電阻焊接頭試驗方法國家標準制修訂最新動態說明

郝龍宇，徐鍇，呂曉春，安洪亮，王博，馬一鳴，靳彤

哈爾濱焊接研究院有限公司 黑龍江哈爾濱 150028

1 序言

電阻焊具有生產效率高、易于實現自動化等優點[1]，廣泛地應用于裝備制造業重點領域。隨著對焊接質量穩定性要求的提高，提供可靠的質量檢測方法的依據尤為重要。然而，我國標準體系中目前尚無相應的標準可依，電阻焊接頭質量評價缺少統一和有效的方法，因此嚴重制約著我國航空航天、軌道交通、汽車、電子等高端裝備制造業的應用和發展。自2018年始，中國電阻焊標準體系按照ISO標準體系對焊接接頭基礎檢驗方法系列標準逐步進行了轉化，由全國焊接標準化技術委員會歸口，哈爾濱焊接研究院有限公司負責制修訂的GB/T 39081—2020《電阻點焊及凸焊接頭的十字拉伸試驗方法》[2]、GB/T 39082—2020《電阻點焊、凸焊及縫焊接頭的維氏硬度試驗方法》[3]、GB/T 39165—2020《電阻點焊及凸焊接頭的剝離和鑿離試驗方法》[4]、GB/T 39166—2020《電阻點焊、凸焊及縫焊接頭的機械剝離試驗方法》[5]、GB/T 39167—2020《電阻點焊及凸焊接頭的拉伸剪切試驗方法》[6]五項電阻焊國家標準經國家標準化管理委員會批準，分別于2020年7月21日和2020年10月11日發布，并分別于2021年2月1日和2021年5月1日起正式實施，進而為完善我國焊接接頭試驗方法的標準體系、規范行業行為提供標準支撐。

本次標準制修訂按ISO標準體系進行了轉化，填補了該類試驗方法的標準空白，五項標準的實施，對引導和促進中國電阻焊產品研發、產業結構調整與優化升級具有重要意義。為了便于相關企業和使用單位更好地應用新標準，現對標準制修訂情況進行簡要介紹。

2 各標準采標情況及適用范圍

本次制修訂的五項電阻焊系列國家標準均修改采用相應的國際標準，五項標準的采標情況及適用范圍見表1。

表1 五項國家標準的采標情況和適用范圍

3 本次標準的制訂與ISO標準的技術性差異

3.1 規范性引用文件

關于規范性引用文件，本次標準制訂的五項電阻焊標準，均有技術性差異的調整，以適用我國生產技術要求，具體調整如下：五項電阻焊標準均增加了GB/T 3375—1994《焊接術語》，刪除了ISO 17677-1：2021《電阻焊詞匯 第1部分：點焊、凸焊和縫焊》；十字拉伸、機械剝離和拉伸剪切三項試驗方法用修改采用國際標準的GB/T 16825.1—2008代替ISO 7500-1：2018；維氏硬度試驗方法用修改采用國際標準的GB/T 4340.1—2009～GB/T 4340.4—2009對應代替ISO 6507-1：2018～ISO 6507-4：2018。

3.2 術語和定義

為了便于使用者對標準的理解，五項電阻焊標準補充了電阻焊接頭試驗方法相關術語和定義，增加了“焊點直徑”“凸臺”“凸臺直徑”“凸臺斷裂”“結合面斷裂”“部分凸臺斷裂”“拉伸剪切試驗”“十字拉伸試驗”“機械剝離試驗”“多點焊”“邊距”共11項術語定義；刪除了“最大拉伸剪切力”“最大十字拉伸力”共2項術語定義，相比ISO原標準，本次制修訂的五項電阻焊標準定義的內容更加全面。

3.3 試驗報告

五項電阻焊標準均增加了試驗報告中“報告日期”的要求，以適應我國的相關技術條件。

4 技術要求

4.1 十字拉伸試驗方法

電阻點焊及凸焊接頭的十字拉伸試驗是通過施加垂直于焊點貼合面的試驗力，以測定電阻焊接頭試樣力學性能和斷裂形式的拉伸試驗，為焊接接頭可承受最大十字拉伸力與結合能力的評價提供數據。

十字拉伸試驗應在室溫下進行，帶孔試樣使用緊固螺栓裝夾（見圖1），無孔試樣使用液壓夾具裝夾，夾具應夾持在拉伸試驗機上。根據試驗力-位移曲線測定最大十字拉伸力，并記錄試樣的破壞形式和熔核直徑。

圖1 帶孔試樣的裝夾

4.2 維氏硬度試驗方法

電阻點焊、凸焊及縫焊接頭的維氏硬度是通過硬度試驗，獲得電阻焊接頭上各區域的硬度值及硬度分布趨勢，充分反映材料經過熱、力作用而發生的硬度變化。

在選擇試驗力時，硬度分布推薦采用小力值硬度試驗；當指定測試位置時，也可采用顯微硬度試驗。在選擇硬度壓痕的位置時，為了進行硬度數據對比，推薦采用垂直分布線和水平分布線作為檢測位置，也可采用斜向分布線作為替代，如圖2所示。

圖2 母材、熱影響區和熔核中的硬度壓痕位置參考

4.3 剝離和鑿離試驗方法

電阻點焊及凸焊接頭的剝離和鑿離試驗方法為焊接接頭確定焊點尺寸和評估斷裂形式提供可靠依據，如圖3所示。

圖3 電阻焊接頭鑿離試驗和剝離試驗

對試樣的選取，當用于生產質量控制時，應從實際焊接構件中取樣或采用簡化工作試件進行試驗；當用于設置焊接參數時，在難以從實際焊接構件上取樣的情況下，可以使用單獨的焊接試件進行試驗。破壞性鑿離試驗或剝離試驗后，可測定焊點尺寸及評估斷裂形式進行試驗數據處理。

4.4 機械剝離試驗方法

電阻點焊、凸焊及縫焊接頭的機械剝離試驗方法為焊接接頭可承受最大剝離力與結合能力提供數據評價。

對于時效強化敏感材料，應在焊后放置10h后進行試驗。試樣應夾持在拉伸試驗機上，如圖4所示。根據試驗力-位移曲線測定的最大試驗力，記錄機械剝離試驗中的機械剝離力、破壞形式和熔核直徑。若試驗結果僅從試樣彎角處發生斷裂，則需重新制備更大彎曲半徑的試樣，直至不再出現從彎角處發生的斷裂，并記錄試樣的彎曲半徑。

圖4 機械剝離試樣的夾持

4.5 拉伸剪切試驗方法

電阻點焊及凸焊接頭的拉伸剪切試驗方法是通過施加平行于焊點貼合面的試驗力，為焊接接頭可承受最大的拉伸剪切力的評價提供數據。

為了獲得在飽和強度條件下焊點的最大拉伸剪切力，應根據焊點直徑的大小，選擇試樣寬度和搭接長度，以確定試樣的尺寸。對于厚度＞3mm，或者兩板厚度比＞1.4的試樣，應用墊片將試樣夾緊在拉伸試驗機的夾具上（見圖5）。根據試驗力-位移曲線測定最大拉伸剪切力，并記錄試樣的破壞形式和熔核直徑。

圖5 無墊片和有墊片的拉伸剪切試驗裝置

5 結束語

五項標準均為電阻焊接頭破壞性試驗的基礎檢驗方法，各標準的合理選擇與應用對于檢驗和評價電阻焊接頭質量的有效性具有重要意義。

此系列標準的實施將顯著促進相關電阻焊產品的研發與應用，補充和完善中國標準中的技術要求，為我國制造業推進創新發展、增強產業基礎，以及完成中國制造強國的戰略目標提供堅實的技術支撐。