ISO 14555:2006
(Main)Welding - Arc stud welding of metallic materials
Welding - Arc stud welding of metallic materials
ISO 14555:2006 covers arc stud welding of metallic materials subject to static and dynamic loading. It specifies requirements that are particular to stud welding, in relation to welding knowledge, quality requirements, welding procedure specification, welding procedure qualification, qualification testing of operators and testing of production welds. ISO 14555:2006 is appropriate where it is necessary to demonstrate the capability of a manufacturer to produce welded construction of a specified quality. ISO 14555:2006 has been prepared in a comprehensive manner, with a view to its being used as a reference in contracts. The requirements contained within it can be adopted in full, or partially, if certain requirements are not relevant to a particular construction.
Soudage — Soudage à l'arc des goujons sur les matériaux métalliques
L'ISO 14555:2006 couvre le soudage à l'arc des goujons en matériau métallique soumis à des chargements statiques et dynamiques. Elle spécifie les exigences particulières au soudage des goujons qui se rapportent aux connaissances en soudage, aux exigences de qualité, au descriptif de mode opératoire de soudage, à la qualification du descriptif de mode opératoire de soudage, aux épreuves de qualification des opérateurs et au contrôle des soudures de production. L'ISO 14555:2006 est appropriée lorsqu'il est exigé de démontrer la capacité d'un fabricant à produire des fabrications soudées possédant une qualité spécifiée. L'ISO 14555:2006 a été préparée dans un esprit d'exhaustivité pour lui permettre d'être utilisée comme référence dans les contrats. Les exigences qui sont données peuvent être adoptées en intégralité ou bien certaines d'entre elles peuvent être supprimées si elles ne sont pas pertinentes par rapport à la construction concernée.
General Information
Relations
Frequently Asked Questions
ISO 14555:2006 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Welding - Arc stud welding of metallic materials". This standard covers: ISO 14555:2006 covers arc stud welding of metallic materials subject to static and dynamic loading. It specifies requirements that are particular to stud welding, in relation to welding knowledge, quality requirements, welding procedure specification, welding procedure qualification, qualification testing of operators and testing of production welds. ISO 14555:2006 is appropriate where it is necessary to demonstrate the capability of a manufacturer to produce welded construction of a specified quality. ISO 14555:2006 has been prepared in a comprehensive manner, with a view to its being used as a reference in contracts. The requirements contained within it can be adopted in full, or partially, if certain requirements are not relevant to a particular construction.
ISO 14555:2006 covers arc stud welding of metallic materials subject to static and dynamic loading. It specifies requirements that are particular to stud welding, in relation to welding knowledge, quality requirements, welding procedure specification, welding procedure qualification, qualification testing of operators and testing of production welds. ISO 14555:2006 is appropriate where it is necessary to demonstrate the capability of a manufacturer to produce welded construction of a specified quality. ISO 14555:2006 has been prepared in a comprehensive manner, with a view to its being used as a reference in contracts. The requirements contained within it can be adopted in full, or partially, if certain requirements are not relevant to a particular construction.
ISO 14555:2006 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 25.160.10 - Welding processes. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 14555:2006 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 13877:1998, ISO 21536:2007/Amd 1:2014, ISO 14555:2014, ISO 14555:1998. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14555
Second edition
2006-10-01
Welding — Arc stud welding of metallic
materials
Soudage — Soudage à l'arc des goujons sur les matériaux métalliques
Reference number
©
ISO 2006
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Published in Switzerland
ii © ISO 2006 – All rights reserved
Contents Page
Foreword. v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Symbols and abbreviated terms . 4
4.1 Symbols . 4
4.2 Abbreviated terms . 4
5 Technical review . 5
6 Welding personnel. 5
6.1 Stud-welding operators. 5
6.2 Welding coordination . 5
7 Equipment . 6
7.1 Production equipment. 6
7.2 Description of the equipment . 6
7.3 Maintenance . 6
8 Production planning. 7
9 Welding procedure specification (WPS). 7
9.1 General. 7
9.2 Information related to the manufacturer . 7
9.3 Information related to the parent material . 7
9.4 Welding process . 7
9.5 Joint. 8
9.6 Studs . 8
9.7 Auxiliaries. 8
9.8 Power source . 9
9.9 Movable fixtures. 9
9.10 Welding variables . 9
9.11 Thermal conditions. 10
9.12 Post-weld heat-treatment. 10
9.13 Non-thermal treatment after welding. 10
10 Welding procedure qualification . 10
10.1 Principles. 10
10.2 Welding procedure tests. 10
10.3 Pre-production tests. 14
10.4 Previous experience. 14
10.5 Welding procedure qualification record (WPQR) . 15
11 Examination and testing . 15
11.1 General. 15
11.2 Visual examination . 15
11.3 Bend testing . 15
11.4 Tensile testing. 18
11.5 Torque test . 21
11.6 Macro examination . 22
11.7 Radiographic examination. 22
12 Acceptance criteria . 22
12.1 General . 22
12.2 Acceptance criteria for visual examination.23
12.3 Acceptance criteria for bend testing. 23
12.4 Acceptance criteria for tensile testing. 23
12.5 Acceptance criteria for torque testing . 23
12.6 Acceptance criteria for macro examination . 23
12.7 Acceptance criteria for radiographic examination . 23
12.8 Acceptance criteria for additional tests. 24
13 Workmanship. 24
14 Process control . 24
14.1 General . 24
14.2 Production test. 25
14.3 Simplified production test. 25
14.4 Re-testing for production test or simplified production test. 26
14.5 Production surveillance . 26
14.6 Production surveillance record . 26
14.7 Non-conformance and corrective actions . 26
14.8 Calibration of the measuring and testing equipment. 27
Annex A (informative) Processing of stud welding. 28
Annex B (normative) Quality requirements for stud welding . 48
Annex C (informative) Manufacturer's welding procedure specification (WPS). 49
Annex D (informative) Welding procedure qualification record form (WPQR) (for drawn-arc
stud welding with ceramic ferrule or shielding gas and short-cycle drawn-arc stud
welding). 50
Annex E (informative) Welding procedure qualification record form (WPQR) (for capacitor
discharge stud welding with tip ignition and capacitor discharge drawn-arc stud welding). 54
Annex F (informative) Test results — Production test (for drawn-arc stud welding with ceramic
ferrule or shielding gas and short-cycle drawn-arc stud welding). 57
Annex G (informative) Test results — Production test (for capacitor discharge stud welding with
tip ignition and capacitor discharge drawn-arc stud welding). 59
Annex H (informative) Example for production surveillance record. 61
Bibliography . 62
iv © ISO 2006 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 14555 was prepared by Technical Committee ISO/TC 44, Welding and allied processes, Subcommittee
SC 10, Unification of requirements in the field of metal welding.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 14555:1998), which has been technically
revised.
Requests for official interpretations of any aspect of this International Standard should be directed to the
Secretariat of ISO/TC 44/SC 10 via your national standards body. A complete listing of these bodies can be
found at http://www.iso.org.
Introduction
The purpose of arc stud welding is to weld predominantly pin-shaped metal parts to metal workpieces. In this
International Standard it is referred to simply as stud welding. Amongst other things, stud welding is used in
bridge building (especially in composite structures), steel structures, shipbuilding, facade-wall fabrication, vehicle
manufacture, equipment design, steam-boiler construction, and the manufacture of household appliances.
The quality of a stud weld depends not only on strict compliance with the welding procedure specification but
also on the correct function of the actuating mechanism (e.g. welding guns), and on the condition of the
components, of the accessories and of the power supply.
This International Standard does not invalidate former specifications, providing the technical requirements are
equivalent and satisfied.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14555:2006(E)
Welding — Arc stud welding of metallic materials
1 Scope
This International Standard covers arc stud welding of metallic materials subject to static and dynamic loading.
It specifies requirements that are particular to stud welding, in relation to welding knowledge, quality
requirements, welding procedure specification, welding procedure qualification, qualification testing of
operators and testing of production welds.
This International Standard is appropriate where it is necessary to demonstrate the capability of a
manufacturer to produce welded construction of a specified quality.
NOTE General quality requirements for fusion welding of metallic materials are given in ISO 3834-1, ISO 3834-2,
ISO 3834-3, ISO 3834-4 and ISO 3834-5.
This International Standard has been prepared in a comprehensive manner, with a view to its being used as a
reference in contracts. The requirements contained within it can be adopted in full, or partially, if certain
requirements are not relevant to a particular construction (see Annex B).
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 857-1, Welding and allied processes — Vocabulary — Part 1: Metal welding processes
ISO 3834-1, Quality requirements for fusion welding of metallic materials — Part 1: Criteria for the selection of
the appropriate level of quality requirements
ISO 3834-2, Quality requirements for fusion welding of metallic materials — Part 2: Comprehensive quality
requirements
ISO 3834-3, Quality requirements for fusion welding of metallic materials — Part 3: Standard quality
requirements
ISO 3834-4, Quality requirements for fusion welding of metallic materials — Part 4: Elementary quality
requirements
ISO 4063, Welding and allied processes — Nomenclature of processes and reference numbers
ISO 6947, Welds — Working positions — Definitions of angles of slope and rotation
ISO 9606-1, Approval testing of welders — Fusion welding — Part 1: Steels
ISO 9606-2, Qualification test of welders — Fusion welding — Part 2: Aluminium and aluminium alloys
1)
ISO 13918:— , Welding — Studs and ceramic ferrules for arc stud welding
1) To be published. (Revision of ISO 13918:1998)
ISO 14175, Welding consumables — Shielding gases for arc welding and cutting
ISO 14731, Welding coordination — Tasks and responsibilities
ISO 14732:1998, Welding personnel — Approval testing of welding operators for fusion welding and of
resistance weld setters for fully mechanized and automatic welding of metallic materials
ISO 15607:2003, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — General rules
ISO/TR 15608, Welding — Guidelines for a metallic materials grouping system
ISO 15611, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Qualification based on
previous welding experience
ISO 15613, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Qualification based on
pre-production welding test
ISO 15614-1:2004, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Welding
procedure test — Part 1: Arc and gas welding of steels and arc welding of nickel and nickel alloys
ISO 15614-2, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Welding procedure
test — Part 2: Arc welding of aluminium and its alloys
ISO 17636, Non-destructive testing of welds — Radiographic testing of fusion-welded joints
ISO 17662, Welding — Calibration, verification and validation of equipment used for welding, including
ancillary activities
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 857-1, ISO 3834-1, ISO 4063,
ISO 14731, ISO 14732 and ISO 15607 and the following apply.
3.1
stud
fastener to be attached by stud welding
3.2
auxiliaries
ceramic ferrules and shielding gases
3.3
stud-welding operator
operating personnel for stud-welding equipment
NOTE In special cases (e.g. mass production at the manufacturer's factory) the welding can be carried out by
suitable auxiliary personnel, appropriately trained and supervised.
3.4
stud diameter
d
stud nominal diameter
NOTE See ISO 13918.
3.5
welding diameter
d
w
diameter at the weld base
2 © ISO 2006 – All rights reserved
3.6
weld zone
welded area underneath the welding diameter
3.7
current intensity
root-mean-square (RMS) value of the welding current in the steady state during the burning time of the arc
NOTE Current intensity is not applicable to capacitor discharge.
3.8
welding time
time difference between the ignition and the final extinction of the main arc
3.9
lift
L
distance between the stud tip and the work piece surface with the stud-lifting mechanism in position and
activated
NOTE 1 For tip ignition, this definition applies to the ignition gap.
NOTE 2 See Figure A.1.
3.10
plunge
axial movement of the stud towards the surface of the work piece
3.11
protrusion
P
〈unregulated lifting mechanism〉 distance between the tip of the stud and the face of the support device in their
initial positions, where the support device faces the work piece
NOTE 1 A spring-loaded lifting mechanism is an unregulated lifting mechanism.
NOTE 2 See Figure A.1.
3.12
arc blow
magnetic deflection of the arc from the axial direction of the stud
3.13
flux
aluminium additive on the weld end of the stud, which improves the ignition and de-oxidizes the weld pool
3.14
dual-material stud
two-material stud composed of a material at the weld tip, similar to that of the parent material, and a dissimilar
material outside the weld tip, which are joined by a friction weld, thus avoiding a mixed structure in the weld
zone when stud welding
3.15
structure subjected to fatigue loading
structure subject to a set of typical load events described by the positions or movements of loads, their
variation in intensity and their frequency and sequence of occurrence
4 Symbols and abbreviated terms
4.1 Symbols
For the purposes of this International Standard, the following symbols apply.
C capacitance (expressed in mF)
d stud diameter (expressed in mm)
d welding diameter (expressed in mm)
w
h length of the threaded part of the nut
I current intensity (expressed in A)
L lift
P protrusion
t thickness of plate
t welding time (expressed in ms or s)
w
T torque (expressed in Nm)
U charging voltage (expressed in V)
W charging energy (expressed in Ws)
a bending angle (expressed in °)
4.2 Abbreviated terms
For the purposes of this International Standard, the following abbreviated terms apply.
CF ceramic ferrule
HAZ heat-affected zone
NP no protection
PA flat welding position
PC horizontal welding position
PE overhead welding position
pWPS preliminary welding procedure specification
SG shielding gas
WPS welding procedure specification
WPQR welding procedure qualification record
4 © ISO 2006 – All rights reserved
5 Technical review
When a technical review is required by an application standard, by specification or by use of ISO 3834-2,
ISO 3834-3 or ISO 3834-4, the manufacturer shall check, as appropriate, the following aspects:
a) the accessibility and welding position of the stud weld;
b) the nature of the surface and the collar shape of the welded joint;
c) materials and combinations of materials (see Tables A.3 and A.4);
d) the ratio of stud diameter to sheet metal thickness (avoidance of damage on the reverse side of the
sheet);
e) dimensions and details of the weld preparation and of the finished weld, including the nature of the stud
and sheet-metal surfaces, positional and angular accuracy and the length tolerance of the welded stud;
f) the use of special techniques to avoid damage to the reverse side of the sheet;
g) techniques to assure the angular position of the welded stud.
NOTE Consideration is paid to the multi-axial stress state arising from localized heating/cooling. This stress
concentration reduces the dynamic strength of a component with welded studs.
6 Welding personnel
6.1 Stud-welding operators
Stud-welding operators shall be qualified in accordance with ISO 14732:1998, 4.2.1 or 4.2.2. They shall have
appropriate knowledge to operate the equipment, to adjust it properly, to carry out the welding correctly and,
while doing so, to pay attention to good contact and suitable connection between the work piece cables and
uniform distribution of ferromagnetic materials (see Table A.8).
The qualification shall include testing in accordance with the acceptance criteria specified in 12.2.
A test of job knowledge is required for all qualification methods. This test shall cover, as a minimum:
a) setting up the welding equipment in accordance with the welding procedure specification;
b) basic knowledge of the way in which suitable connection of work piece cables, the polarity of the stud,
and arc blowing can influence the weld result (see Table A.8);
c) basic assessment of the welded joint for imperfections (see Tables A.5, A.6 and A.7);
d) safe execution of the welding operations, i.e. good contact of the stud in the stud holder, no movement
during the welding process, operation checking and correct positioning of the guns).
6.2 Welding coordination
Welding coordination shall be performed in accordance with ISO 14731.
Welding coordination personnel for stud welding shall have knowledge of and experience in the relevant
stud-welding process, and shall be able to select and set the correct parameters, e.g. lift, protrusion (plunge),
current intensity, and welding time.
A welding coordinator is not required for stud welding to structures subjected to unspecified static loading (see
Annex B).
7 Equipment
7.1 Production equipment
Suitable stud-welding equipment shall be used, with power supplies of sufficient capacity to weld the stud
properly to the parent material when the equipment is correctly set up. The following equipment shall be
available, as required:
a) power sources, control unit and movable fixtures;
b) cables with sufficient cross-section, solid connection terminals and sufficient earth connection;
c) handling equipment for the technical aspects of welding fabrication (jigs, fixtures);
d) weld data monitoring equipment;
e) post-drying equipment for ceramic ferrules;
f) cleaning facilities for contact points and welding points;
g) measuring and testing equipment;
h) equipment for pre- and post-treatment;
i) equipment and welding plant for retouching.
7.2 Description of the equipment
A list of the stud-welding equipment shall be maintained, which shall serve as evidence of the performance
and stud-welding application field. It shall include:
a) details of the smallest and largest weldable stud diameter;
b) the maximum number of studs to be welded per unit of time;
c) the regulating range of the power supply;
d) the mode of operation and performance of mechanized or automatic stud-welding equipment;
e) details of the available test equipment.
7.3 Maintenance
The correct functioning of the equipment shall be ensured. During production, a function check of the
actuation mechanisms shall be performed at fixed intervals. Cables, terminals, stud and ceramic ferrule
holders shall be regularly checked and replaced at the appropriate time. For mass production and
comprehensive quality requirements in accordance with ISO 3834-2, a maintenance plan for additional
essential systems shall be drawn up. Examples of such systems are:
a) stud sorting and feeding systems;
b) stud and ceramic ferrule holders;
c) mechanical guides and fixtures;
d) measuring equipment;
e) cables, hoses, connecting elements;
f) a monitoring system.
6 © ISO 2006 – All rights reserved
8 Production planning
For stud welding, the production planning shall also contain the following elements:
a) a definition of the required stud-welding procedures and equipment;
b) details of which jigs and fixtures are used;
c) the surface preparation method.
9 Welding procedure specification (WPS)
9.1 General
The welding procedure specification (WPS) shall give details of how a welding operation shall be performed
and shall contain all relevant information about the welding work.
Information listed in 9.2 to 9.13 is adequate for most welding operations. For some applications, it may be
necessary to supplement or reduce the list. The relevant information shall be specified in the WPS.
Ranges and tolerances shall be specified when appropriate. An example of the WPS format is given in
Annex C.
9.2 Information related to the manufacturer
9.2.1 Identification of the manufacturer
⎯ unambiguous identification.
9.2.2 Identification of the WPS
⎯ alphanumeric designation (reference code).
9.2.3 Reference to the welding procedure qualification record (WPQR) or other relevant documents
⎯ alphanumeric designation (reference code).
9.3 Information related to the parent material
9.3.1 Parent material type
⎯ identification of material, preferably by reference to an appropriate standard;
⎯ parent material(s) delivery condition.
NOTE A WPS can cover a material group in accordance with ISO/TR 15608. See also ISO/TR 20172, ISO/TR 20173
and ISO/TR 20174.
9.3.2 Dimensions
⎯ the thickness or range of thickness of the parent material;
⎯ other relevant dimensions.
9.4 Welding process
⎯ designation in accordance with ISO 4063.
9.5 Joint
9.5.1 Joint design
⎯ sketch of the joint design showing the relative positions of studs and tolerances;
⎯ the sequence of the welding of studs shall be indicated on the sketch if essential for application.
9.5.2 Welding position
⎯ welding positions shall be specified in accordance with ISO 6947.
9.5.3 Preparation of parent material surface
⎯ method of surface preparation, if necessary (e.g. cleaning, degreasing, pickling);
⎯ maximum time permitted between preparation and welding (if required).
9.5.4 Jigs and fixtures
⎯ the methods to be used (if required);
⎯ fixture details, templates, etc.
9.5.5 Support
⎯ the method of support;
⎯ specification of supporting material;
⎯ dimensions of support (when welding thin plates).
9.6 Studs
9.6.1 Designation
⎯ Designation according to standard, supplier or trade name; non-standard studs shall be specified.
9.6.2 Handling
⎯ if the studs are to be treated (e.g. by cleaning) before use, this shall be specified.
9.7 Auxiliaries
9.7.1 Ceramic ferrules (if any)
⎯ designation according to standard, supplier or trade name; non-standard ceramic ferrules shall be
specified;
⎯ if the ceramic ferrules are to be treated (e.g. by rebaking) before use, this shall be specified.
9.7.2 Protective gas (if any)
⎯ designation in accordance with ISO 14175.
8 © ISO 2006 – All rights reserved
9.8 Power source
⎯ manufacturer, type.
9.9 Movable fixtures
9.9.1 Welding gun/head
⎯ manufacturer, type;
⎯ damper.
9.9.2 Shielding gas system (if used)
⎯ gas flow rate;
⎯ (schematic) description showing nozzle dimensions and position of nozzle(s) in relation to stud and work
piece.
9.9.3 Stud feeding system (if any)
⎯ description of stud feeding system including sketch.
9.10 Welding variables
9.10.1 Drawn arc stud welding with ceramic ferrule or shielding gas and short-cycle drawn arc stud
welding
a) polarity;
b) welding current;
c) welding time;
d) lift;
e) protrusion;
f) damper;
g) number and position of earth clamps.
9.10.2 Capacitor discharge drawn arc stud welding or capacitor discharge stud welding with tip
ignition
a) polarity;
b) capacitance;
c) charging voltage;
d) spring force and/or gap length;
e) number and position of earth clamps;
f) welding cable configuration (if used for current control).
9.11 Thermal conditions
a) preheat temperature (if required);
b) if preheating is not required, the lowest permitted ambient temperature.
9.12 Post-weld heat-treatment
If, in special cases, any post-weld heat-treatment or ageing is necessary, specification of the procedure or
reference to a separate post-weld heat-treatment or ageing specification is required. This should include
specification of the entire thermal cycle.
9.13 Non-thermal treatment after welding
a) grinding, machining or any other mechanical treatment;
b) pickling or any other chemical treatment;
c) any special procedure for removal of ferrules.
10 Welding procedure qualification
10.1 Principles
Preliminary welding procedure specifications (pWPS) for arc stud welding shall be prepared in accordance
with Clause 9 and qualified prior to production, whenever required. They shall specify the range for all the
relevant parameters. In principle, the following methods of qualification are permitted, but specification or
application code requirements can restrict the choice of method:
a) qualification by welding procedure test in accordance with 10.2;
b) qualification by pre-production tests in accordance with 10.3;
c) qualification based on previous experience in accordance with 10.4.
All new welding procedure qualifications are to be in accordance with this International Standard from the date
of its issue. However, this International Standard does not invalidate previous welding procedure qualifications
made to former national standards or specifications, providing the technical requirements are satisfied and the
previous procedure qualifications are relevant to the application and production work on which they are to be
employed. Previous procedure qualifications to former national standards or specifications should be
considered at the time of the enquiry or contract stage and agreed between the contracting parties.
10.2 Welding procedure tests
10.2.1 Application
When welding procedure tests are required, these shall be carried out in accordance with the provisions in
10.2 of this International Standard, unless more severe tests are specified.
10.2.2 Proof of conformity of parent materials and stud materials
For the parent material and the stud material to be used, proof of conformity shall be available.
In the absence of such proof, the parent material and/or stud material shall be subjected to additional material
tests before the welding procedure tests. For this purpose, sufficient amounts of parent material and stud
material from the same melt as used in the test shall be made available.
10 © ISO 2006 – All rights reserved
10.2.3 Shape and dimensions of test pieces
The dimension of the test piece(s) shall be sufficient to carry out all tests. The thickness of the test pieces
shall be chosen so that the plate or flange thickness proposed for production is covered (see 10.2.8.6).
10.2.4 Welding
Preparation, set-up and welding of test pieces shall be carried out in accordance with the pWPS, under the
general conditions of production welding that they represent. The same welding positions shall be observed
as on the actual work piece. There shall be sufficient distance from the lateral earth clamps.
Welding procedure tests shall be carried out on the smallest and largest stud diameters used in practice.
As a minimum, the numbers of studs indicated in Table 1 shall be welded in the welding procedure test.
Table 1 — Numbers of studs to be welded in the welding procedure test
Number of studs to be
Welding process
welded
Drawn arc stud welding with ceramic ferrule or shielding gas (d u 12 mm)
For black-white combinations
Drawn arc stud welding with ceramic ferrule or shielding gas (d > 12 mm) 17
Short-cycle drawn arc stud welding 12
When using torque tests instead of macro examination 20
Capacitor discharge drawn arc stud welding 30
Capacitor discharge stud welding with tip ignition 30
NOTE For setting-up tests and replacement specimens (see Clause 14), it is recommended that a sufficient number of additional
studs be provided on the test pieces.
Welding and testing of the test pieces shall be witnessed by an examining body (see ISO 15607:2003, 3.9).
10.2.5 Scope of examination and testing
The examination and testing includes non-destructive and destructive tests, which shall be in accordance with
the requirements of Tables 2, 3 and 4.
All inspection and tests shall be performed in accordance with the procedures specified in Clause 11. The
number and type of test stated in Tables 2, 3 and 4 shall only be used in the case of the qualification of a
pWPS based on the use of stud material and parent material, as specified in Table A.3.
10.2.6 Acceptance criteria
The acceptance criteria described in Clause 12 shall be fulfilled unless otherwise specified.
Table 2 — Examination and testing of test pieces welded by drawn arc stud welding with ceramic
ferrule or shielding gas
Number of studs to be tested
Type of test
Application u 100°C Application > 100 °C
d u 12 mm d > 12 mm All diameters (d)
w w
Visual examination all
Bend testing 60° (see Figures 1a), 1b) or 1c)) 10 not applied
Bend testing by means of torque wrench (see
not applied 10
Figure 2)
a b
Tensile testing (see Figures 3, 4 or 5) 10 5 —
b
5 (optional instead
Radiographic examination not applied —
of tensile testing)
Macro examination (off-set 90° through the centre
of the stud)
a
Tensile testing is only required for welds between stud material of group 8, in accordance with ISO/TR 15608, and parent material
of material group 1 or 2, in accordance with ISO/TR 15608.
b
Only for structures subjected to fatigue loading.
Table 3 — Examination and testing of test pieces welded by short-cycle drawn arc stud welding
with d u 12 mm
w
Type of test Number of studs to be tested
Visual examination All
Bend testing 60° (see Figures 1a), 1b) or 1c)) 10
Torque test (see Figure 6) or macro examination (off-set 90° through the centre of 10 (torque test)
the stud)
2 (macro examination)
Table 4 — Examination and testing of test pieces welded by capacitor discharge stud welding
with tip ignition and capacitor discharge drawn arc stud welding
Type of test Number of studs to be tested
Visual examination All
Tensile testing (see Figures 3, 4 or 5) 10
Bend testing 30° [see Figures 1a), 1b) or 1c)] 20
10.2.7 Re-testing
If one of the studs fails to meet the requirements, two similar replacements studs can be taken from the
associated test pieces. If this is not possible, equivalent studs shall be welded subsequently. It is therefore
recommended that a sufficient number of replacement studs be provided for the welding procedure tests.
If more than one stud, or one of the two replacement studs, does not satisfy the requirements, the test has
failed.
12 © ISO 2006 – All rights reserved
10.2.8 Range of qualification
10.2.8.1 General
All the conditions of validity stated below shall be met independently of each other.
Changes outside of the ranges specified shall require a new welding procedure test.
There is no limit to the duration of the validity of the welding procedure qualification, provided that no quality
changes are made and that a production surveillance record is kept in accordance with 14.6.
However, since the result of stud welding depends not only on compliance with the welding procedure
specification, but also, for example, on the way that the mechanical capability of the welding guns is critical in
terms of weld quality, a production test shall be carried out at least once a year, as specified in 14.2.
In the event of production being suspended for more than one year, the validity of the welding procedure
qualification shall be confirmed in a production test.
10.2.8.2 Conditions related to the manufacturer
The qualification of a pWPS obtained by a manufacturer is valid for welding in workshops or sites under the
same technical and quality control of that manufacturer.
10.2.8.3 Conditions related to the welding process
The qualification is valid only for the welding process used in welding procedure test.
10.2.8.4 Conditions related to the parent material
A welding procedure test carried out with one of the steels of a material group, in accordance with
ISO/TR 15608, covers the steels with lower specified yield strength of this material group, or the lower alloyed
steels of the same material group for the intentional added elements, but not for fortuitous impurities. In
accordance with ISO/TR 15608, material group 3 covers material group 1 and material group 2, whilst material
group 21 covers material group 22, and vice versa.
10.2.8.5 Stud material
Welding procedure tests cover all materials of the same material group in accordance with ISO/TR 15608 with
the following addition:
a) For drawn-arc stud-welding processes up to 13 mm diameter, material groups 8 and 10 cover material
groups 1 and 2.1 and vice versa.
b) For capacitor discharge stud-welding processes, material group 8 covers material groups 1 to 6 and 11.1
and vice versa.
c) Material group 21 covers material group 22 and vice versa.
10.2.8.6 Parent material thickness
As recommended in Table A.1, the material thickness used for the welding procedure test applies to all
thicknesses which exceed those specified in Table A.1, providing the pWPS used in the welding procedure
test applies.
For material thicknesses below the recommended minimum thickness, a new welding procedure test is
required.
10.2.8.7 Conditions related to the stud diameter and shape
A single welding procedure test covers all stud shapes, but only the diameters used in the test.
Two welding procedure tests on different diameter studs cover the range between the two diameters and all
stud shapes.
10.2.8.8 Conditions related to the welding position
Using drawn arc stud welding with ceramic ferrule or shielding gas and short-cycle drawn arc stud welding,
welding position PC covers welding positions PE and PA, but not vice versa. For welding position PC, special
ceramic ferrules can be used. Welding position PE covers welding position PA, but not vice versa.
Using capacitor discharge stud welding with tip ignition and capacitor discharge drawn arc stud welding, a
welding procedure test carried out in any one welding position is valid for welding in all welding positions.
10.2.8.9 Conditions related to the welding equipment
If there is a change in the type of welding gun or head, and/or power source, or welding equipment
manufacturer, the welding procedure specification shall be verified by a production test.
10.2.8.10 Preheating
Welding procedure specifications that have been qualified by a welding procedure test without preheating are
also valid for those for welding with preheating, but not vice versa.
10.3 Pre-production tests
The general provisions of ISO 15613 shall be adhered to, with the following additions and modifications:
a) welding procedure specifications, pWPS and WPS, shall conform to the provisions of Clause 9;
b) the actual production shall be controlled by a suitable scheme for process control;
c) the number of studs (produced items) tested shall meet the requirements of 10.2.4, if possible;
d) qualification is limited to the same type of equipment, the same type and thickness of the
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14555
Deuxième édition
2006-10-01
Soudage — Soudage à l'arc des goujons
sur les matériaux métalliques
Welding — Arc stud welding of metallic materials
Numéro de référence
©
ISO 2006
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2006 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. v
Introduction . vi
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Symboles et termes abrégés . 4
4.1 Symboles . 4
4.2 Termes abrégés . 4
5 Revue technique . 5
6 Personnel en soudage. 5
6.1 Opérateurs de soudage des goujons . 5
6.2 Coordination en soudage . 6
7 Matériel . 6
7.1 Matériel de production . 6
7.2 Description du matériel. 6
7.3 Maintenance . 7
8 Planification de la production . 7
9 Descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS) . 7
9.1 Généralités . 7
9.2 Informations relatives au fabricant. 8
9.3 Informations relatives au matériau de base. 8
9.4 Procédé de soudage. 8
9.5 Assemblage. 8
9.6 Goujons . 9
9.7 Consommables de soudage . 9
9.8 Source de courant . 9
9.9 Dispositifs amovibles. 9
9.10 Variables de soudage. 10
9.11 Conditions thermiques. 10
9.12 Traitement thermique après soudage. 10
9.13 Traitement après soudage, autre qu'un traitement thermique . 10
10 Qualification du mode opératoire de soudage . 11
10.1 Principe. 11
10.2 Épreuve de qualification des modes opératoires de soudage. 11
10.3 Essais de préproduction. 15
10.4 Expérience acquise . 15
10.5 Procès-verbal de qualification du mode opératoire de soudage (PV-QMOS) . 15
11 Contrôles, examens et essais . 16
11.1 Généralités . 16
11.2 Contrôle visuel . 16
11.3 Essai de pliage . 16
11.4 Essai de traction . 20
11.5 Essai de torsion . 22
11.6 Examen macrographique. 23
11.7 Contrôle par radiographie. 23
12 Critères d'acceptation . 23
12.1 Généralités. 23
12.2 Critères d'acceptation pour le contrôle visuel. 24
12.3 Critères d'acceptation pour l'essai de pliage.24
12.4 Critères d'acceptation pour l'essai de traction . 24
12.5 Critères d'acceptation pour l'essai de torsion . 24
12.6 Critères d'acceptation pour l'examen macroscopique . 24
12.7 Critères d'acceptation pour le contrôle par radiographie. 25
12.8 Critères d'acceptation pour les contrôles, examens et essais complémentaires. 25
13 Conditions d'exécution. 25
14 Contrôle du processus . 25
14.1 Généralités. 25
14.2 Essai de production. 26
14.3 Essai de production simplifié . 27
14.4 Contre-essais pour l'essai de production ou l'essai de production simplifié . 27
14.5 Surveillance de production. 27
14.6 Rapport de surveillance de production . 27
14.7 Non-conformités et actions correctives . 28
14.8 Étalonnage des matériels de mesure, de contrôle, d'examen et d'essai . 28
Annexe A (informative) Mise en œuvre du soudage des goujons. 29
Annexe B (normative) Exigences de qualité en soudage des goujons . 49
Annexe C (informative) Descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS) du fabricant . 50
Annexe D (informative) Procès-verbal de qualification d'un mode opératoire de soudage
(PV-QMOS) (pour le soudage à l'arc des goujons par fusion et forgeage avec bague en
céramique ou gaz de protection et du soudage à l'arc avec cycle court). 51
Annexe E (informative) Procès-verbal de qualification d'un mode opératoire de soudage
(PV-QMOS) (pour le soudage à l'arc des goujons par décharge de condensateur par
fusion et forgeage et du soudage à l'arc des goujons par décharge de condensateur avec
amorçage par contact). 55
Annexe F (informative) Résultats d'essais — Essai de production (pour le soudage à l'arc des
goujons par fusion et forgeage avec bague en céramique ou gaz de protection et du
soudage à l'arc avec cycle court). 58
Annexe G (informative) Résultats d'essais — Essai de production (pour le soudage à l'arc des
goujons par décharge de condensateur par fusion et forgeage et du soudage à l'arc des
goujons par décharge de condensateur avec amorçage par contact). 60
Annexe H (informative) Exemple de rapport de surveillance de production . 63
Bibliographie . 64
iv © ISO 2006 – Tous droits réservés
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 14555 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 44, Soudage et techniques connexes,
sous-comité SC 10, Unification des prescriptions dans la technique du soudage des métaux.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 14555:1998), dont elle constitue une
révision technique.
Il convient de faire parvenir les demandes d'interprétations officielles de l'un quelconque des aspects de la
présente Norme internationale au Secrétariat de l'ISO/TC 44/SC 10, via le comité membre national dont une
liste exhaustive peut être trouvée à l'adresse http://www.iso.org.
Introduction
Le but du soudage à l'arc des goujons est de souder des éléments métalliques, ayant la plupart du temps une
forme de broche, sur des pièces en métal. Le soudage des goujons est utilisé, entre autres applications, par
exemple pour la constructions des ouvrages d'art (particulièrement les ponts mixtes), les constructions
métalliques, la fabrication des murs de façades, la fabrication des véhicules, la conception des équipements, la
fabrication des chaudières et la fabrication des appareils électroménagers.
La qualité des soudures de goujons dépend non seulement de l'observation stricte du descriptif de mode
opératoire de soudage, mais également du fonctionnement correct du mécanisme d'application (par exemple les
pistolets de soudage), de l'état des composants, des accessoires et de la source de courant de soudage.
La présente Norme internationale n'invalide pas les spécifications antérieures sous réserve que les exigences
techniques soient équivalentes et qu'elles soient satisfaites.
vi © ISO 2006 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 14555:2006(F)
Soudage — Soudage à l'arc des goujons sur les matériaux
métalliques
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale couvre le soudage à l'arc des goujons en matériau métallique soumis à des
chargements statiques et dynamiques. Elle spécifie les exigences particulières au soudage des goujons qui
se rapportent aux connaissances en soudage, aux exigences de qualité, au descriptif de mode opératoire de
soudage, à la qualification du descriptif de mode opératoire de soudage, aux épreuves de qualification des
opérateurs et au contrôle des soudures de production.
La présente Norme internationale est appropriée lorsqu'il est exigé de démontrer la capacité d'un fabricant à
produire des fabrications soudées possédant une qualité spécifiée.
NOTE Les exigences générales de qualité pour le soudage par fusion des matériaux métalliques sont données dans
l'ISO 3834-1, l'ISO 3834-2, l'ISO 3834-3, l'ISO 3834-4 et l'ISO 3834-5.
La présente Norme internationale a été préparée dans un esprit d'exhaustivité pour lui permettre d'être utilisée
comme référence dans les contrats. Les exigences qui sont données peuvent être adoptées en intégralité ou
bien certaines d'entre elles peuvent être supprimées si elles ne sont pas pertinentes par rapport à la
construction concernée (voir Annexe B).
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence (y compris les éventuels amendements) s'applique.
ISO 857-1, Soudage et techniques connexes — Vocabulaire — Partie 1: Soudage des métaux
ISO 3834-1, Exigences de qualité en soudage par fusion des matériaux métalliques — Partie 1: Critères pour
la sélection du niveau approprié d'exigences de qualité
ISO 3834-2, Exigences de qualité en soudage par fusion des matériaux métalliques — Partie 2: Exigences de
qualité complète
ISO 3834-3, Exigences de qualité en soudage par fusion des matériaux métalliques — Partie 3: Exigences de
qualité normale
ISO 3834-4, Exigences de qualité en soudage par fusion des matériaux métalliques — Partie 4: Exigences de
qualité élémentaire
ISO 4063, Soudage et techniques connexes — Nomenclature et numérotation des procédés
ISO 6947, Soudures — Positions de travail — Définitions des angles d'inclinaison et de rotation
ISO 9606-1, Épreuve de qualification des soudeurs — Soudage par fusion — Partie 1: Aciers
ISO 9606-2, Épreuve de qualification des soudeurs — Soudage par fusion — Partie 2: Aluminium et alliages
d'aluminium
1)
ISO 13918:— , Soudage — Goujons et bagues céramiques pour le soudage à l'arc des goujons
ISO 14175, Produits consommables pour le soudage — Gaz de protection pour le soudage et le coupage à
l'arc
ISO 14731, Coordination en soudage — Tâches et responsabilités
ISO 14732:1998, Personnel en soudage — Épreuve de qualification des opérateurs soudeurs pour le
soudage par fusion et des régleurs en soudage par résistance pour le soudage automatique et entièrement
automatique des matériaux métalliques
ISO 15607:2003, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux
métalliques — Règles générales
ISO/TR 15608, Soudage — Lignes directrices pour un système de groupement des matériaux métalliques
ISO 15611, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques —
Qualification sur la base de l'expérience en soudage
ISO 15613, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques —
Qualification sur la base d'un assemblage soudé de préproduction
ISO 15614-1:2004, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux
métalliques — Épreuve de qualification d'un mode opératoire de soudage — Partie 1: Soudage à l'arc et aux
gaz des aciers et soudage à l'arc des nickels et alliages de nickel
ISO 15614-2, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques —
Épreuve de qualification d'un mode opératoire de soudage — Partie 2: Soudage à l'arc de l'aluminium et de
ses alliages
ISO 17636, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par radiographie des assemblages
soudés par fusion
ISO 17662, Soudage — Étalonnage, vérification et validation du matériel utilisé pour le soudage, y compris
pour les procédés connexes
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 857-1, l'ISO 3834-1,
l'ISO 4063, l'ISO 14731, l'ISO 14732 et dans l'ISO 15607 ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1
goujon
tout élément d'assemblage fixé en utilisant un procédé de soudage de goujon
3.2
consommables de soudage
bagues en céramique et gaz de protection
3.3
opérateur de soudage des goujons
personnel mettant en œuvre un matériel de soudage des goujons
NOTE Dans certains cas particuliers (par exemple production de série dans l'usine du fabricant), le soudage peut
être exécuté par un personnel auxiliaire adéquat, formé et surveillé de manière appropriée.
1) À publier. (Révision de l'ISO 13918:1998)
2 © ISO 2006 – Tous droits réservés
3.4
diamètre de goujon
d
diamètre nominal du goujon
NOTE Voir l'ISO 13918.
3.5
diamètre de soudage
d
w
diamètre à la base de la soudure
3.6
zone soudée
surface soudée circonscrite par le diamètre de soudage
3.7
courant de soudage
valeur efficace (RMS) du courant de soudage en régime établi durant le temps d'arc
NOTE Le courant de soudage ne s'applique pas dans le cas de décharge de condensateur.
3.8
temps de soudage
temps écoulé entre l'amorçage et l'extinction finale de l'arc principal
3.9
levée
L
distance entre l'extrémité du goujon et la surface de la pièce, le mécanisme de levée du goujon étant en place et
mis en action
NOTE 1 Dans le cas du soudage avec une pointe d'amorçage, cette définition s'applique à l'écart d'amorçage.
NOTE 2 Voir Figure A.1.
3.10
plongée
mouvement axial du goujon en direction de la surface de la pièce
3.11
dépassement
P
〈mécanismes de levée non régulés〉 distance entre l'extrémité du goujon et la surface du dispositif support
dans leur position initiale, au droit de la pièce
NOTE 1 Un ressort est un mécanisme de levée non régulé.
NOTE 2 Voir Figure A.1.
3.12
soufflage magnétique
déviation magnétique de l'arc par rapport à l'axe du goujon
3.13
flux
apport d'aluminium disposé sur l'extrémité à souder du goujon, qui facilite l'amorçage et désoxyde le bain de
fusion
3.14
goujon bimatériau
goujon avec deux matériaux composé d'un matériau à l'extrémité à souder identique au matériau de base de
la pièce et d'un matériau dissemblable en dehors de l'extrémité à souder, les deux matériaux étant assemblés
par une soudure par friction, ce qui permet d'éviter une structure mixte dans la zone soudée lors du soudage
du goujon
3.15
construction soumise à un chargement de fatigue
construction soumise à un ensemble d'événements de chargement types, décrits par les positions ou les
mouvements des efforts, la variation de leur intensité ainsi que leur fréquence et leur séquence d'occurrence
4 Symboles et termes abrégés
4.1 Symboles
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les symboles suivants s'appliquent.
C capacité (exprimée en mF)
d diamètre de goujon (exprimé en mm)
d diamètre de soudage (exprimé en mm)
w
h longueur de la partie filetée de la tige
I intensité du courant (exprimée en A)
L levée
t épaisseur de la plaque
t temps de soudage (exprimé en ms ou s)
w
T couple (exprimé en Nm)
U tension de charge (exprimée en V)
W énergie de charge (exprimée en Ws)
a angle de pliage (exprimé en °)
4.2 Termes abrégés
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes abrégés suivants s'appliquent.
CF bague en céramique
HAZ zone thermiquement affectée
NP sans protection
P dépassement
PA position à plat
PC position horizontale
4 © ISO 2006 – Tous droits réservés
PE position au plafond
DMOS-P descriptif de mode opératoire de soudage préliminaire
SG gaz de protection
DMOS descriptif de mode opératoire de soudage
PV-QMOS procès-verbal de qualification de mode opératoire de soudage
5 Revue technique
Lorsqu'une revue technique est exigée par une norme d'application, une spécification ou du fait de l'utilisation
de l'ISO 3834-2, de l'ISO 3834-3 ou de l'ISO 3834-4, le fabricant doit vérifier, si nécessaire, les points
suivants:
a) l'accessibilité et la position de soudage du goujon;
b) la nature de la surface et la forme du bourrelet de l'assemblage soudé;
c) les matériaux et la combinaisons de matériaux (voir Tableaux A.3 et A.4);
d) le rapport du diamètre de goujon à l'épaisseur de la plaque (afin d'éviter l'endommagement de la face
opposée de la plaque);
e) les dimensions et les détails de la préparation de la soudure et de la soudure finie, y compris, par
exemple, la nature de la surface du goujon et de la surface de la plaque-support, l'exactitude du
positionnement et l'exactitude angulaire ainsi que la tolérance sur la longueur du goujon soudé;
f) l'utilisation de techniques spéciales afin d'éviter l'endommagement de la face opposée de la
plaque-support;
g) les techniques permettant d'assurer le positionnement angulaire du goujon soudé.
NOTE Prise en compte de l'état de contraintes multiaxées provenant du chauffage/du refroidissement localisé. Cette
concentration de contraintes réduit la résistance à la fatigue des composants comportant des goujons soudés.
6 Personnel en soudage
6.1 Opérateurs de soudage des goujons
Les opérateurs de soudage des goujons doivent être qualifiés conformément à l'ISO 14732:1998, 4.2.1 ou
4.2.2. Ils doivent posséder les connaissances permettant d'utiliser le matériel de soudage, de le régler
convenablement, d'effectuer le soudage correctement et en même temps de veiller à avoir un contact
satisfaisant, une liaison adéquate des câbles de masse avec la pièce et une répartition uniforme des
matériaux ferromagnétiques (voir Tableau A.8).
La qualification doit inclure les épreuves dont l'étendue est spécifiée en 12.2.
Une épreuve de vérification des connaissances est exigée pour toutes les méthodes de qualification.
L'épreuve doit couvrir au minimum:
a) le réglage du matériel de soudage conformément au descriptif de mode opératoire de soudage;
b) la connaissance de base concernant l'influence des câbles de masse fixés sur la pièce, de la polarité du
goujon et du soufflage magnétique quant à l'obtention d'un joint soudé correct (voir Tableau A.8);
c) l'évaluation de base des défauts du joint soudé (voir Tableaux A.5, A.6 et A.7);
d) la bonne exécution des opérations de soudage (bon contact du goujon dans le dispositif porte-goujon,
absence de mouvement au cours de l'opération de soudage, vérification du fonctionnement,
positionnement correct des pistolets).
6.2 Coordination en soudage
La coordination en soudage doit être effectuée conformément à l'ISO 14731.
Le personnel de coordination pour le soudage des goujons doit posséder la connaissance et l'expérience du
procédé de soudage des goujons utilisé et doit être capable de choisir et de régler correctement les
paramètres, par exemple la levée, le dépassement (plongée), l'intensité du courant, le temps de soudage.
Un coordinateur en soudage n'est pas exigé pour le soudage des goujons sur les constructions soumises à
un chargement statique non spécifié (voir Annexe B).
7 Matériel
7.1 Matériel de production
Un matériel de soudage des goujons convenable doit être utilisé ainsi que des sources de courant de capacité
suffisante pour permettre le soudage du goujon au matériau de base, de façon satisfaisante lorsque le
matériel est réglé de manière correcte. Le matériel suivant doit être disponible parce que nécessaire:
a) sources de courant, unités de commande et dispositifs de fixation amovibles;
b) câbles de section suffisante, embouts de fixation pleins et mise à la terre suffisante;
c) matériel de maintien relatif aux aspects techniques de la fabrication soudée (montages de bridage,
fixations);
d) matériel de surveillance des paramètres de soudage;
e) matériel de séchage des bagues en céramique;
f) matériel pour le nettoyage des points de contact et des zones de soudage;
g) matériel de mesure, de contrôle, d'examen et d'essai;
h) matériel pour le pré- et le postchauffage;
i) matériel pour les reprises, y compris le matériel de soudage.
7.2 Description du matériel
Une liste du matériel de soudage des goujons doit être tenue à jour. La liste sert à montrer les
caractéristiques des opérations et le domaine d'application du soudage des goujons. Elle doit comporter
notamment:
a) des détails relatifs aux diamètres maximal et minimal des goujons qu'il est possible de souder;
b) le nombre maximal de goujons qu'il est possible de souder par unité de temps;
c) la plage de réglage de la source de courant;
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d) le mode de fonctionnement et les performances du matériel mécanisé ou automatique de soudage des
goujons;
e) les détails relatifs au matériel d'essai disponible.
7.3 Maintenance
Le fonctionnement correct du matériel doit être assuré. Au cours de la production, une vérification du
fonctionnement des dispositifs d'actionnement doit être effectuée à des intervalles réguliers. Les câbles, les
connexions, les dispositifs de maintien des goujons et des bagues en céramique doivent être vérifiés de façon
régulière et remplacés en temps utile. Pour la production de série et des exigences de qualité complète selon
l'ISO 3834-2, un plan de maintenance pour les systèmes essentiels complémentaires doit être établi. Des
exemples de tels systèmes sont les suivants:
a) systèmes de tri et d'alimentation des goujons;
b) dispositifs de maintien des goujons et des bagues en céramique;
c) dispositifs de guidage et de fixation mécaniques;
d) matériel de mesure;
e) câbles, gaines et éléments de connexion;
f) matériel de surveillance.
8 Planification de la production
Dans le cas du soudage des goujons, la planification de la production doit également couvrir les détails
suivants:
a) définition du matériel et des modes opératoires de soudage des goujons;
b) détails précisant les dispositifs de bridage et de fixation utilisés;
c) méthode de préparation des surfaces.
9 Descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS)
9.1 Généralités
Le descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS) doit donner les détails sur la manière dont une
opération de soudage doit être réalisée et doit comporter toutes les informations appropriées concernant la
tâche de soudage.
Les informations énumérées de 9.2 à 9.13 sont adéquates pour la plupart des opérations de soudage. Pour
certaines applications, il peut être nécessaire d'en compléter ou d'en réduire la liste. Les informations
appropriées doivent être spécifiées dans le DMOS.
Les domaines de validité et les tolérances doivent être spécifiés si nécessaire. Un exemple de DMOS est
fourni dans l'Annexe C.
9.2 Informations relatives au fabricant
9.2.1 Identification du fabricant
⎯ identification non ambiguë.
9.2.2 Identification du DMOS
⎯ désignation alphanumérique (code de référence).
9.2.3 Référence au procès-verbal de qualification du mode opératoire de soudage (PV-QMOS) ou
autres documents exigés
⎯ désignation alphanumérique (code de référence).
9.3 Informations relatives au matériau de base
9.3.1 Type de matériau de base
⎯ identification du matériau, de préférence par référence à une norme appropriée;
⎯ conditions de livraison du ou des matériaux de base.
NOTE Un DMOS peut couvrir un groupe de matériaux conformément à l'ISO/TR 15608. Voir également
l'ISO/TR 20172, l'ISO/TR 20173 et l'ISO/TR 20174.
9.3.2 Dimensions
⎯ l'épaisseur ou la gamme d'épaisseur du matériau de base;
⎯ autres dimensions pertinentes.
9.4 Procédé de soudage
⎯ désignation conformément à l'ISO 4063.
9.5 Assemblage
9.5.1 Conception de l'assemblage
⎯ schéma de la conception de l'assemblage montrant les positions relatives des goujons ainsi que les
tolérances;
⎯ la séquence de soudage des goujons doit figurer sur le schéma dans le cas où elle est essentielle pour
l'application.
9.5.2 Position de soudage
⎯ les positions de soudage doivent être spécifiées conformément à l'ISO 6947.
9.5.3 Préparation de la surface du matériau de base
⎯ méthode de préparation de la surface, si nécessaire (par exemple nettoyage, dégraissage, décapage);
⎯ délai maximal autorisé entre la préparation et le soudage (si nécessaire).
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9.5.4 Dispositifs de bridage et de fixation
⎯ méthodes à utiliser (si nécessaire);
⎯ détails des fixations, des gabarits, etc.
9.5.5 Supportage
⎯ la méthode de supportage;
⎯ la spécification du matériau;
⎯ les dimensions du dispositif de supportage (lors du soudage sur plaques minces).
9.6 Goujons
9.6.1 Désignation
⎯ désignation conformément à une norme, à un fournisseur ou à une marque commerciale; les goujons non
normalisés doivent faire l'objet d'une spécification.
9.6.2 Traitement
⎯ dans le cas où les goujons doivent subir un traitement (par exemple un nettoyage) avant leur utilisation,
celui-ci doit être spécifié.
9.7 Consommables de soudage
9.7.1 Bagues en céramique (le cas échéant)
⎯ désignation conformément à une norme, à un fournisseur ou à une marque commerciale; les bagues en
céramique non normalisées doivent faire l'objet d'une spécification;
⎯ dans le cas où les bagues en céramique doivent subir un traitement (par exemple un séchage) avant leur
utilisation, celui-ci doit être spécifié.
9.7.2 Gaz de protection (le cas échéant)
⎯ désignation conformément à l'ISO 14175.
9.8 Source de courant
⎯ fabricant, type.
9.9 Dispositifs amovibles
9.9.1 Pistolet ou tête de soudage
⎯ fabricant, type;
⎯ amortisseur.
9.9.2 Système de gaz de protection (si utilisé)
⎯ débit de gaz;
⎯ description (schématique) indiquant les dimensions de buse et les positions de la ou des buses par
rapport au goujon et à la pièce.
9.9.3 Dispositif d'alimentation des goujons (le cas échéant)
⎯ description, avec schéma, du dispositif d'alimentation des goujons.
9.10 Variables de soudage
9.10.1 Soudage à l'arc des goujons par fusion et forgeage avec bague en céramique ou gaz de
protection et du soudage à l'arc avec cycle court
a) Polarité;
b) courant de soudage;
c) temps de soudage;
d) levée;
e) dépassement;
f) amortisseur;
g) nombre et positions des connecteurs de pièce.
9.10.2 Soudage par décharge de condensateur avec fusion et forgeage et soudage par décharge de
condensateur avec amorçage par contact
a) Polarité;
b) capacité;
c) tension de charge;
d) force du ressort et/ou valeur de l'écart initial;
e) nombre et position des connecteurs de pièce;
f) configuration du câble de soudage (si utilisé pour la commande du courant de soudage).
9.11 Conditions thermiques
a) Température de préchauffage (si exigé);
b) dans le cas où le préchauffage n'est pas exigé, température ambiante minimale autorisée.
9.12 Traitement thermique après soudage
Dans le cas particulier où un quelconque traitement thermique après soudage ou un traitement de
vieillissement est nécessaire, une spécification fournissant la procédure ou une référence à un traitement
thermique après soudage spécifique ou bien une spécification de traitement de vieillissement sont exigées. Il
convient que la spécification couvre la totalité du cycle thermique.
9.13 Traitement après soudage, autre qu'un traitement thermique
a) Meulage, usinage ou tout autre traitement mécanique;
b) décapage ou tout autre traitement chimique;
c) toute procédure spéciale d'élimination des bagues en céramique.
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10 Qualification du mode opératoire de soudage
10.1 Principe
Le descriptif de mode opératoire préliminaire (DMOS-P) de soudage des goujons doit être préparé
conformément à l'Article 9 et qualifié avant la production, chaque fois qu'il en est ainsi prescrit. Il doit spécifier
le domaine de tous les paramètres pertinents. Les méthodes de qualification suivantes sont en principe
permises, mais la spécification ou les exigences du code d'application peuvent restreindre le choix de la
méthode:
a) épreuve de qualification de mode opératoire de soudage conformément à 10.2;
b) qualification par des essais sur assemblages de préproduction conformément à 10.3;
c) qualification sur la base de l'expérience acquise conformément à 10.4.
Toute nouvelle qualification de mode opératoire de soudage doit être obtenue conformément à la présente
Norme Internationale, dès sa parution. Toutefois, la présente Norme Internationale n'invalide pas les
qualifications de modes opératoires existantes obtenues conformément à des normes nationales ou à des
spécifications préexistantes, sous réserve que les exigences techniques soient satisfaites et que les
qualifications antérieures soient pertinentes vis-à-vis de l'application et du travail de production pour
lesquelles elles doivent être appliquées. Il convient que la prise en compte des qualifications de modes
opératoires de soudage antérieures conformément à des normes nationales ou à des spécifications
intervienne à la date de l'enquête ou du contrat et soit agréée entre les parties contractantes.
10.2 Épreuve de qualification des modes opératoires de soudage
10.2.1 Application
Lorsqu'une épreuve de qualification de mode opératoire de soudage est exigée, cette épreuve doit être
effectuée conformément aux dispositions de 10.2, sauf dans le cas où une épreuve plus sévère est spécifiée.
10.2.2 Preuve de conformité des matériaux de base et des matériaux constituant les goujons
Une preuve de conformité doit être disponible pour le matériau de base et le matériau constituant le goujon.
En l'absence d'une telle preuve, le matériau de base et/ou le matériau constituant le goujon doit/doivent être
soumis à des essais complémentaires préalablement à l'épreuve de qualification du mode opératoire de
soudage. À cet effet, des quantités suffisantes de matériau de base et de matériau constituant le goujon et
provenant de la ou des mêmes coulées que celle(s) utilisée(s) lors de l'épreuve doivent être disponibles.
10.2.3 Forme et dimensions des assemblages de qualification
Les dimensions du ou des assemblages de qualification doivent être suffisantes pour permettre l'exécution de
tous les contrôles, examens et essais. L'épaisseur des assemblages de qualification doit être choisie afin que
l'épaisseur de la plaque ou de la semelle du profilé proposée pour la production soit qualifiée (voir 10.2.8.6).
10.2.4 Soudage
La préparation, le réglage et le soudage des assemblages de qualification doivent être réalisés conformément
au DMOS-P et sous les conditions générales de production par soudage qu'elles doivent représenter. Les
mêmes positions de soudage que celles correspondant à la pièce réelle doivent être adoptées. Une distance
suffisante entre les connecteurs de pièce latéraux doit être respectée.
Les épreuves de qualification des modes opératoires de soudage doivent être réalisées sur les diamètres
maximal et minimal de goujon utilisés dans la pratique.
Un nombre de goujons au moins égal à celui indiqué dans le Tableau 1 doit être soudé au cours de l'épreuve
de qualification du mode opératoire de soudage.
Tableau 1 — Nombre de goujons devant être soudés lors de l'épreuve de qualification
du mode opératoire de soudage
Nombre de goujons
Procédé de soudage
devant être soudés
Soudage à l'arc des goujons par fusion et forgeage avec bague en céramique ou gaz de
protection (d u 12 mm)
Pour les combinaisons noir/blanc
Soudage à l'arc des goujons par fusion et forgeage avec bague en céramique ou gaz de
protection (d > 12 mm)
Soudage à l'arc des goujons avec cycle court 12
Utilisation de l'essai de torsion en remplacement de l'examen macroscopique 20
Soudage à l'arc des goujons par décharge de condensateur par fusion et forgeage 30
Soudage à l'arc des goujons par décharge de condensateur avec amorçage par contact 30
NOTE Pour les essais de réglage et pour les éprouvettes de remplacement (voir Article 14), il est recommandé de souder un
nombre suffisant de goujons supplémentaires sur les assemblages de qualification.
Le soudage ainsi que les examens, contrôles et essais des assemblages de qualification doivent être
surveillés par un organisme d'inspection (voir l'ISO 15607:2003, 3.9).
10.2.5 Étendue des contrôles, examens et essais
Les contrôles, examens et essais comportent des contrôles non destructifs et des essais destructifs qui
doivent être conformes aux exigences des Tableaux 2, 3 et 4.
Tous les contrôles, examens et essais doivent être réalisés conformément aux procédures spécifiées dans
l'Article 11. Le nombre et le type de contrôle, examen ou essai indiqués dans les Tableaux 2, 3 et 4 doivent
être utilisés seulement lors de la qualification d'un DMOS-P basé sur l'utilisation d'un matériau constituant le
goujon et d'un matériau de base spécifiés dans le Tableau A.3.
10.2.6 Critères d'acceptation
Les critères d'acceptation donnés dans l'Article 12 doivent être satisfaits, sauf spécification contraire.
Tableau 2 — Examens, contrôles et essais des assemblages de qualification soudés par soudage à
l'arc des goujons par fusion et forgeage avec bague en céramique ou gaz de protection
Nombre de goujons soumis aux contrôles,
examens ou essais
Type de contrôle, examen ou essai
Application u 100 °C Application > 100 °C
d u 12 mm d > 12 mm Tous les diamètres (d)
w w
Contrôle visuel tous
Essai de pliage à 60° [voir Figure 1 a), b) ou c)] 10 Non appliqué
Essai de pliage à la clé dynamométrique
Non appliqué 10
(voir Figure 2)
a b
Essai de traction (voir Figures 3, 4 ou 5) 10 5 —
b
5 (optionnel en
Contrôle par radiographie Non appliqué remplacement de —
l'essai de traction)
Examen macrographique (décalage de 90° par
rapport au centre du goujon)
a
L'essai de traction est exigé seulement pour les soudures entre un matériau de goujon du groupe 8 conformément à
l'ISO/TR 15608 et un matériau de base du groupe 1 ou 2 conformément à l'ISO/TR 15608.
b
Seulement pour les structures soumises à un chargement de fatigue.
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Tableau 3 — Contrôles, examens et essais pour les assemblages de qualification soudés
par soudage à l'arc avec cycle court avec d u 12 mm
w
Nombre de goujons soumis aux
Type de contrôle, examen ou essai contrôles, examens
ou essais
Contrôle visuel Tous
Essai de pliage à 60° [voir Figure 1 a), b) ou c)] 10
10 (essais de torsion)
Essai de torsion (voir Figure 6) ou examen macroscopique (d
...
Questions, Comments and Discussion
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