AWS D1.3 — Código de Soldagem Estrutural for Sheet Steel
AWS D1.3 é o código de soldagem estrutural para chapas de aço e membros conformados a frio de 3/16 polegadas (5 mm) ou menos. Abrange cinco processos de arco — Soldagem MIG/MAG, FCAW, Soldagem a Arco Elétrico com Eletrodo Revestido, Soldagem TIG (GTAW) e Soldagem a Arco Submerso — para conexões de bitola fina em sistemas de construção metálica de bitola leve e estruturas de aço conformadas a frio.
Transferência por curto-circuito permitida: A D1.3 permite explicitamente a transferência por curto-circuito Soldagem MIG/MAG para todas as aplicações de chapas de aço. Esta é a diferença de processo mais significativa em relação à D1.1, que exclui Soldagem MIG/MAG-S das EPS pré-qualificadas.
O que é AWS D1.3?
A AWS D1.3 rege a soldagem estrutural de chapas de aço com menos de 3/16 polegadas (5 mm) de espessura. Ela aborda os desafios únicos do material fino: prevenção de perfuração, controle de distorção e conexões chapa-estrutura. A D1.3 permite explicitamente a transferência por curto-circuito Soldagem MIG/MAG (Soldagem MIG/MAG-S), que a D1.1 não pré-qualifica.
AWS D1.3/D1.3M — Código de Soldagem Estrutural — Chapa de Aço — abrange os requisitos de soldagem a arco para chapas de aço estrutural e membros conformados a frio onde a parte conectada mais fina tem 3/16 polegadas (5 mm) ou menos. O código se aplica a chapas de aço com um limite de escoamento mínimo especificado de até 80 ksi (550 MPa), incluindo aço nu e galvanizado. A D1.3 também abrange seções estruturais ocas (HSS) com espessura de parede inferior a 1/8 polegada (3 mm). Aplica-se a chapas de aço usadas em sistemas de construção metálica de bitola leve, estruturas de aço conformadas a frio, fixações de decks metálicos, suportes de cortinas e aplicações estruturais semelhantes onde materiais finos governam o projeto de junta.
O código aborda os desafios únicos da soldagem de chapas de aço finas. Ao contrário da chapa estrutural coberta pela D1.1, a chapa de aço é suscetível a perfuração por excesso de aporte de calor, distorção severa por tensões residuais induzidas pela soldagem e fusão da borda da chapa que reduz a garganta efetiva. Os parâmetros de soldagem, projetos de junta e critérios de aceitação na D1.3 são especificamente calibrados para o comportamento de materiais finos, em vez de simplesmente reduzir os requisitos da D1.1.
A D1.3 estabelece o limite entre a soldagem de chapas de aço e a soldagem de aço estrutural em 3/16 polegadas (5 mm), o que corresponde a aproximadamente bitola 7. Materiais mais espessos que este limite se enquadram na D1.1 para aplicações estruturais gerais ou na D1.8 (que complementa a D1.1) para aplicações sísmicas. Quando um membro de chapa de aço é soldado a um membro estrutural que excede 3/16 polegadas, o Anexo A normativo fornece uma referência cruzada cláusula por cláusula que rege qual código se aplica a cada aspecto da junta.
Processos de Soldagem sob D1.3
A D1.3 abrange cinco processos de Soldagem a Arco: Soldagem MIG/MAG (incluindo transferência por curto-circuito), FCAW, Soldagem a Arco Elétrico com Eletrodo Revestido, Soldagem TIG (GTAW) e Soldagem a Arco Submerso. A transferência por curto-circuito Soldagem MIG/MAG é o processo de produção primário para chapas de aço porque fornece controle preciso do aporte de calor em baixas amperagens, reduzindo o risco de perfuração em materiais finos.
A D1.3 permite cinco processos de Soldagem a Arco. O escopo é explicitamente limitado à Soldagem a Arco — todos os cinco processos usam um arco elétrico entre o eletrodo e a peça de trabalho para criar a solda.
- Soldagem MIG/MAG (Soldagem MIG/MAG)
- The primary process for production sheet steel Soldagem. 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 Perfuração risk. This is a critical distinction from D1.1, which does not prequalify GMAW-S procedures. Transferência por spray 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.
- FCAW (Flux-Cored Soldagem a Arco)
- 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 Gás de proteção, 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 Propriedades mecânicas but requires wind protection per the same limit as GMAW.
- Soldagem a Arco Elétrico com Eletrodo Revestido (Soldagem a Arco Elétrico com Eletrodo Revestido)
- 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 Reparo and small-volume work where setting up wire feed equipment is impractical.
- Soldagem TIG (GTAW) (Soldagem TIG (GTAW))
- 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.
- Soldagem a Arco Submerso (Soldagem a Arco Submerso)
- Permitted under D1.3 for sheet steel applications where the material Espessura 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 Pré-qualificado joint configurations require qualification by Ensaio under Cláusula 6.
EPS Pré-qualificada e Qualificação de Procedimento
A Cláusula 5 da D1.3 fornece opções de EPS pré-qualificadas para juntas comuns de chapas de aço. Detalhes de junta pré-qualificados, metal de adição e parâmetros de soldagem são especificados para conexões chapa-chapa e chapa-estrutura. EPSs que caem fora dos limites pré-qualificados exigem qualificação por ensaio.
A D1.3 fornece um caminho de EPS pré-qualificada sob a Cláusula 5, semelhante em conceito ao sistema pré-qualificado da D1.1. EPSs usando Soldagem a Arco Elétrico com Eletrodo Revestido, Soldagem MIG/MAG, FCAW ou Soldagem TIG (GTAW) com configurações de junta específicas listadas na Tabela 5.1 são designadas como pré-qualificadas e podem ser usadas sem ensaio de qualificação. Essas juntas pré-qualificadas incluem juntas de topo com chanfro quadrado, soldas de filete, soldas de chanfro em flare e configurações de solda a ponto e solda de costura — os tipos de junta mais comumente usados na construção de chapas de aço.
Procedimentos que caem fora das configurações de junta pré-qualificadas, usam parâmetros além das faixas pré-qualificadas ou usam Soldagem a Arco Submerso exigem qualificação por ensaio sob a Cláusula 6. As variáveis essenciais para a requalificação do procedimento são definidas na Tabela 6.2 e cobrem alterações no Processo de Soldagem, metal de adição, metal de base, posição e parâmetros chave de soldagem.
Requisitos Ambientais e Térmicos
A D1.3 geralmente não exige pré-aquecimento para espessuras de chapas de aço. O material fino aquece e esfria rapidamente, e a principal preocupação é controlar o aporte de calor para evitar perfuração e distorção, em vez de prevenir trinca por hidrogênio. Limites de temperatura interpasse podem ser aplicados quando especificados.
A D1.3 não inclui uma tabela de pré-aquecimento dedicada para conexões chapa-chapa porque a chapa de aço fina tem baixo equivalente de carbono, rápida dissipação de calor que impede o acúmulo de hidrogênio e restrição mínima em comparação com membros estruturais espessos. Essas características tornam a trinca induzida por hidrogênio extremamente improvável em conexões chapa-chapa.
A soldagem é proibida quando a temperatura do ar ambiente está abaixo de 0°F (−18°C), quando o metal de base está exposto à umidade (chuva, neve), ou — para Soldagem MIG/MAG, FCAW-G e Soldagem TIG (GTAW) — quando o vento excede 5 mph (8 kph) sem proteção adequada. A soldagem em tempo frio requer ajustes de parâmetros conforme a Cláusula 7.4 para soldas a ponto, soldas de costura e soldas de plugue.
Para conexões de espessura mista onde a chapa de aço é soldada a membros estruturais mais espessos que 3/16 polegadas, o lado do membro estrutural deve receber o pré-aquecimento especificado pela D1.1 com base em sua própria categoria de material, nível de hidrogênio e espessura. A edição de 2025 (7ª) adicionou a Cláusula 7.5 para codificar formalmente esses requisitos de pré-aquecimento do metal de base e temperatura interpasse para soldagem de chapas de aço a aço estrutural, diferenciando soldas de chanfro e soldas de filete de soldas a ponto, soldas de costura e soldas de plugue. Anteriormente, isso era regido pela matriz de referência cruzada normativa do Anexo A.
Conexões Chapa-Estrutura
O Anexo A (normativo) da D1.3 abrange a soldagem de chapas de aço a membros estruturais regidos pela D1.1. Quando a chapa de aço se conecta ao aço estrutural, ambos os requisitos da D1.3 e D1.1 se aplicam. O requisito de pré-aquecimento segue a Tabela 5.11 da D1.1 com base na espessura do membro estrutural, não na espessura da chapa de aço.
Um dos aspectos mais importantes na prática da D1.3 é o seu tratamento de conexões entre membros de chapas de aço e membros de aço estrutural. Essas juntas de espessura mista são comuns na construção de edifícios metálicos, onde terças, contraventamentos ou painéis de deck de bitola leve são fixados a estruturas, colunas ou vigas de aço estrutural.
Conexões mistas são regidas pelo Anexo A normativo, que fornece uma tabela de referência cruzada cláusula por cláusula (Tabela A.1) especificando se os requisitos da D1.3 ou D1.1 se aplicam a cada aspecto da junta. Caminhos de EPS pré-qualificadas não se aplicam a conexões mistas chapa-estrutura — ambos os códigos exigem ensaio de qualificação da Cláusula 6 para essas juntas. O tamanho da solda em uma conexão chapa-estrutura é limitado pela espessura da chapa de aço para evitar perfuração. Para soldas de filete, o tamanho máximo da perna é tipicamente a espessura do membro de chapa de aço.
Quando o membro estrutural exige pré-aquecimento, qualificação de soldador sob D1.1, ou compatibilidade específica de metal de adição, esses requisitos se aplicam ao lado do membro estrutural da junta conforme o Anexo A.
Como a D1.3 se Compara a Outros Códigos Estruturais da AWS
A D1.3 rege chapas de aço com menos de 3/16 polegadas; a D1.1 rege aço estrutural de 1/8 polegada ou mais. A D1.3 permite a transferência por curto-circuito Soldagem MIG/MAG como um processo pré-qualificado; a D1.1 exige qualificação da Cláusula 6 para Soldagem MIG/MAG-S. A D1.3 geralmente não exige pré-aquecimento; a D1.1 exige consulta à Tabela 5.11. Ambas compartilham a mesma estrutura D1.x.
D1.3 vs D1.1 (Aço Estrutural)
D1.1 covers Aço estrutural thicker than 3/16 inch, while D1.3 covers sheet steel at or below that threshold. D1.1 focuses on preventing Trinca Induzida por Hidrogênio through preheat Requisitos (Table 5.11), controlling residual stress in thick sections, and ensuring adequate notch toughness. D1.3 focuses on preventing burn-through, controlling Distorção, and qualifying arc spot and arc Solda de costura configurations that D1.1 does not cover. Both codes provide EPS pré-qualificada 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 (Suplemento Sísmico)
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 Solda Crítica de Demanda requirements do not apply to sheet steel connections unless specifically invoked by the engineer.
D1.3 vs D1.4 (Aço para Armadura)
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 |
Inspeção e Critérios de Aceitação
Os requisitos de inspeção da D1.3 consideram as características de materiais finos. Os critérios de aceitação Visual abordam descontinuidades específicas de chapas de aço, incluindo perfuração, fusão da borda e enchimento insuficiente. Ensaios radiográficos e ultrassônicos são menos comuns para aplicações de chapas de aço devido à bitola fina.
Os critérios de aceitação da D1.3 são adaptados aos desafios da inspeção visual de soldas em materiais finos. As soldas em chapas de aço são difíceis de inspecionar visualmente porque a zona afetada pelo calor é estreita, os perfis de solda são pequenos e a perfuração pode ser ocultada pela configuração da junta. A norma define critérios de aceitação para tamanho da solda de filete, profundidade de rebaixo, porosidade, fusão incompleta e perfil de solda que são específicos para o comportamento de materiais finos.
Soldas a ponto e soldas de costura têm seus próprios critérios de aceitação baseados na aparência visual e, para qualificação, ensaios de arrancamento e ensaios de cisalhamento de corpos de prova. A qualidade de produção para essas configurações é verificada por meio de inspeção visual e ensaio destrutivo em frequências especificadas.
Guias de Normas Relacionadas
Perguntas Frequentes
A AWS D1.3 abrange a soldagem estrutural de chapas de aço e membros conformados a frio com uma espessura de 3/16 polegadas (5 mm) ou menos. Isso corresponde a aproximadamente aço bitola 7 e mais fino. A D1.3 também abrange seções estruturais ocas (HSS) com espessura de parede inferior a 1/8 polegada (3 mm). Materiais com um limite de escoamento mínimo especificado de até 80 ksi (550 MPa) estão dentro do escopo. Materiais mais espessos que 3/16 polegadas se enquadram na AWS D1.1 para aço estrutural ou D1.8 para aplicações sísmicas.
A AWS D1.3 permite cinco Processos de Soldagem a Arco: Soldagem a Arco Elétrico com Eletrodo Revestido (soldagem a arco elétrico com eletrodo revestido), Soldagem MIG/MAG (soldagem a arco metálico a gás), FCAW (soldagem a arco com arame tubular), Soldagem TIG (GTAW) (soldagem a arco de tungstênio a gás) e Soldagem a Arco Submerso (soldagem a arco submerso). A Soldagem MIG/MAG com transferência por curto-circuito é o processo mais comum para chapas de aço porque fornece o baixo aporte de calor necessário para evitar perfuração em materiais finos. A D1.3 permite explicitamente a transferência por curto-circuito Soldagem MIG/MAG, que a D1.1 exclui das EPS pré-qualificadas.
A D1.3 não inclui uma tabela de pré-aquecimento dedicada para conexões chapa-chapa porque a chapa de aço fina dissipa o calor rapidamente e é tipicamente de baixo carbono, tornando a trinca por hidrogênio improvável. A soldagem é proibida abaixo de 0 graus Fahrenheit (-18 graus Celsius) ou quando o metal de base está exposto à umidade. Para conexões de espessura mista onde a chapa de aço é soldada a membros estruturais mais espessos que 3/16 polegadas, a Cláusula 7.5 (adicionada na edição de 2025) codifica os requisitos de pré-aquecimento do metal de base e temperatura interpasse, exigindo que o lado do membro estrutural receba o pré-aquecimento especificado pela D1.1.
A AWS D1.1 abrange aço estrutural mais espesso que 3/16 polegadas, enquanto a D1.3 abrange chapas de aço de 3/16 polegadas e mais finas. A D1.1 aborda a trinca por hidrogênio por meio de tabelas de pré-aquecimento (Tabela 5.11), enquanto a D1.3 foca na prevenção de perfuração e controle de distorção. Ambos os códigos fornecem opções de EPS pré-qualificadas sob suas respectivas seções da Cláusula 5. A D1.3 permite explicitamente a transferência por curto-circuito Soldagem MIG/MAG, que a D1.1 exclui das EPS pré-qualificadas. A D1.3 também abrange configurações de solda a ponto e solda de costura não abordadas na D1.1.
Conexões mistas entre chapas de aço e aço estrutural são regidas pelo Anexo A normativo da D1.3, que fornece uma matriz de referência cruzada cláusula por cláusula especificando se os requisitos da D1.3 ou D1.1 se aplicam a cada aspecto da junta. A D1.3 rege o lado da chapa de aço, enquanto a D1.1 se aplica ao lado do membro estrutural. Caminhos de EPS pré-qualificadas não se aplicam a conexões mistas chapa-estrutura — ambos os códigos exigem ensaio de qualificação da Cláusula 6 para essas juntas.