焊接是金屬加工與結構製造中不可或缺的重要工藝，而為了確保焊接品質穩定、產品安全無虞，「焊接程序規範」（Welding Procedure Specification, 簡稱 WPS）便應運而生。那麼，什麼是焊接程序規範？它由誰來制定？又有哪些應用與注意事項呢？本文將帶你全面了解！
一、什麼是焊接程序規範（WPS）？
焊接程序規範（WPS）是一份正式書面文件，詳細說明如何執行某項特定焊接作業，以保證焊接接頭的品質、結構強度與一致性。WPS涵蓋的內容包括：
- 使用的焊接方法（如SMAW、GTAW、GMAW等）
- 材料種類與等級
- 接頭設計與型式
- 預熱與後熱處理條件
- 電流電壓設定
- 焊接順序與層次
- 焊材與保護氣體的規格
- 焊接位置（水平、垂直、仰焊等）
WPS的核心目的是確保焊接作業在可重複性、可靠性與符合標準的情況下進行，特別是在高風險領域，如壓力容器、橋樑、油氣管線、核能與造船等產業。
二、由誰來制定WPS？
焊接程序規範可以由以下單位制定：
- 製造商或承包商內部的焊接工程師或技術人員：這是最常見的方式，必須具備相關資格，並依據標準來撰寫。
- 第三方檢驗機構（如TÜV、ABS、LR）：在某些高標準產業，會委由專業機構制定與驗證。
- 根據國際標準體系制定：例如：
- ASME（美國機械工程師學會）
- AWS（美國焊接協會）
- ISO（國際標準化組織）
- EN（歐盟標準）
需要注意的是，一份WPS在正式使用前，通常必須通過PQR（Procedure Qualification Record）程序資格認證，確認該規範能產出符合標準要求的焊接接頭。
三、撰寫與使用WPS時的注意事項
撰寫與實施WPS不是一件隨便的事，以下幾點是實務上常見的注意重點：
- 符合適用標準：WPS必須對應正確的國際或國內焊接標準，錯用可能導致認證無效。
- 材料匹配：填充金屬與母材的相容性非常關鍵，避免產生裂縫或金相不穩定。
- 焊工資格認證（Welder Qualification）：僅限合格焊工依WPS操作。
- 文件追蹤性：WPS與其PQR須保存完整，可供稽核或查驗。
- 現場條件符合性：如風速、濕度、環境溫度等外部條件，也可能影響焊接品質，需控管。
四、實際案例
案例一：橋樑建設專案（依據AWS D1.1）
在一個大型鋼橋建設項目中，承包商依據AWS D1.1結構鋼焊接標準制定了WPS，規定使用FCAW焊接方式、E71T-1焊絲，並於0°C以下要求預熱母材至50°C以上。透過嚴格執行WPS與焊工資格管理，整座橋梁完成後經超音波與X光檢測，合格率達到98%以上。
結語：WPS是品質與安全的守門員
焊接程序規範不只是技術文件，更是產品品質與作業安全的關鍵保障。無論是橋樑、壓力容器或精密設備，妥善制定與執行WPS，才能確保焊接工作的每一道接縫，都穩固可靠、不容出錯。
延伸閱讀：焊接工程師 v.s 焊接檢驗師
焊接工程師（Welding Engineer）
🔹 工作內容：
- 設計焊接程序：制定WPS（焊接程序規範）、PQR（程序資格認證）。
- 選擇材料與工法：根據設計需求挑選適當的母材、焊材與焊接方式。
- 熱處理規劃：決定預熱、後熱處理條件，避免熱裂與變形。
- 支援生產製程：提供現場焊接參數建議、工藝改進。
- 分析焊接缺陷或失效：進行失效分析（failure analysis）、根本原因調查。
- 參與技術審查與標準制定：與業主、認證單位共同檢視技術規格。
🔹 所需背景：
可能持有 IWE（國際焊接工程師）等高階證照
工程相關學位（材料、機械、焊接工程）
熟悉國際焊接標準（如ASME、AWS、ISO等）
焊接檢驗師（Welding Inspector）
🔹 工作內容：
- 檢查焊接品質與工法執行情形：確保實際操作依據WPS執行。
- 進行視覺與無損檢測（NDT）：如UT、RT、PT、MT等。
- 記錄檢驗結果與出具報告：填寫檢驗記錄、缺陷通報。
- 監督焊工資格與施工紀律：核對焊工證照、執行現場查核。
- 協助合約驗收或外部審查：代表公司或第三方進行焊接查驗。
🔹 所需背景：
- 實務經驗為主，可從焊工或技術員轉職
- 持有檢驗證照（如 AWS-CWI、CSWIP、ISO 9712 NDT Level II/III）
- 熟悉焊接標準與檢測程序
