 8, 21 a 26 e 41 a 49.

Aporte térmico: O aumento do aporte térmico (QW-409.1) é essencial suplementar para SMAW, SAW, GMAW/FCAW e GTAW conforme as Tabelas QW-253 a QW-256. Só passa a ser plenamente essencial quando o código de construção de referência exige ensaio de impacto ou tenacidade.

Practical Implications for Fabricators

Understanding variable classifications directly impacts how many PQRs a shop must maintain. A Fabricante 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 Interpasse, 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 Variável essencial suplementar to essential status and may invalidate existing PQRs that were qualified without Ensaio de Impacto coupons."

— Field observation, pressure vessel Fabricação practice

Related Standards Guides

• ASME Section IX — Qualificação de Soldagem Standard
• ASME IX P-Numbers — Base Metal Grouping
• ASME IX F-Numbers — Filler Metal Grouping
• PQR — Procedure Registro de qualificação Guide
• ASME IX vs D1.1 — Side-by-Side Comparison
• NDE Requisitos — D1.1 Cláusula 8
• Post-Weld Tratamento térmico (PWHT)
• WPS — Procedimento de soldagem Specification