ISO 15614-11:2002
(Main)Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Welding procedure test — Part 11: Electron and laser beam welding
Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Welding procedure test — Part 11: Electron and laser beam welding
Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques — Épreuve de qualification d'un mode opératoire — Partie 11: Soudage par faisceau d'électrons et par faisceau laser
La présente norme internationale spécifie comment un descriptif de mode opératoire de soudage par faisceau d'électrons et par faisceau laser est qualifié par épreuve. La présente norme fait partie d'une série de normes, les détails sur cette série de normes sont donnés dans l'annexe A du prISO 15607. Elle définit les conditions d'exécution des épreuves de qualification de mode opératoire de soudage ainsi que les limites de validité d'un mode opératoire de soudage qualifié, pour toutes les opérations pratiques de soudage dans le domaine de validité des variables indiqué à l'article 8. Les essais doivent être effectués conformément à la présente norme, avec des essais complémentaires si spécifiés. La présente norme s'applique aux matériaux métalliques, quelle que soit la forme des pièces, leurs épaisseurs, leur méthode de fabrication (laminage, forgeage, moulage, frittage, etc.) et leur traitement thermique. Elle couvre sans restriction la production de pièces neuves et les travaux de réparation.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15614-11
First edition
2002-03-15
Specification and qualification of welding
procedures for metallic materials —
Welding procedure test —
Part 11:
Electron and laser beam welding
Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les
matériaux métalliques — Épreuve de qualification d'un mode opératoire —
Partie 11: Soudage par faisceau d'électrons et par faisceau laser
Reference number
ISO 15614-11:2002(E)
©
ISO 2002
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ISO 15614-11:2002(E)
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in the country of the requester.
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ISO 15614-11:2002(E)
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 3.
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 part of ISO 15614 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 15614-11 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) in collaboration with Technical
Committee ISO/TC 44, Welding and allied processes, Subcommittee SC 10, Unification of requirements in the field
of metal welding, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna
Agreement).
Throughout the text of this document, read ".this European Standard." to mean ".this International Standard.".
ISO 15614 consists of the following parts, under the general title 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
— Part 2: Arc welding of aluminium and its alloys
— Part 3: Arc welding of cast iron
— Part 4: Arc welding of aluminium castings
— Part 5: Arc welding of titanium, zirconium and their alloys
— Part 6: Arc welding of copper and copper alloys
— Part 7: Corrosion resistant overlay, cladding restore and hardfacing
— Part 8: Welding of tubes to tube-plate joints
— Part 9: Arc underwater hyperbaric wet welding
— Part 10: Underwater hyperbaric dry welding
— Part 11: Electron and laser beam welding
— Part 12: Spot, seam and projection welding
— Part 13: Flash and butt welding
Annex ZA forms a normative part of this part of ISO 15614. Annex A is for information only.
Annex ZA provides a list of corresponding International and European Standards for which equivalents are not
given in the text.
For the purposes of this part of ISO 15614, the CEN annex regarding fulfilment of European Council Directives has
been removed.
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ISO 15614-11:2002(E)
Contents
page
Foreword.v
Introduction .vi
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions.2
4 Welding procedure specification (WPS).2
5 Welding procedure test .2
6 Test piece.2
6.1 General.2
6.2 Shape and dimensions of test pieces.2
6.3 Welding of test pieces .7
7 Examination and testing .7
7.1 Extent of examination and testing .7
7.2 Location and cutting of test specimens .10
7.3 Non-destructive examination.14
7.4 Destructive tests .14
7.5 Re-testing.16
8 Range of qualification .16
8.1 General.16
8.2 Related to the manufacturer .16
8.3 Related to the equipment.16
8.4 Related to the jigs, fixtures and tooling .16
8.5 Related to the parent material .16
8.6 Related to the filler materials.17
8.7 Related to the joint geometry .17
8.8 Related to the presence of a weld backing .17
8.9 Related to the weld type.17
8.10 Related to the welding position.18
8.11 Related to the welding parameters .18
8.12 Related to preheating .18
8.13 Related to post weld heat treatment .18
8.14 Related to the number of passes .18
8.15 Duration of validity .18
9 Welding Procedure Qualification Record (WPQR) .18
Annex A (informative) Welding Procedure Qualification Record form (WPQR) .19
Annex ZA (normative) Corresponding International and European Standards for which equivalents
are not given in the text . 23
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ISO 15614-11:2002(E)
Foreword
This document (EN ISO 15614-11:2002) has been prepared by Technical Committee CEN/TC 121 "Welding", the
secretariat of which is held by DS, in collaboration with Technical Committee ISO/TC 44 “Welding and allied
processes".
This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text or
by endorsement, at the latest by September 2002, and conflicting national standards shall be withdrawn at the
latest by September 2002.
This document has been prepared under a mandate given to CEN by the European Commission and the European
Free Trade Association, and supports essential requirements of EU Directive(s).
Annex A is informative. Annex ZA is normative.
According to the CEN/CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following
countries are bound to implement this European Standard : Austria, Belgium, Czech Republic, Denmark, Finland,
France, Germany, Greece, Iceland, Ireland, Italy, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Portugal, Spain,
Sweden, Switzerland and the United Kingdom.
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ISO 15614-11:2002(E)
Introduction
Qualification of welding procedures serves to demonstrate that production operations fully comply with the agreed
welding procedure including preliminary and subsequent treatment.
Before a particular welding procedure is used in a production operation, the manufacturer should determine and
document the suitability of the Welding Procedure Specification (WPS) to produce a weld of the required quality.
To date the suitability of welding procedures has been established for weldments as part of the quality assurance
activity. Until now, establishing the suitability of welding procedures by weld procedure testing was carried out and
documented only for weldments involving safety and the public interest. The European harmonization of the
provision for welding procedure tests is currently being sought by means of European Standards. In this way
greater confidence will be generated for the customer by the manufacturer.
The proofs also serve as the basis for the mutual recognition of performance reached by the relevant authorities. In
this standard, the term "welding procedure" comprises all the activities which influence the welding result, such as
preparation, welding parameters, post treatment and reworking.
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ISO 15614-11:2002(E)
1 Scope
This European Standard specifies how a welding procedure specification for electron or laser beam welding is
qualified by a welding procedure test.
This standard is a part of a series of standards, details of this series are given in prEN ISO 15607, annex A.
It defines the conditions for the execution of welding procedure qualification tests and the limits of validity of a
qualified welding procedure for all practical welding operations within the range of variables listed in clause 8.
Tests shall be carried out in accordance with this standard together with additional tests when specified.
This standard applies to metallic materials, irrespective of the shape of the parts, their thicknesses, manufacturing
method (rolling, forging, casting, sintering, etc.) and their heat treatment. It covers unlimitedly the production of new
parts and repair work.
2 Normative references
This European Standard incorporates by dated or undated reference, provisions from other publications. These
normative references are cited at the appropriate places in the text and the publications are listed hereafter. For
dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this European
Standard only when incorporated in it by amendment or revision. For undated references the latest edition of the
publication referred to applies (including amendments).
EN 571-1, Non destructive testing — Penetrant testing — Part 1 : General principles.
EN 895, Destructive tests on welds in metallic materials — Transverse tensile test.
EN 910, Destructive tests on welds in metallic materials — Bend tests.
EN 970, Non-destructive examination of fusion welds — Visual examination.
EN 1043-2, Destructive test on welds in metallic materials — Hardness test — Part 2: Micro hardness testing on
welded joints.
EN 1290, Non-destructive examination of welds — Magnetic particle examination of welds.
EN 1321, Destructive tests on welds in metallic materials — Macroscopic and microscopic examination of welds.
EN 1435, Non-destructive examination of welds — Radiographic examination of welded joints.
EN 1714, Non destructive examination of welds —- Ultrasonic examination of welded joints.
EN ISO 6947, Welds — Working positions — Definitions of angles of slope and rotation (ISO 6947:1993).
prEN ISO 15607, Specification and approval of welding procedures for metallic materials – General rules
(ISO/DIS 15607:2000).
prEN ISO 15609-3:2000,Specification and approval of welding procedures for metallic materials - Welding
procedure specification — Part 3: Electron beam welding (ISO/DIS 15609-3:2000).
prEN ISO 15609-4:2000, Specification and approval of welding procedures for metallic materials - Welding
procedure specification — Part 4: Laser beam welding (ISO/DIS 15609-4:2000).
EN ISO 13919-1, Welding — Electrons and laser beam welded joints — Guidance on quality levels for
imperfections — Part 1: Steel (ISO 13919-1:1996).
prEN ISO 13919-2, Welding — Electron and laser beam welded joints — Guidance on quality levels for
imperfections — Part 2: Aluminium and its weldable alloys (ISO/FDIS 13919-2:1999).
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ISO 15614-11:2002(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this European Standard, the terms and definitions given in prEN ISO 15607,
prEN ISO 15609-3 and prEN ISO 15609-4 apply.
4 Welding procedure specification (WPS)
A pWPS (preliminary welding procedure specification) shall be prepared in accordance with
prEN ISO 15609-3 for electron beam welding and prEN ISO 15609-4 for laser beam welding. It shall specify the
tolerances for all the relevant parameters.
A WPS shall be classified as pWPS until it is qualified in accordance with this standard.
The welding procedure specification (WPS) shall give details on how a welding operation is to be performed,
including tacking and fixturing.
5 Welding procedure test
The manufacture and testing of test pieces shall be in accordance with clauses 6 and 7 of this standard.
In order to take into account the service performance needs of the products, the qualification may be made
according to any of the acceptance levels B, C or D as defined in EN ISO 13919-1 for steels or in prEN ISO 13919-
2 for aluminium and its alloys.
The quality level necessary in each case should be specified by the application standard or the responsible
designer.
6 Test piece
6.1 General
The assembly to which the electron or laser beam welding procedure applies in production may be represented by
one or more standardized test pieces as defined in 6.2.
6.2 Shape and dimensions of test pieces
The test pieces shall be of sufficient size to ensure an adequate heat distribution and for the application of non-
destructive and/or destructive tests.
The test piece shall be designed to represent, as far as possible, the component and joint geometry and shall be
specified.
One or more additional test pieces or a longer test piece than the minimum size, may be used in order to allow for
extra and/or for re-testing specimens, according to 7.5.
For plate material, the principal direction of rolling shall be marked on the test piece, if requested by the application
standard or the specification.
The thickness and/or pipe outside diameter of the test pieces shall be selected in accordance with 8.5.2.1 to
8.5.2.2.
Unless otherwise specified, the shape and minimum dimensions of the test piece shall be as defined hereafter.
Nonetheless, the length of the test piece shall be such as to permit the appropriate number of test specimens (as
given in Tables 1 to Table 3) to be prepared.
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ISO 15614-11:2002(E)
6.2.1 Linear butt weld
The test piece shall be in accordance with Figure 1.
Key
1 Edge preparation and fit-up as detailed in the preliminary Welding Procedure Specification (pWPS)
a = 3 x t ; minimum value 150 mm
b = 6 x t ; minimum value 300 mm
t = thickness of the thinner material in a dissimilar thickness joint
Figure 1 — Test piece for a linear butt weld
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ISO 15614-11:2002(E)
6.2.2 Circular butt weld
The test piece shall be in accordance with Figures 2 a) or 2 b). When small pipe diameters are used, several test
pieces may be necessary.
In cases where the diameter, D, of the part is greater than 150 mm and D > 20 t, the qualification of the procedure
may be achieved by welding a linear test piece. The test shall be designed to incorporate the weld overlap and
slope down areas.
NOTE The word pipe is used to mean "pipe", "tube" or "hollow section".
6.2.2.1 Radial butt weld in pipe (in accordance with Figure 2 a)
6.2.2.2 Axial weld in pipe to pipe or pipe to plate (in accordance with Figure 2 b)
Key
1 Edge preparation and fit-up as detailed in the preliminary Welding Procedure Specification (pWPS)
a = 3 x t ; minimum value 150 mm
D = outside dimension of the pipe
t = wall thickness of the thinner pipe in a dissimilar thickness joint
a) Test piece for a radial butt weld in pipe
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ISO 15614-11:2002(E)
Key
1 Edge preparation and fit-up as detailed in the preliminary Welding Procedure Specification (pWPS)
a = minimum plate dimension or component diameter
D = outside dimension of the pipe
a D +6 t ; minimum value D + 150 mm
t = plate thickness
b) Test piece for an axial weld in pipe to pipe or pipe to plate
Figure 2 — Test pieces for circular butt welds
6.2.3 Other types
6.2.3.1 T-joint
The test piece shall be in accordance with Figure 3.
T-joint of the following types can be made :
a) T-butt from one side ;
b) T-butt from two sides ;
c) fillet weld (partial penetration) from one or two side(s) ;
d) a stake weld(s).
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ISO 15614-11:2002(E)
Key
1 Edge preparation and fit-up as detailed in the preliminary Welding Procedure Specification (pWPS)
For a), b) and c) configurations : For d) configuration :
a 6 x t ; minimum value 50 mm a 6 x t ; minimum value 50 mm
1 1 1 2
a 6 x t ; minimum value 100 mm a 6 x t ; minimum value 100 mm
2 1 2 2
b 300 mm b 300 mm
t and t = plate thicknesses
1
2
Figure 3 — Test piece for a T-joint
6.2.3.2 Lap weld
The test piece for a two layer lap weld shall be in accordance with the assembly shown in Figure 4.
The weld may be either partial or full penetration through all sheets or plates.
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ISO 15614-11:2002(E)
Key
1 Edge preparation and fit-up as detailed in the preliminary Welding procedure specification (pWPS)
a 4 x (t + t ) ; minimum value 100 mm
1 2
b 300 mm
t and t = plate thicknesses
1 2
NOTE The joint may also consist of three or more overlapping sheets.
Figure 4 — Test piece for a lap weld
6.3 Welding of test pieces
Preparation and welding of test pieces representative of the application shall be carried out in accordance with the
pWPS and under the same conditions as those used for welding production.
If tack welds are to be fused into the final joint, they shall be included in the test piece.
Welding and testing of the test pieces shall be witnessed by an examiner or an examining body.
7 Examination and testing
7.1 Extent of examination and testing
Examination and testing include the non-destructive examination (NDE) and destructive testing which shall be in
accordance with the requirements of Tables 1, 2 or 3, as appropriate.
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ISO 15614-11:2002(E)
Table 1 — Examination and tests for welds in accordance with acceptance level B
Test piece Type of examination and test Extent of examination and test See table
footnote
Butt weld - Visual examination 100 % -
Figures 1, 2 a) and 2 b) - Radiographic examination 100 % a
- Ultrasonic examination 100 % a
- Surface crack detection 100 % b
- Metallographic examination 1 section minimum c
- Hardness test if required d
- Transverse bend test if required : e
2 root bend specimens
and
2 face bend specimens
- Longitudinal bend test if required : f
1 root bend specimen and
1 face bend specimen
- Transverse tensile test 2 specimens g
- Toughness test 1 set of specimens h
T-joint - Visual examination 100 % -
i b
- Surface crack detection 100 %
Figure 3
- Ultrasonic examination 100 % j
- Hardness test if required -
- Metallographic examination 2 sections c
- Other tests if required
Lap weld - Visual examination 100 % -
Figure 4 - Metallographic examination 2 sections c
- other tests (e.g. hardness, leak test, if required -
peel test, .)
a
Radiographic and/or ultrasonic examination.
b
Penetrant testing or magnetic particle examination. For non-magnetic materials, penetrant testing.
c
One section required for a butt weld in plate ; three sections required for a butt weld in pipe (see Figure 6) ; for each
standard welding position in accordance with EN ISO 6947. These sections shall be subjected to macroscopic and
microscopic examinations.
d
Hardness tests are required depending on base and filler material.
e
The two root and two face bend test specimens should be preferably replaced by four side bend test specimens when
t 20 mm.
f
Longitudinal bend tests may be used in the case of flat heterogeneous assemblies and replace transverse bend tests.
g
For butt welds according to Figure 2 b) transverse tensile tests are not appropriate.
h
Depending on the material and the thicknesses and except for butt weld according to Figure 2 b) one or more sets
can be taken from the weld metal and from the HAZ. These tests are relevant when the parent metal has a specified
toughness or when prescribed by the application standard. If no testing temperature is specified, the test shall be carried
out at room temperature. See also 7.4.3. In case of use of any kind of filler material, additional toughness test specimens
shall be taken from the top and the root area.
i
When the WPS has not been qualified by other means, additional tests permitting the verification of the mechanical
properties of the assembly shall be considered.
j
Unless ultrasonic beam attenuation or material thickness causes ultrasonic examination to be impracticable.
8 © ISO 2002 – All rights reserved
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ISO 15614-11:2002(E)
Table 2 — Examination and tests for welds in accordance with acceptance level C
Test piece Type of examination and test Extent of examination and test See table
footnote
Butt weld - Visual examination 100 % -
a
Figures 1, 2 a) and 2 b) - Radiographic examination 100 %
a
- Ultrasonic examination 100 %
b
- Surface crack detection 100 %
b
- Metallographic examination 1 section minimum
- Hardness test if required -
e
- Transverse bend test if required :
2 root bend specimens
and
2 face bend specimens
f
- Longitudinal bend test if required :
1 root bend specimen and
1 face bend specimen
g
- Transverse tensile test 2 specimens
T-joint - Visual examination 100 % -
h b
Figure 3 - Surface crack detection 100 %
i
- Ultrasonic examination 100 %
- Hardness test if required -
c
- Metallographic examination 1 section minimum
- Other tests if required -
Lap weld - Visual examination 100 % -
c
Figure 4 - Metallographic examination 1 section minimum
- other tests (e.g. hardness, leak test, if required -
peel test, .)
a
Radiographic and/or ultrasonic examination.
b
Penetrant testing or magnetic particle examination. For non-magnetic materials, penetrant testing.
c
One section required for a butt weld in plate ; three sections required for a butt weld in pipe (see
Figure 6) ; for each standard welding position in accordance with EN ISO 6947. These sections shall be
subjected to macroscopic examination only.
d
Hardness tests are required depending on base and filler material.
e
The two root and two face bend test specimens should be preferably replaced by four side bend test
specimens when t 20 mm.
f
Longitudinal bend tests may be used in the case of flat heterogeneous assemblies and replace
transverse bend tests.
g
For butt welds according to Figure 2 b) transverse tensile tests are not appropriate.
h
When the WPS has not been qualified by other means, additional tests permitting the verification of the
mechanical properties of the assembly shall be considered.
i
Unless ultrasonic beam attenuation or material thickness causes ultrasonic examination to be
impracticable.
© ISO 2002 – All rights reserved 9
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ISO 15614-11:2002(E)
Table 3 — Examination and tests for welds in accordance with acceptance level D
Test piece Type of examination and test Extent of examination and test See table
footnote
Butt weld - Visual examination 100 % -
Figures 1, 2 a) and 2 b) - Radiographic examination if required -
- Ultrasonic examination if required -
- Surface crack detection if required -
a
- Metallographic examination 1 section minimum
T-joint - Visual examination 100 % -
Figure 3 - Surface crack detection if required -
- Ultrasonic examination if required -
a
- Metallographic examination 1 section minimum
Lap weld - Visual examination 100 % -
a
Figure 4 - Metallographic examination 1 section minimum
a
One section required for a butt weld in plate ; three sections required for a butt weld in pipe (see Figure 6) ; for each
standard welding position in accordance with EN ISO 6947. These sections shall be subjected to macroscopic
examination only.
7.2 Location and cutting of test specimens
The location of test specimens shall be in accordance with Figures 5 to 8.
In the case of the overlap area (slope up and slope down) two metallographic test specimens shall be taken from
the following positions :
one in the overlap ;
one in the slope down area.
If it is not possible to take these two specimens because the extension of the overlap before start of slope down is
too small, only one specimen shall be taken in the slope down area.
Other test specimens may be taken from this area if required in the specification.
Test specimens shall be taken after non-destructive examination (NDE) has shown satisfactory results. It is
permitted to take test specimens from locations avoiding areas showi
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15614-11
Première édition
2002-03-15
Descriptif et qualification d'un mode
opératoire de soudage pour les matériaux
métalliques — Épreuve de qualification
d'un mode opératoire —
Partie 11:
Soudage par faisceau d'électrons et par
faisceau laser
Specification and qualification of welding procedures for metallic
materials — Welding procedure test —
Part 11: Electron and laser beam welding
Numéro de référence
ISO 15614-11:2002(F)
©
ISO 2002
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 15614-11:2002(F)
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ISO 15614-11:2002(F)
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 3.
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 de la présente partie de l'ISO 15614 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 15614-11 a été élaborée par le Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité
technique ISO/TC 44, Soudage et techniques connexes, sous-comité SC 10, Unification des prescriptions dans la
technique du soudage des métaux, conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN
(Accord de Vienne).
Tout au long du texte du présent document, lire «… la présente Norme européenne …» avec le sens de «… la
présente Norme internationale …».
L'ISO 15614 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Descriptif et qualification d'un mode
opératoire de soudage pour les matériaux métalliques — Épreuve de qualification d'un mode opératoire:
— Partie 1: Soudage à l'arc et aux gaz des aciers et soudage à l'arc des nickels et alliages de nickel
— Partie 2: Soudage à l'arc de l'aluminium et de ses alliages
— Partie 3: Soudage à l'arc des fontes moulées
— Partie 4: Soudage à l'arc des pièces moulées en aluminium
— Partie 5: Soudage à l'arc sur titane, zirconium et leurs alliages
— Partie 6: Soudage à l'arc du cuivre et des alliages de cuivre
— Partie 7: Soudage par rechargement
— Partie 8: Soudage de tubes sur plaques tubulaires
— Partie 9: Soudage hyperbare en pleine eau
— Partie 10: Soudage hyperbare en caisson
— Partie 11: Soudage par faisceau d'électrons et par faisceau laser
— Partie 12: Soudage par points, à la molette et par bossages
— Partie 13: Soudage bout à bout par étincelage
L'annexe ZA constitue un élément normatif de la présente partie de l'ISO 15614. L'annexe A est donnée
uniquement à titre d'information.
L'annexe ZA fournit une liste des Normes internationales et européennes correspondantes pour lesquelles des
équivalents ne sont pas donnés dans le texte.
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 15614, l’annexe CEN concernant le respect des Directives du
Conseil européen a été supprimée.
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ISO 15614-11:2002(F)
Sommaire
Avant-propos.v
Introduction .vi
1 Domaine d’application.1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions.2
4 Descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS) .2
5 Épreuve de qualification de mode opératoire de soudage.2
6 Assemblage de qualification .2
6.1 Généralités.2
6.2 Formes et dimensions des assemblages de qualification .2
6.3 Soudage de l'assemblage de qualification.6
7 Contrôles, examens et essais.6
7.1 Étendue des contrôles, examens et essais.6
7.2 Positionnement et prélèvement des éprouvettes.9
7.3 Contrôle non destructif .13
7.4 Essais destructifs .13
7.5 Contre-essai .15
8 Domaine de validité .15
8.1 Généralités.15
8.2 Par rapport au constructeur .15
8.3 Par rapport au matériel.15
8.4 Par rapport aux montages, gabarits et outillage .15
8.5 Par rapport au matériau de base.15
8.6 Par rapport aux métaux d'apport .16
8.7 Par rapport à la géométrie de l'assemblage.16
8.8 Par rapport à la présence d'un cordon support.17
8.9 Par rapport au type de soudure.17
8.10 Par rapport à la position de soudage .17
8.11 Par rapport aux paramètres de soudage.17
8.12 Par rapport au préchauffage.17
8.13 Par rapport au traitement thermique après soudage.18
8.14 Par rapport au nombre de passes.18
8.15 Durée de la validité .18
9 Procès-verbal de qualification de mode opératoire de soudage (PV-QMOS) .18
Annexe A (informative) Procès-verbal de qualification de mode opératoire de soudage par épreuve
(PV-QMOS).19
Annexe ZA (normative) Normes internationales et européennes correspondantes pour lesquelles
des équivalents ne sont pas donnés dans le texte .23
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ISO 15614-11:2002(F)
Avant-propos
Le présent document (EN ISO 15614-11:2002) a été élaboré par le Comité Technique CEN /TC 121 "Soudage"
dont le secrétariat est tenu par le DS, en collaboration avec le Comité Technique ISO/TC 44 "Soudage et
techniques connexes".
Cette Norme européenne devra recevoir le statut de norme nationale, soit par publication d'un texte identique, soit
par entérinement, au plus tard en septembre 2002, et toutes les normes nationales en contradiction devront être
retirées au plus tard en septembre 2002.
Le présent document a été élaboré dans le cadre d'un mandat donné au CEN par la Commission Européenne et
l'Association Européenne de Libre-Échange et vient à l'appui des exigences essentielles de la (de) Directives(s)
UE.
L'annexe A est informative. L'annexe ZA est normative.
Selon le Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays suivants sont
tenus de mettre cette Norme européenne en application: Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne,
Finlande, France, Grèce, Irlande, Islande, Italie, Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Portugal, République
Tchèque, Royaume-Uni, Suède et Suisse.
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ISO 15614-11:2002(F)
Introduction
La qualification de modes opératoires de soudage sert à démontrer que les opérations de production sont
entièrement conformes au mode opératoire convenu, qui comprend également les traitements avant et après
soudage.
Avant qu'un mode opératoire de soudage particulier soit utilisé pour une opération de production, il convient que le
constructeur détermine et établisse, au moyen de documents, l'adéquation du descriptif du mode opératoire de
soudage (DMOS) à la production d'une soudure ayant la qualité exigée.
À ce jour l'adéquation de modes opératoires de soudage à des constructions soudées a été établie comme partie
intégrante de l'activité de l'assurance qualité. Jusqu'à maintenant, la détermination de l'adéquation de modes
opératoires de soudage par épreuve de qualification de mode opératoire de soudage n'était réalisée et établie sur
la base de documents que pour les constructions soudées impliquant la sécurité et l'intérêt publique. Les normes
européennes contribuent actuellement à l'harmonisation à l'échelle européenne des dispositions concernant les
épreuves de qualification de mode opératoire de soudage. Ainsi, le client pourra faire plus confiance au
constructeur.
Les documents servent également de base pour une reconnaissance mutuelle de performances adoptée par les
autorités compétentes. Dans la présente norme, l'expression "mode opératoire de soudage" englobe tous les
facteurs qui influent sur le résultat du soudage, tels que la préparation, les paramètres de soudage, le traitement
après soudage et les retouches.
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ISO 15614-11:2002(F)
1 Domaine d’application
La présente Norme européenne spécifie comment un descriptif de mode opératoire de soudage par faisceau
d'électrons et par faisceau laser est qualifié par épreuve.
La présente norme fait partie d’une série de normes, les détails sur cette série de normes sont donnés dans
l'annexe A du prEN ISO 15607.
Elle définit les conditions d'exécution des épreuves de qualification de mode opératoire de soudage ainsi que les
limites de validité d'un mode opératoire de soudage qualifié, pour toutes les opérations pratiques de soudage dans
le domaine de validité des variables indiqué à l'article 8.
Les essais doivent être effectués conformément à la présente norme, avec des essais complémentaires si
spécifiés.
La présente norme s'applique aux matériaux métalliques, quelle que soit la forme des pièces, leurs épaisseurs,
leur méthode de fabrication (laminage, forgeage, moulage, frittage, etc.) et leur traitement thermique. Elle couvre
sans restriction la production de pièces neuves et les travaux de réparation.
2 Références normatives
Cette Norme européenne comporte par référence datée ou non datée des dispositions d'autres publications. Ces
références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le texte et les publications sont énumérées
ci-après. Pour les références datées, les amendements ou révisions ultérieurs de l'une quelconque de ces
publications ne s'appliquent à cette Norme européenne que s'ils y ont été incorporés par amendement ou révision.
Pour les références non datées, la dernière édition de la publication à laquelle il est fait référence s'applique (y
compris les amendements).
EN 571-1, Essais non destructifs — Examen par ressuage — Partie 1 : Principes généraux.
EN 895, Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques — Essai de traction transversale.
EN 910, Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques — Essais de pliage.
EN 970, Contrôle non destructif des assemblages soudés par fusion — Contrôle visuel.
EN 1043-2, Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques — Essai de dureté — Partie 2 : Essai de
micro dureté des assemblages soudés.
EN 1290, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par magnétoscopie des assemblages
soudés.
EN 1321, Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques — Examen macroscopique et microscopique
des assemblages soudés.
EN 1435, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par radiographie des assemblages soudés.
EN 1714, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons des assemblages soudés.
EN ISO 6947, Soudures — Positions de travail — Définitions des angles d'inclinaison et de rotation.
(ISO 6947:1993)
prEN ISO 15607, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques —
Règles générales. (ISO/DIS 15607:2000)
prEN ISO 15609-3:2000, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux
métalliques — Descriptif d'un mode opératoire de soudage — Partie 3 : Soudage par faisceau d’électrons.
(ISO/DIS 15609-3:2000)
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ISO 15614-11:2002(F)
prEN ISO 15609-4:2000, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux
métalliques — Descriptif d'un mode opératoire de soudage — Partie 4 : Soudage par faisceau laser.
(ISO/DIS 15609-4:2000)
EN ISO 13919-1, Soudage — Assemblages soudés par faisceau d'électrons et par faisceau laser - Guide des
niveaux de qualité des défauts — Partie 1 : Acier. (ISO 13919-1:1996)
prEN ISO 13919-2, Soudage - Assemblages soudés par faisceau d'électrons et par faisceau laser — Guide des
niveaux de qualité par rapport aux défauts — Partie 2 : Aluminium et alliages d'aluminium soudables.
(ISO/FDIS 13919-2:1999)
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme européenne, les termes et définitions donnés dans le prEN ISO 15607,
le prEN ISO 15609-3 et le prEN ISO 15609-4 s'appliquent.
4 Descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS)
Un DMOS-P (descriptif de mode opératoire de soudage préliminaire) doit être préparé conformément au
prEN ISO 15609-3 pour le soudage par faisceau d'électrons et au prEN ISO 15609-4 pour le soudage par faisceau
laser. Il doit spécifier les tolérances pour tous les paramètres utilisés.
Un DMOS doit être considéré comme DMOS-P jusqu'à ce qu'il soit qualifié conformément à la présente norme.
Le descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS) doit fournir des détails sur la manière dont l'opération de
soudage doit être exécutée, y compris le pointage et le montage.
5 Épreuve de qualification de mode opératoire de soudage
La réalisation et les essais des assemblages de qualification doivent être conformes aux articles 6 et 7 de la
présente norme.
Afin de tenir compte des besoins de performance en service des produits, la qualification peut être effectuée selon
l'un des niveaux d'acceptation B, C ou D tels que définis dans l'EN ISO 13919-1 pour les aciers et dans le
prEN ISO 13919-2 pour l'aluminium et ses alliages.
Il convient que le niveau de qualité nécessaire dans chaque cas soit spécifié par la norme d'application ou par le
responsable de la conception.
6 Assemblage de qualification
6.1 Généralités
L'assemblage auquel s'applique le mode opératoire de soudage par faisceau d'électrons ou par faisceau laser en
production peut être représenté par un ou plusieurs assemblages de qualification normalisés définis au 6.2.
6.2 Formes et dimensions des assemblages de qualification
Les assemblages de qualification doivent être de taille suffisante pour garantir un bon écoulement de la chaleur et
permettre de réaliser les essais destructifs et/ou les contrôles non destructifs.
L'assemblage de qualification doit être conçu pour représenter, du mieux possible, la géométrie de la pièce et du joint et
doit être spécifié.
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ISO 15614-11:2002(F)
Un ou plusieurs assemblages de qualification supplémentaires ou un assemblage ayant une longueur supérieure
au minimum indiqué peuvent être utilisés en vue d'essais supplémentaires et/ou de contre-essais éventuels,
selon 7.5.
Pour le matériau sous forme de tôle, si la norme d’application ou la spécification le demande, le sens principal de
laminage doit être indiqué sur l'assemblage de qualification.
L'épaisseur de l'assemblage de qualification et/ou, pour les tubes, le diamètre extérieur doivent être choisis
conformément aux 8.5.2.1 à 8.5.2.2.
Sauf spécification contraire, l'assemblage de qualification doit avoir la forme et les dimensions minimales telles que
définies ci-après. Toutefois, la longueur de l'assemblage de qualification doit permettre de préparer le nombre
adéquat d'éprouvettes (comme indiqué dans les Tableaux 1 à 3).
6.2.1 Soudure bout à bout linéaire
L'assemblage de qualification doit être conforme à la Figure 1.
Légende
1 Préparation des bords et accostage comme prévu dans le descriptif de mode opératoire de soudage préliminaire (DMOS-P)
a = 3 x t ; valeur minimale 150 mm
b = 6 x t ; valeur minimale 300 mm
t = Épaisseur du matériau le plus mince dans un assemblage d’épaisseur différente.
Figure 1 — Assemblage de qualification pour une soudure bout à bout linéaire
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ISO 15614-11:2002(F)
6.2.2 Soudures circulaires bout à bout
L'assemblage de qualification doit être conforme aux Figures 2a) ou 2b). Pour de petits diamètres de tubes,
plusieurs assemblages de qualification peuvent être nécessaires.
Dans les cas où le diamètre D de la pièce est supérieur à 150 mm et D > 20 t, la qualification du mode opératoire
peut être obtenue en soudant un assemblage de qualification linéaire. L'épreuve doit être conçue de manière à
incorporer le recouvrement de la soudure et l'évanouissement.
NOTE Le mot "tube" est un terme générique qui désigne aussi bien un "tube de gros diamètre", un "tube de petit diamètre"
qu'un "profil creux".
6.2.2.1 Soudure circulaire bout à bout sur tube (conformément à la Figure 2a)
6.2.2.2 Soudure circulaire de tube sur tube ou de tube sur tôle (conformément à la Figure 2b)
Légende
1 Préparation des bords et accostage comme prévu dans le descriptif de mode opératoire de soudage préliminaire (DMOS-P)
a = 3 t ; valeur minimale 150 mm
D = Diamètre extérieur du tube
t = Épaisseur de paroi du tube le plus mince dans un assemblage d’épaisseur différente
Figure 2a) — Assemblage de qualification pour une soudure circulaire bout à bout sur tube
Légende
1 Préparation des bords et accostage comme prévu dans le descriptif de mode opératoire de soudage préliminaire (DMOS-P)
a Dimension minimale de la tôle ou diamètre minimal du composant
D = Diamètre extérieur du tube
a D + 6 t ; valeur minimale D + 150 mm
t = Épaisseur de la tôle
Figure 2b) — Assemblage de qualification pour une soudure circulaire de tube sur tube ou de tube sur tôle
Figure 2 — Assemblage de qualification pour soudures circulaires bout à bout
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6.2.3 Autres types
6.2.3.1 Assemblages en T
L'assemblage de qualification doit être conforme à la Figure 3.
Les types d’assemblage en T suivants peuvent être réalisés :
a) assemblages en T soudé d’un seul côté, avec pleine pénétration ;
b) assemblages en T soudé des deux côtés, avec pleine pénétration ;
c) soudure d’angle (pénétration partielle) d’un ou des deux côté(s) ;
d) soudure(s) par transparence.
Légende
1 Préparation des bords et accostage comme prévu dans le descriptif de mode opératoire de soudage préliminaire (DMOS-P)
Pour les configurations a), b) et c) : Pour la configuration d) :
a 6 x t1 ; valeur minimale 50 mm a 6 x t ; valeur minimale 50 mm
1 1 2
a 6 x t ; valeur minimale 100 mm a 6 x t ; valeur minimale 100 mm
1
2 2 2
b 300 mm b 300 mm
t et t = Épaisseurs de la tôle
1 2
Figure 3 — Assemblage de qualification en T
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6.2.3.2 Soudure à recouvrement
L'assemblage de qualification pour une soudure à recouvrement de deux couches doit être conforme à
l’assemblage indiqué à la Figure 4.
La soudure des tôles peut être à pénétration partielle ou à pleine pénétration.
Légende
1 Préparation des bords et accostage comme prévu dans le descriptif de mode opératoire de soudage préliminaire (DMOS-P)
a 4 x (t + t ) ; valeur minimale 100 mm
1 2
b 300 mm
t et t = Épaisseurs de la tôle
1 2
NOTE L’assemblage peut également être constitué de trois feuilles ou plus se recouvrant.
Figure 4 — Assemblage de qualification pour une soudure à recouvrement
6.3 Soudage de l'assemblage de qualification
La préparation et le soudage de l'assemblage de qualification représentatif de l'application doivent être effectués
selon le DMOS-P proposé et dans les mêmes conditions que celles utilisées en fabrication.
Si l'assemblage final incorpore les soudures de pointage, celles-ci doivent faire partie intégrante de l'assemblage
de qualification.
Le soudage ainsi que les essais de l'assemblage de qualification doivent être supervisés par un examinateur ou un
organisme d'examen.
7 Contrôles, examens et essais
7.1 Étendue des contrôles, examens et essais
Les examens, contrôles et essais comportent des contrôles non destructifs (CND) et des essais destructifs qui
doivent être conformes aux exigences des Tableaux 1, 2 ou 3 suivant le cas.
6 © ISO 2002 – Tous droits réservés
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ISO 15614-11:2002(F)
Tableau 1 — Contrôles, examens et essais à effectuer sur les soudures conformes
au niveau d'acceptation B
Assemblage de Type de contrôle, d'examen et d'essai Étendue du contrôle, de l'examen Voir note
qualification et de l'essai de bas de
tableau
Soudure bout à bout - Contrôle visuel 100 % —
a
Figures 1, 2a) et 2b) - Contrôle par radiographie 100 %
a
- Contrôle par ultrasons 100 %
b
- Contrôle de surface 100 %
c
- Examen métallographique 1 coupe au minimum
d
- Essai de dureté si exigé
e
- Essai de pliage transversal si exigé :
2 éprouvette de pliage envers
et
2 éprouvette de pliage endroit
f
- Essai de pliage longitudinal si exigé :
1 éprouvette de pliage envers
et
1 éprouvette de pliage endroit
g
- Essai de traction transversale 2 éprouvettes
h
- Essai de ténacité 1 jeu d’éprouvettes
Assemblage en T - Contrôle visuel 100 % —
i
b
- Contrôle de surface 100 %
Figure 3
j
- Contrôle par ultrasons 100 %
- Essai de dureté si exigé —
c
- Examen métallographique 2 coupes
- Autres essais si exigé
Soudure à - Contrôle visuel 100 % —
recouvrement
c
Figure 4 - Examen métallographique 2 coupes
- Autres essais (par exemple dureté, étanchéité si exigé —
et pelage, .)
a
Contrôle par radiographie et/ou par ultrasons.
b
Contrôle par ressuage ou par magnétoscopie. Contrôle par ressuage pour les matériaux non magnétiques.
c
Une coupe est exigée pour les soudures bout à bout de tôles ; trois coupes sont exigées pour les soudures bout à bout de tubes (voir la
Figure 6) ; pour chaque position de soudage normalisée conformément à l’EN ISO 6947. Ces coupes doivent être soumises aux examens
macrographiques et micrographiques.
d
Les essais de dureté sont exigés en fonction des matériaux de base et d’apport.
e
Il convient que les deux éprouvettes de pliage envers et deux éprouvettes de pliage endroit soient remplacées de préférence par
quatre éprouvettes de pliage côté pour t 20 mm.
f
Les essais de pliage longitudinal peuvent être utilisés dans le cas d'assemblages plans hétérogènes et peuvent remplacer les essais de
pliage transversal.
g
Pour les soudures bout à bout selon la Figure 2b), les essais de traction transversale ne sont pas adaptés.
h
En fonction du matériau et des épaisseurs et sauf pour la soudure bout à bout selon la Figure 2b), un ou plusieurs jeux peuvent être
prélevés dans le métal fondu et dans la ZAT. Ces essais sont appropriés lorsque le métal de base a une ténacité spécifiée ou lorsque la
norme d'application le prévoit. Si aucune température d'essai n'est spécifiée, l'essai doit être exécuté à la température ambiante. Voir
aussi 7.4.3. En cas d'utilisation d'un métal d'apport de quelque type que ce soit, des éprouvettes complémentaires d'essai de ténacité doivent
être prélevées en surface et à la racine de la soudure.
i
Lorsque le DMOS n'a pas été qualifié par ailleurs, des essais complémentaires permettant de vérifier les propriétés mécaniques de
l'assemblage doivent être envisagés.
j
Sauf si l'affaiblissement du faisceau ultrasonore ou l'épaisseur du matériau empêche d’effectuer le contrôle par ultrasons.
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ISO 15614-11:2002(F)
Tableau 2 — Contrôles, examens et essais à effectuer sur les soudures conformes
au niveau d'acceptation C
Assemblage de Type de contrôle, d'examen et d'essai Etendue du contrôle, de l'examen Voir note
qualification et de l'essai de bas de
tableau
Soudure bout à bout - Contrôle visuel 100 % —
a
Figures 1, 2a) et 2b) - Contrôle par radiographie 100 %
a
- Contrôle par ultrasons 100 %
b
- Contrôle de surface 100 %
c
- Examen métallographique 1 coupe au minimum
—
- Essai de dureté si exigé
e
- Essai de pliage transversal si exigé :
2 éprouvettes de pliage envers
et
2 éprouvettes de pliage endroit
f
- Essai de pliag
...
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