Was Schweißer und andere Metallbauer über AWS D1.1 wissen sollten

Die meisten Metallbauer wissen, dass der D1.1-Code der American Welding Society für das Strukturschweißen wichtig ist, aber einige wissen nicht genau, was er abdeckt.

Kann etwas gleichzeitig bekannt und rätselhaft sein? Für viele in der Metallverarbeitungsindustrie ist dies der Punkt, an dem der D1.1: 2020 Structural Welding Code – Steel der American Welding Society (AWS) liegt.

Man kann mit Sicherheit sagen, dass die meisten wissen, dass der AWS D1.1-Code für Stahl (Kohlenstoffstahl und niedriglegierte Bleche und Formen von 1/8 bis 8 Zoll) gilt, der beim Bau von Bauwerken verwendet wird, aber das bedeutet nicht unbedingt Alles schwere Herstellung. Außerdem kann ein Lohnfertiger gemäß den von AWS festgelegten Kriterien ein zertifizierter Schweißhersteller sein, aber das macht das Unternehmen nicht zu einem AWS D1.1-zertifizierten Betrieb. Wie Sie sehen, kann es etwas kompliziert werden.

Der HERSTELLER sprach mit einigen Mitgliedern des AWS D1-Ausschusses für Strukturschweißen, um Klarheit über die Anforderungen an das Strukturschweißen und die richtige Terminologie zu schaffen, die bei der Beschreibung eines Schweißers oder einer Werkstatt verwendet werden sollte, die über Fertigungskompetenz verfügt.

Obwohl einige in der Metall verarbeitenden Industrie vielleicht anders denken, regelt AWS D1.1 nicht alle Schweißarbeiten in den USA. Während Metallverarbeiter möglicherweise erkennen, dass die unabhängigen Anforderungen für Druckbehälter und Druckrohrleitungsanwendungen von denen für andere Schweißanwendungen getrennt sind, Einige Hersteller gehen davon aus, dass AWS D1.1 alle Schweißprozesse abdeckt. Aber das ist nicht der Fall.

„Ich befürchte, dass viele das Wort ‚strukturell‘ betrachten und es für tragend bedeutet“, sagte Duane Miller, pensionierter Manager, Berater für Ingenieurdienstleistungen und Schweißdesign, The Lincoln Electric Co., Euclid, Ohio. „Wenn wir von strukturell sprechen, meinen wir etwas, das im Boden verankert ist, wie zum Beispiel ein Gebäude oder eine Brücke.“

Das American Institute of Steel Construction (AISC) regelt, wie diese Gebäude mit Stahlbauteilen entworfen und gebaut werden sollten. Laut Gesetz werden zivile Bauwerke in Übereinstimmung mit einer Bauordnung, in der Regel der Internationalen Bauordnung, entworfen und gebaut. Dieser Code verlangt, dass Stahlkonstruktionen in Übereinstimmung mit der AISC-Spezifikation entworfen und gebaut werden, was wiederum die Einhaltung von AWS D1.1 erfordert

AWS D1.1 deckt Material und Design, Fertigung, Inspektion, Qualifizierung sowie Berichterstattung und Protokollierung in Bezug auf die Herstellung und Montage von Baustahl ab. Material- und Designanforderungen stellen sicher, dass die Baustahlfertigung den richtigen Start bekommt. Die Fertigung hat Einfluss darauf, wie die Arbeit ausgeführt wird, und die Inspektion stellt sicher, dass das Projekt den Entwurfsspezifikationen entspricht. Die Qualifikation umfasst die Personen, Prozesse und Schweißverfahrensspezifikationen (WPS), die an der Fertigungsaufgabe beteiligt sind. Alle diese Aspekte der Arbeit werden in Berichten und Aufzeichnungen detailliert beschrieben.

Wenn ein Unternehmen eine Schweißanleitung für etwas wünscht, bei dem es sich nicht um das Schweißen von Baustahl handelt, kann AWS helfen, da es dafür wahrscheinlich eine Schweißnorm gibt, auch wenn diese Anforderungen nicht so bekannt sind wie AWS D1.1. Wenn ein Lohnfertiger die AWS-Anforderungen für das nichttragende Blechschweißen befolgen möchte, kann er AWS D9.1 konsultieren. Wenn ein Hersteller landwirtschaftlicher Geräte nach Schweißwissen sucht, kann er sich auf AWS D14.3 beziehen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein produzierendes Unternehmen, beispielsweise ein Anhängerhersteller, das sich angesichts der Belastung und des Einsatzes auf öffentlichen Straßen offensichtlich Sorgen um die Qualität seines Produkts macht, angibt, dass seine Produkte gemäß dem AWS D1.1-Standard hergestellt werden , könnte es sich um eine falsche Referenz handeln. (Der Anhänger konnte nach D1.1 geschweißt werden, der Code war jedoch nicht für das Schweißen von Anhängern gedacht.) Er sollte sich auf andere Konstruktions- und Schweißanforderungen beziehen.

AWS D1.1 erfordert, dass Schweißer, Schweißer und Heftschweißer durch eine Prüfung qualifiziert werden. AWS zertifiziert Testeinrichtungen, die dann Schweißer zertifizieren. Auch andere Organisationen prüfen Schweißer. Ein Arbeitgeber kann sich dafür entscheiden, diese Schweißer als qualifiziert anzuerkennen, aber der Arbeitgeber ist immer dafür verantwortlich, sicherzustellen, dass seine Schweißer für die von ihnen ausgeführten Arbeiten qualifiziert sind.

Ein Schweißer kann durch das Bestehen einer vom Arbeitgeber koordinierten Prüfung eine AWS-Qualifikation für einen bestimmten Schweißprozess und ein bestimmtes Schweißverfahren erlangen. Ein Schweißer kann für einen Prozess nur AWS-zertifiziert werden, indem er seine Kompetenz in einer von AWS akkreditierten Prüfeinrichtung nachweist.

Die Leistungsqualifikationstests in D1.1 ermöglichen es Schweißern, das von ihnen getestete Verfahren in den Positionen anzuwenden, für die sie ihre Leistungsfähigkeit nachgewiesen haben. Die Qualifikation als Schweißer ist unbegrenzt gültig, solange der Schweißer weiterhin mit dem Verfahren schweißt, für das er qualifiziert ist. Wenn ein Schweißer sechs Monate oder länger nicht mit dem Verfahren schweißt, muss er sich erneut qualifizieren.

„Jetzt gibt es einige wichtige Ausnahmen, die wir akzeptieren, beispielsweise die Qualifikationen, die von einer Gewerkschaft durchgeführt werden. Aber es ist immer noch der Arbeitgeber, der für die Qualifikation des Schweißers verantwortlich ist“, sagte Tom Schlafly, technischer Vertreter, AISC, Chicago. „Das Unternehmen kann die Prüfungen der Gewerkschaft als Qualifikationsnachweis verwenden, aber die Verantwortung liegt weiterhin beim Arbeitgeber, sicherzustellen, dass der Schweißer qualifiziert ist und die Kontinuität des Schweißers aufrechterhält.“

Schweißer, die nach Qualifikationen suchen, die ihre Kenntnisse über einen Schweißprozess eindeutig belegen, können sich über das AWS Certified Welder-Programm als zertifizierter Schweißer bewerben. Dieses Programm testet Schweißer anhand von Verfahren, die beispielsweise in der Schweißindustrie für Baustahl, Erdölpipelines, Bleche und chemische Raffinerien verwendet werden. Zu den Qualifikationen, die ein Schweißer für Prozesse im AWS D1.1, Abschnitt 6, Abschnitt „Qualifikation“ erwerben kann und die Teil des Programms „Zertifizierter Schweißer“ sind, gehören Metall-Lichtbogenschweißen (SMAW), Metall-Schutzgasschweißen (GMAW) und Fülldrahtlichtbogen Schweißen (FCAW) und Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW). Darüber hinaus ist eine Vielzahl anderer Kombinationen von Prozessen und Materialien verfügbar, darunter Edelstahl (18 ga.-10 ga.); SMAW-Rohr; GTAW-Rohre (Kohlenstoffstahl, Edelstahl auf Kohlenstoffstahl und Edelstahl); und GTAW/SMAW-Rohr (Kohlenstoffstahl, Chrom-Nachschweiß-Wärmebehandlung und Chrom-Kohlenstoffstahl).

AWS zertifiziert zwar Schweißnähte, aber das vorherrschende Zertifizierungsprogramm für Baustahl ist das AISC-Zertifizierungsprogramm. Während AWS Qualitätskriterien für Schweißunternehmen bewertet, bewertet das AISC-Programm auch Schweißen und andere Funktionen, die bei der Herstellung von Baustahl üblich sind.

„In meiner Welt als Monteur lesen wir die Spezifikationen und die meisten verlangen einen AISC-zertifizierten Hersteller oder einen zertifizierten Monteur“, sagte Mike Gase, Corporate Quality Director bei Midwest Steel, Detroit und ehemaliger Drittinspektor seit mehr als 25 Jahren. „Ich habe wirklich noch keine Spezifikation gesehen, die einen AWS-zertifizierten Hersteller erfordert.“

Allerdings kann ein Unternehmen über das AWS Certified Welding Fabricator-Programm eine AWS-zertifizierte Werkstatt werden. Die Akkreditierung zeigt das Engagement eines Fertigungsunternehmens, in Ressourcen zu investieren, Verfahren zu entwickeln und das Personal für die Herstellung hochwertiger Teile zu schulen und gleichzeitig ein Qualitätsmanagementsystem aufrechtzuerhalten, das die Fertigungsaktivitäten dokumentiert.

Wenn ein Unternehmen bereits AISC-zertifiziert ist, hat es Anspruch auf die Zertifizierung als AWS Certified Welding Fabricator. Die Kriterien des AISC-Zertifizierungsprogramms erfüllen vollständig das AWS Welding Fabricator-Zertifizierungsprogramm. Die gleiche Gegenseitigkeit besteht nicht für AWS-zertifizierte Unternehmen, die möglicherweise den Status eines AISC Certified Fabricator anstreben.

„Die AISC-Programme sind strukturorientiert und umfassen spezifischere Komponenten im Zusammenhang mit dem Bau ziviler Bauwerke“, sagte Schlafly.

„Eine Sache, die an D1.1 ungewöhnlich ist, ist ein Konzept namens ‚präqualifizierte WPSs‘“, sagte Schlafly. „Die meisten anderen Spezifikationen haben dieses Konzept nicht.“

Ohne Vorqualifikation muss das Schweißverfahren qualifiziert werden. (Weitere Informationen finden Sie in D1.1, Abschnitt 6.) Dies kann sich natürlich als sehr kostspielig und zeitaufwändig erweisen.

Der vorqualifizierte Weg bedeutet, dass ein produzierendes Unternehmen keine physischen Tests durchführen muss. Damit das WPS jedoch präqualifiziert werden kann, müssen alle mit der Spezifikation verbundenen Variablen innerhalb festgelegter Bereiche liegen. (Weitere Informationen finden Sie in D1.1, Abschnitt 5.) Wenn beispielsweise das Grundmetall, das Zusatzmetall und der Schweißprozess verwendet werden und die elektrischen Variablen während des Schweißprozesses innerhalb akzeptierter Bereiche liegen, gilt der Prozess als akzeptabel. Es sind keine körperlichen Tests erforderlich.

Es sollte auch beachtet werden, dass Schweißer, die vorqualifizierte WPS verwenden, weiterhin qualifiziert sein müssen.

„Was meiner Meinung nach vor allem übersehen wird, ist, dass die Unternehmen nicht glauben, dass sie Inspektionen durchführen müssen. „Die Vorstellung ist, dass Inspektionen von Dritten durchgeführt werden sollten, was nicht stimmt“, sagte Gase.

AWS D1.1, Abschnitte 7 und 8 (sowie AISC 360, Kapitel N) verlangen vom Hersteller oder Monteur, dass er eine visuelle Qualitätskontrolle der Montage und des Schweißens durchführt und sicherstellt, dass der Schweißer die WPS befolgt. Jede durchgeführte Qualitätssicherung soll dokumentieren, dass der Hersteller und Monteur eine Qualitätskontrolle durchgeführt hat.

Schlafly sagte, wenn ein Dritter zerstörungsfreie Prüfungen durchführt, könnte ein Baustahlhersteller oder -monteur davon ausgehen, dass dadurch die Notwendigkeit einer Sichtprüfung während des Fertigungsprozesses entfällt. Das Risiko besteht darin, dass ein kritischer Blick auf die Schweißnähte vernachlässigt wird.

„Das ist ein echtes Problem“, sagte Gase und stimmte seinem Kollegen im D1.1-Ausschuss zu. „Wir versuchen, diesen weit verbreiteten Irrtum zu korrigieren, wenn wir darauf stoßen. Wir arbeiten daran und wir kommen dorthin.“

Bob Shaw, Präsident des Steel Structures Technology Center, Howell, Michigan, fügte hinzu, dass Hersteller und Monteure oft denken, eine Inspektion sei nur dann erforderlich, wenn die Schweißnähte fertig sind, aber das ist falsch. Ein autorisierter und geschulter Werkstatt- oder Monteurmitarbeiter muss beurteilen, was vor dem Schweißen und auch während des Schweißens geschieht. Erst dann ist der Schweißprozess unter Kontrolle.

Früher brachte AWS alle zwei Jahre eine neue Ausgabe heraus. Daraus hat sich nun ein Fünf-Jahres-Zyklus entwickelt, wobei die nächste Aktualisierung im Jahr 2025 erfolgen soll.

„Die Grundprinzipien von D1.1 ändern sich nicht oft und auch nicht wesentlich“, sagte Schlafly. „Es kann für Sie von Bedeutung sein, wenn Sie gerade an einem Projekt arbeiten und plötzlich eine neue Testreihe erforderlich ist, weil wir eine Anforderung neu geschrieben haben. Im Allgemeinen ändern sich die Grundlagen des Codes jedoch nicht wirklich.“

Schlafly fügte hinzu, dass die Ausschussmitglieder ihr Bestes geben, um solche Änderungen zu vermeiden, weil sie versuchen, die Hersteller im Auge zu behalten. Wenn überhaupt, zielen viele der Änderungen auf die Notwendigkeit ab, etwas gegenüber der vorherigen Ausgabe klarzustellen oder neue Technologien abzudecken, wie beispielsweise die Phased-Array-Schweißprüfung.