我國2021年發布的焊接材料產品國家標準制修訂動態說明

楊子佳，宋 北，李蘇珊，儲繼君，陳 默

哈爾濱焊接研究院有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028

0 前言

隨著21世紀初國際標準化形勢的變化以及國際貿易的需求，全國焊接材料標準化技術委員會焊材分委會在跟蹤研究國際標準和主要工業國家焊接材料標準動態的基礎上，做出了按照ISO標準全面轉化我國焊接材料標準的決定。本著基礎先行、穩步推進的原則，截止2021年11月，我國焊接材料產品國家標準采標率、轉化率分別達到86%、81%。為進一步完善我國焊材標準體系，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修訂了GB/T 3670-2021《銅及銅合金焊條》［1］、GB/T 41110-2021《鎳及鎳合金藥芯焊絲》［2］、GB/T 41111-2021《氣焊用非合金鋼及熱強鋼填充絲》［3］和GB/T 41112-2021《鎂及鎂合金焊絲》［4］4項國家標準，經國家標準化管理委員會批準，于2021年12月31日發布，將于2022年7月1日實施。其中，GB/T 3670《銅及銅合金焊條》為第二次修訂，其余3項標準均是首次制定。為了便于焊接材料生產企業和使用單位更好地應用新標準，現將相關標準國內外制修訂情況進行介紹。

1 GB/T 3670-2021《銅及銅合金焊條》標準修訂

銅及銅合金焊條主要用于銅以及錫、鋁、錳、鎳、硅等的銅合金、鎳合金、鐵基金屬和合金、異種金屬的焊接，因其良好的耐蝕性和優良的耐磨性，也用于堆焊承受磨損和腐蝕的零件，或補焊鑄鐵、銅合金鑄件等。我國1995年發布的銅及銅合金焊條國家標準GB/T 3670-1995未采標（“采標”是指“國家標準與相應的國際標準等同或僅對國際標準做了某些修改”），僅參考了AWS A5.6：1984和JIS Z 3231：1989兩個標準，綜合二者的型號成分，整合了一套型號編制方法。其后美國和日本分別發布了 AWS A5.6/A5.6M：2008［5］和 JIS Z 3231：1999［6］。我國焊接材料標準體系自2010年起按照ISO標準體系進行轉化，目前基礎試驗方法、供貨技術條件、采購指南、焊條、埋弧焊材、藥芯焊材及實心焊絲系列標準均按照ISO標準體系進行了轉化和制修訂，已陸續實施。國際標準化組織（ISO）于2016年首次發布了銅及銅合金焊條標準，因此我國的GB/T 3670-1995《銅及銅合金焊條》無論從標齡還是體系方面都迫切需要進行修訂。

1.1 國外銅及銅合金焊條標準化情況

國際標準化組織（ISO）的銅及銅合金焊條標準化情況如表1所示，鑒于美國標準和日本標準對我國焊材標準和應用的影響，表1中也簡單介紹了美國和日本的銅及銅合金焊條標準化情況。

表1 國外銅及銅合金焊條的標準化情況Table 1 Standard of covered electrodes of copper and copper alloys at abroad

從標齡上相比，AWS A5.6/5.6M和JIS Z 3231標齡較長，都超過10年以上，分別于2017年和2016年做過確認，ISO 17777于2016年發布最新版，2021年做過確認。

從型號編制上相比，都是按照化學成分分類，使用焊條代號和銅基化學成分代號表示，ISO 17777：2016和AWS A5.6/5.6M：2008使用字母“E”表示焊條，JIS Z 3231：1999使用字母“D”表示焊條，查閱日本近幾年發布的焊條標準，均使用字母“E”表示焊條，由于JIS Z 3231一直未修訂，仍沿用字母“D”表示焊條。銅基化學成分代號由于各標準引用的合金體系代號不同，故不一致。ISO 17777：2016包含了23種焊條型號，AWS A5.6/5.6M：2008包含了9種焊條型號，JIS Z 3231：1999包含了9種焊條型號。

從主要技術要求上相比，ISO 17777：2016只規定了化學成分，作為產品分類標準不宜給出接頭力學性能要求，而且目前尚無適用于銅合金焊材熔敷金屬拉伸試驗的試件類型；AWS A5.6/5.6M：2008除規定了化學成分要求外，還規定了全部型號的抗拉強度和斷后伸長率要求值，部分型號給出了拉伸試驗、彎曲試驗和X射線檢測用試件要求；JIS Z 3231：1999除規定了化學成分要求外，還規定了全部型號的抗拉強度和斷后伸長率要求值，部分型號給出了硬度、拉伸試驗和彎曲試驗用試件要求。

1.2 我國銅及銅合金焊條標準化情況

1.2.1 采標情況及適用范圍

本次修訂的GB/T 3670-2021《銅及銅合金焊條》，修改采用ISO 17777：2016《焊接材料銅及銅合金焊條電弧焊用藥皮焊條分類》，適用于熔敷金屬中銅含量超過其他任一元素含量的銅及銅合金焊條。國標焊條型號編制與ISO保持一致，化學成分的技術要求全部按照ISO體系進行轉化，原有焊條型號11個，現增加到23個，有助于我國銅及銅合金焊條在研發、生產和應用等方面與國際接軌。

1.2.2 型號劃分及編制方法

銅及銅合金焊條型號按熔敷金屬化學成分進行劃分，用焊條代號“E”和銅基熔敷金屬化學成分分類的數字代號表示，除此以外，還可以附加可選化學成分代號。型號示例如圖1所示。

圖1 銅及銅合金焊條國標型號示例Fig.1 Designation example of covered electrodes of copper and cop‐per alloys in Chinses standard

1.2.3 技術要求

GB/T 3670-2021《銅及銅合金焊條》技術要求包括尺寸、藥皮和化學成分。與ISO 17777：2016相比，增加了尺寸和藥皮要求這一新條款，主要原因是我國實際生產應用對偏心度有一定要求，且為了與已發布實施的焊材標準體系框架保持一致，故對尺寸和藥皮質量提出了更明確的技術要求；與GB/T 3670-1995相比，保留了原標準中全部12個焊條型號，按照ISO 17777：2016重新編制型號；增加了ECu1892、ECu1893、ECu5180、ECu5180B、ECu5410、ECu5210、ECu6100A、ECu6325、ECu6328、ECu7158和ECu6561等11個型號；根據我國主要焊材生產者和使用者的反饋意見刪除了力學性能技術要求，與ISO 17777：2016保持一致，也便于標準的實施應用，修訂后的主要變化如表2所示。

表2 銅及銅合金焊條修訂后主要變化情況Table 2 Major changes of covered electrodes of copper and copper alloys standards between two versions

2 GB/T 41110-2021《鎳及鎳合金藥芯焊絲》標準制訂

鎳及鎳合金藥芯焊絲廣泛應用于離岸鉆井平臺、陸基或船基燃汽輪機、各種航天/航空發動機的高溫燃燒室、核電、熱電廠的相關設備、汽車的新型排氣系統、軍用武器裝備以及石油精煉及各種化工設備。在此之前，我國沒有制定鎳及鎳合金藥芯焊絲相應的國家標準，不便于供需雙方對于焊材型號、質量、復驗的統一要求。

2.1 國外鎳及鎳合金藥芯焊絲標準化情況

國際標準化組織（ISO）以及美國、日本的鎳及鎳合金藥芯焊絲標準化情況如表3所示。

表3 國外鎳及鎳合金藥芯焊絲標準化情況Table 3 Standards of tubular cored electrodes of nickel and nickel alloys at abroad

從標齡上比較，ISO 12153標齡在10年左右，2021年確認后，又啟動了修訂程序，目前處于ISO DIS 12153投票階段；JIS Z 3335標齡在5年以上，于2020年做過確認；AWS A5.34/A5.34M于2020年發布了最新版本。

從型號編制上比較，ISO 12153：2011、AWS A5.34/A5.34M：2020和JIS Z 3335：2014都是按照化學成分分類。ISO 12153：2011包含了21種焊絲型號，AWS A5.34/A5.34M：2020包含了10種焊絲型號，JIS Z 3335：2014包含了21種焊絲型號。AWS A5.34/A5.34M：2020型號類別給出了ISO形式和美標傳統形式，便于與ISO標準對應。JIS Z 3335：2014修改采用ISO 12153：2011，型號編制和型號種類與ISO 12153：2011保持一致。

從主要技術要求上相比，ISO 12153：2011規定了化學成分和拉伸性能；AWS A5.34/A5.34M：2020除規定了化學成分要求外，還規定了全部型號的X射線檢測、拉伸試驗、縱向彎曲和部分型號的角焊縫試驗，JIS Z 3335：2014除規定了化學成分要求外，還規定了全部型號的拉伸試驗和部分型號的角焊縫試驗。

2.2 我國鎳及鎳合金藥芯焊絲標準化情況

2.2.1 采標情況及適用范圍

本次制定的GB/T 41110-2021《鎳及鎳合金藥芯焊絲》，修改采用ISO 12153：2011《焊接材料氣體保護和自保護電弧焊用鎳及鎳合金藥芯焊絲分類》，適用于氣體保護和自保護電弧焊用鎳及鎳合金藥芯焊絲。GB/T 41110-2021從技術要求上按照ISO體系進行轉化，型號編制與ISO保持一致，填補了我國鎳及鎳合金藥芯焊絲標準的空白。

2.2.2 型號劃分及編制方法

鎳及鎳合金藥芯焊絲按焊絲化學成分進行劃分，用代號“T”、化學成分分類代號、藥芯類型代號、保護氣體類型代號和焊接位置代號表示。除此以外，還可以附加可選化學成分代號。型號示例如圖2所示。

圖2 鎳及鎳藥芯焊絲國標型號示例Fig.2 Designation examples of tubular cored electrodes of nickel and nickel alloys in Chinese standard

2.2.3 技術要求

鎳及鎳合金藥芯焊絲技術要求包括尺寸、表面質量、化學成分、力學性能和焊縫X射線檢測。與ISO 12153：2011相比，增加了尺寸和表面質量條款，主要是為了與已發布實施的焊材標準體系框架保持一致，對于尺寸和表面質量提出了更明確的技術要求；增加焊縫X射線檢測，主要是考慮到我國實際生產使用需要對焊縫進行X射線檢測，在保證焊縫X射線檢測合格的基礎上，再進行力學性能試驗。

3 GB/T 41111-2021《氣焊用非合金鋼及熱強鋼填充絲》標準制定

氣焊主要應用于薄鋼板、低熔點材料（有色金屬及其合金）、鑄鐵件和硬質合金刀具等材料的焊接，磨損、報廢車件的補焊，以及構件變形的火焰矯正等，其應用在逐漸拓展，重要性也不可替代，對氣焊填充絲的需求逐漸增加。在此之前，我國沒有制定氣焊用非合金鋼及熱強鋼填充絲相應的國家標準，本次國家標準的及時制定對氣焊用非合金鋼及熱強鋼填充絲的研發、制造和復驗提供了重要技術依據，為國家各類裝備和工程的氣焊連接、修復提供了技術支撐。

3.1 國外氣焊用填充絲標準化情況

國際標準化組織（ISO）及美國、日本的氣焊用填充絲標準化情況如表3所示。

各國對于鋼種分類和命名不同，所以從名稱和范圍上國外各標準有一定差異，但適用焊接方法都是氣焊。

從標齡上比較，JIS Z 3201標齡較長，超過10年以上，于2017年做過確認；AWSA5.2/A5.2M于2018年修訂，ISO 20378于2017年首次制定。

表4 國外氣焊用填充絲標準化情況Table 4 Standards of rods for gas welding at abroad

從型號編制上比較，ISO 20378：2017是按照化學成分分類，AWS A5.2/A5.2M：2018和JIS Z 3201：2001是按照力學性能進行分類。ISO 20378：2017包含了10種焊絲型號，AWS A5.2/A5.2M：2018包含了4種焊絲型號，JIS Z 3201：2001包含了7種焊絲型號。

從主要技術要求上比較，ISO 20378：2017只規定了化學成分；AWS A5.2/A5.2M：2018除規定了化學成分要求外，還規定了3種型號的抗拉強度和延伸率要求值，給出了拉伸試驗用試件要求；JIS Z 3201：2001只規定了焊絲的硫、磷和銅元素含量要求，規定了全部型號的抗拉強度、延伸率要求值（焊態、焊后熱處理態）和彎曲試驗要求，給出了拉伸試驗和彎曲試驗用試件要求。

3.2 我國氣焊用填充絲標準化情況

3.2.1 采標情況及適用范圍

本次制定的GB/T 41111-2021《氣焊用非合金鋼及熱強鋼填充絲》，修改采用ISO 20378：2017《焊接材料氣焊用非合金鋼及熱強鋼填充絲分類》，適用于氣焊用非合金鋼及熱強鋼填充絲。國標從技術要求上按照ISO體系進行了轉化，型號編制與ISO保持一致，填補了我國氣焊用填充絲標準的空白。

3.2.2 型號劃分及編制方法

填充絲型號按焊絲化學成分進行劃分。用代號“0”和化學成分分類代號表示。型號示例如圖3所示。

圖3 氣焊用填充絲國標型號示例Fig.3 Designation examples of rods for gas welding in Chinese standard

3.2.3 技術要求

氣焊用填充絲技術要求包括尺寸、表面質量和化學成分。與ISO 20378：2017相比，增加了尺寸和表面質量條款，主要是為了與已發布實施的焊材標準體系框架保持一致，對尺寸和表面質量提出了更明確的技術要求。

4 GB/T41112-2021《鎂及鎂合金焊絲》標準制定

鎂及鎂合金焊絲用于各種鍛壓鎂合金及鑄造鎂合金，廣泛應用于光學儀器、航空航天、汽車配件及民用鎂制品和工藝品的焊接，是焊修鎂合金斷裂、裂紋、沙眼氣孔的專用焊絲。在此之前，我國沒有制定鎂及鎂合金焊絲相應的國家標準，本次國家標準的及時制定對鎂及鎂合金焊絲的研發、制造、復驗提供了重要技術支撐，填補了國內有關鎂合金焊絲國家標準的空白。

4.1 國外鎂及鎂合金焊絲標準化情況

國際標準化組織（ISO）和美國的鎂及鎂合金焊絲標準化情況如表5所示，日本暫無鎂及鎂合金焊絲產品標準。

表5 國外鎂及鎂合金焊絲標準化情況Table 5 Standards of solid wire electrodes of magnesium and magnesium alloys at abroad

對比標齡：AWS A5.19已有30年，在2015年做過確認，ISO 19288于2016年首次制定。

對比型號編制：ISO 19288：2016和AWS A5.19-1992都是按照化學成分分類。ISO 19288：2016包含了14種焊絲型號，AWS A5.19-1992包含了4種焊絲型號。

對比主要技術要求：ISO 19288：2016只規定了化學成分；AWS A5.19-1992除規定了化學成分要求外，還規定了熔化極氣體保護電弧焊鎂焊絲X射線檢測和鎢極惰性氣體保護電弧焊鎂焊絲平板熔敷試驗。

4.2 我國鎂及鎂合金焊絲標準化情況

4.2.1 采標情況及適用范圍

本次制定的GB/T 41112-2021《鎂及鎂合金焊絲》，修改采用ISO 19288：2016《焊接材料鎂及鎂合金熔化焊實心焊絲及填充絲分類》，適用于熔化焊用鎂及鎂合金實心焊絲和填充絲。國標從技術要求上按照ISO體系進行轉化，型號編制與ISO保持一致，填補了我國鎂及鎂合金焊絲標準的空白。

4.2.2 型號劃分及編制方法

鎂及鎂合金焊絲型號按焊絲化學成分進行劃分。用代號“S”和化學成分分類代號表示。除此以外，還可以附加可選化學成分代號。型號示例如圖4所示。

圖4 鎂及鎂合金焊絲國標型號示例Fig.4 Designation examples of Solid wire electrodes of magnesium and magnesium alloys in Chinses standard

4.2.3 技術要求

鎂及鎂合金焊絲技術要求包括尺寸、表面質量和化學成分。與ISO 19288：2016相比，增加了尺寸和表面質量條款，主要是為了與已發布實施的焊材標準體系框架保持一致，對于尺寸和表面質量提出了更明確的技術要求。

5 結論

2021年發布的4項焊接材料國家標準均按ISO標準進行轉化，這四項標準發布實施后，我國焊接材料國家標準的采標率提高到88%，轉化率提高到93%，標準的技術水平達到了國際先進水平，同時適合中國國情。其中GB/T 41110-2021《鎳及鎳合金藥芯焊絲》、GB/T 41111-2021《氣焊用非合金鋼及熱強鋼填充絲》、GB/T 41112-2021《鎂及鎂合金焊絲》三項彌補了我國焊接材料標準的空白，使得我國焊接材料標準體系更加完善。標準實施后，對我國相應焊接材料產品的貫標、產品發展及應用，將起到十分重要的作用。