ISO 15614-132023 金屬材料焊接工藝規(guī)范和評定焊接工藝試驗第13部分鐓粗（電阻對接）和閃光焊標(biāo)準(zhǔn)立項發(fā)展報告

金屬材料焊接工藝規(guī)范和評定焊接工藝試驗第13部分：鐓粗（電阻對接）和閃光焊標(biāo)準(zhǔn)立項發(fā)展報告StandardizationDevelopmentReport:SpecificationandQualificationofWeldingProceduresforMetallicMaterials—WeldingProcedureTest—Part13:Upset(ResistanceButt)andFlashWelding摘要隨著現(xiàn)代制造業(yè)對焊接質(zhì)量與安全可靠性要求的持續(xù)提升，焊接工藝評定作為保障焊接結(jié)構(gòu)服役性能的關(guān)鍵技術(shù)手段，其標(biāo)準(zhǔn)化工作在國際范圍內(nèi)受到高度關(guān)注。ISO15614-13:2023《金屬材料焊接工藝規(guī)范和評定焊接工藝試驗第13部分：鐓粗（電阻對接）和閃光焊》由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）于2023年11月正式發(fā)布，是ISO15614系列標(biāo)準(zhǔn)體系的重要組成部分。該標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)規(guī)定了鐓粗（電阻對接）焊和閃光焊工藝的試驗方法、評定準(zhǔn)則及合格范圍，涵蓋了試驗條件、試件制備、檢驗項目與合格要求等技術(shù)內(nèi)容。本報告系統(tǒng)梳理了該標(biāo)準(zhǔn)的研究背景、編制依據(jù)、核心技術(shù)要素及其與系列標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)關(guān)系，分析了標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用場景和實施價值，并對參與編制的企事業(yè)單位進(jìn)行了介紹。報告指出，該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布填補(bǔ)了電阻對接焊和閃光焊工藝評定國際標(biāo)準(zhǔn)的空白，為軌道交通、船舶制造、石油管道、建筑鋼結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域提供了統(tǒng)一的技術(shù)依據(jù)，對促進(jìn)國際焊接工程質(zhì)量互認(rèn)和貿(mào)易便利化具有重要的推動作用。關(guān)鍵詞：焊接工藝評定；鐓粗焊；閃光焊；ISO15614；國際標(biāo)準(zhǔn)；金屬材料Keywords:WeldingProcedureQualification;UpsetWelding;FlashWelding;ISO15614;InternationalStandard;MetallicMaterials1引言焊接是金屬材料聯(lián)接的重要工藝手段，廣泛應(yīng)用于軌道交通、能源裝備、石油化工、建筑結(jié)構(gòu)、船舶制造等國民經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵領(lǐng)域。焊接質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響工程結(jié)構(gòu)的安全性與服役壽命，而焊接工藝評定則是確保焊接質(zhì)量的前置性技術(shù)保障措施。通過標(biāo)準(zhǔn)化的工藝評定試驗，可以驗證預(yù)設(shè)焊接工藝參數(shù)的合理性和可重復(fù)性，從而保證實際生產(chǎn)中的焊接接頭性能滿足設(shè)計要求。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）下設(shè)的ISO/TC44“焊接及相關(guān)工藝”技術(shù)委員會長期致力于焊接領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)化工作，其下設(shè)的SC10“焊接質(zhì)量管理和焊接工藝評定”分技術(shù)委員會（對應(yīng)國內(nèi)全國焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會焊接質(zhì)量分技術(shù)委員會，SAC/TC55/SC2）負(fù)責(zé)焊接工藝評定領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的制定與維護(hù)。ISO15614系列標(biāo)準(zhǔn)是金屬材料焊接工藝評定領(lǐng)域最核心的國際標(biāo)準(zhǔn)族，該系列標(biāo)準(zhǔn)按照焊接方法分部分制定，目前已覆蓋電弧焊、氣體保護(hù)焊、激光焊、電子束焊、摩擦焊等多種焊接工藝。然而，長期以來，鐓粗（電阻對接）焊和閃光焊這兩種在工程建設(shè)中應(yīng)用廣泛的電阻焊方法，在ISO15614系列標(biāo)準(zhǔn)中一直缺乏專門的工藝評定規(guī)范。閃光焊廣泛應(yīng)用于鋼軌焊接、石油管道對接、汽車輪輞制造等領(lǐng)域，鐓粗焊則在鋼筋對接、鏈環(huán)制造等場景中具有獨(dú)特優(yōu)勢。由于缺乏統(tǒng)一的國際評定標(biāo)準(zhǔn)，不同國家和地區(qū)、不同行業(yè)之間在焊接工藝評定要求上存在顯著差異，造成重復(fù)評定、結(jié)果互認(rèn)困難等問題，增加了國際貿(mào)易和技術(shù)合作的技術(shù)壁壘。在此背景下，ISO15614-13:2023的制定和發(fā)布填補(bǔ)了這一標(biāo)準(zhǔn)空白。該標(biāo)準(zhǔn)由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織于2023年11月13日正式發(fā)布實施，為鐓粗（電阻對接）焊和閃光焊工藝的評定提供了統(tǒng)一的技術(shù)框架和試驗準(zhǔn)則。本報告將對該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容、體系定位、應(yīng)用價值等進(jìn)行系統(tǒng)分析，以期為相關(guān)行業(yè)的技術(shù)人員和標(biāo)準(zhǔn)化工作者提供參考。2標(biāo)準(zhǔn)制定背景2.1行業(yè)發(fā)展需求電阻焊是利用電流通過焊件接觸面產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行加熱，并施加壓力實現(xiàn)焊接的一類高效焊接方法。其中，鐓粗焊（電阻對接焊）是將焊件對接后在接觸面施加電流加熱至塑性狀態(tài)，然后施加頂鍛力完成焊接；閃光焊則是通過焊件接觸面間的閃光過程加熱金屬，隨后進(jìn)行快速頂鍛實現(xiàn)焊接。這兩種方法具有熱輸入集中、焊接周期短、無需填充材料、易于自動化等顯著優(yōu)勢。在鋼軌焊接領(lǐng)域，閃光焊已成為無縫線路建設(shè)的主流焊接方法。僅中國鐵路系統(tǒng)，每年鋼軌閃光焊接頭數(shù)量即達(dá)到數(shù)十萬個。隨著高速鐵路和重載鐵路的發(fā)展，對鋼軌焊接接頭的質(zhì)量和一致性提出了更高要求。在石油天然氣管道建設(shè)領(lǐng)域，閃光焊用于管道環(huán)焊縫的對接焊，其接頭質(zhì)量直接關(guān)系到管道的安全運(yùn)行。此外，閃光焊在汽車制造、飛機(jī)制造、建筑鋼筋對接等領(lǐng)域亦發(fā)揮著不可替代的作用，應(yīng)用規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。2.2標(biāo)準(zhǔn)缺口分析在ISO15614-13發(fā)布之前，鐓粗焊和閃光焊的工藝評定在國際層面缺乏專門的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。實踐中，相關(guān)行業(yè)和地區(qū)往往參照不同的技術(shù)規(guī)范：-鐵路行業(yè)參照各鐵路系統(tǒng)內(nèi)部技術(shù)條件（如各國家鐵路標(biāo)準(zhǔn)）；-管道工程參照API、DNV等石油天然氣行業(yè)規(guī)范；-建筑鋼筋焊接參照各國家或地區(qū)的建筑規(guī)范（如中國的JGJ18）；-部分場景參考ISO15614系列中其他部分或ISO14555等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行類推。上述標(biāo)準(zhǔn)分散、要求不一致的狀況導(dǎo)致焊接工藝評定的結(jié)果難以實現(xiàn)跨行業(yè)、跨區(qū)域的互認(rèn)，制約了國際工程合作和裝備貿(mào)易的便利化。制定統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，已成為行業(yè)的迫切需求。2.3國際標(biāo)準(zhǔn)化工作部署ISO/TC44/SC10根據(jù)行業(yè)需求和成員體提案，正式啟動了ISO15614-13的制定工作。該標(biāo)準(zhǔn)的制定旨在：（1）建立鐓粗（電阻對接）焊和閃光焊工藝評定的統(tǒng)一技術(shù)要求；（2）與ISO15614系列其他部分保持結(jié)構(gòu)一致性和技術(shù)協(xié)調(diào)性；（3）覆蓋板、管、棒等多種產(chǎn)品形式和不同材料類別的評定需求；（4）為焊接工藝評定結(jié)果的國際互認(rèn)奠定標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。3標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容3.1標(biāo)準(zhǔn)范圍與適用對象ISO15614-13:2023規(guī)定了金屬材料鐓粗（電阻對接）焊和閃光焊焊接工藝評定的試驗方法和合格要求。標(biāo)準(zhǔn)適用于板、管、棒及其他型材的對接焊工藝評定，涵蓋黑色金屬和有色金屬等多種材料類別。標(biāo)準(zhǔn)明確了其適用范圍——適用于以驗證焊接工藝規(guī)程（pWPS）的合理性和焊接操作能力為目標(biāo)的工藝評定試驗。值得特別關(guān)注的是，標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了以下不適用范圍：標(biāo)準(zhǔn)不包含全自動或機(jī)械化操作中依賴于機(jī)器操作人員技能的特殊評定要求，其評定考核對象是焊接工藝規(guī)程而非操作人員；同時，標(biāo)準(zhǔn)也不適用于熱軋鋼筋的電阻對焊工藝評定，原因在于鋼筋焊接與標(biāo)準(zhǔn)中定義的鐓粗焊在工藝參數(shù)控制方法、質(zhì)量評價體系及工程驗收要求等方面均存在顯著差異，且各行業(yè)對鋼筋焊接已有相對完善的專門標(biāo)準(zhǔn)體系。3.2規(guī)范性引用文件標(biāo)準(zhǔn)引用了多項ISO關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，包括但不限于：-ISO17637：焊接破壞性檢測—熔化焊接頭射線檢測（用于接頭無損檢測評定）；-ISO17639：焊接破壞性檢測—焊接接頭宏觀和微觀檢驗；-ISO9016：金屬材料焊縫破壞性試驗—沖擊試驗；-ISO4136：金屬材料焊縫破壞性試驗—橫向拉伸試驗；-ISO5173：金屬材料焊縫破壞性試驗—彎曲試驗；-ISO6892-1：金屬材料拉伸試驗方法；-ISO15607：焊接工藝評定的一般原則；-ISO15614-1：鋼、鎳及鎳合金電弧焊工藝評定（作為系列標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)參考）。3.3關(guān)鍵術(shù)語與定義標(biāo)準(zhǔn)對以下核心術(shù)語進(jìn)行了規(guī)范定義：-鐓粗焊（upsetwelding）：焊件在接觸面通過電阻加熱至塑性狀態(tài)后，施加頂鍛力完成焊接的方法；-閃光焊（flashwelding）：焊件接觸面通電產(chǎn)生閃光加熱，達(dá)到預(yù)定溫度后快速施加頂鍛力完成焊接的方法；-連續(xù)閃光焊（continuousflashwelding）：閃光過程連續(xù)進(jìn)行直至頂鍛的閃光焊方式；-預(yù)熱閃光焊（preheatingflashwelding）：在正式閃光前通過間歇通電進(jìn)行預(yù)熱的閃光焊方式；-頂鍛力（upsetforce）：焊接加熱完成后施加于焊件端部的鍛壓力；-燒化量（flashallowance）：閃光過程中焊件消耗的金屬量；-頂鍛量（upsetallowance）：頂鍛階段焊件的壓縮量。3.4焊接工藝評定試驗要求3.4.1試驗條件與試件制備標(biāo)準(zhǔn)對工藝評定試驗的試件制備提出了詳細(xì)規(guī)定。試件應(yīng)選用與實際生產(chǎn)相同的母材牌號、規(guī)格和供貨狀態(tài)，試件的尺寸應(yīng)滿足后續(xù)檢驗項目對試樣制取的要求。試件的焊接應(yīng)在與實際生產(chǎn)相同的設(shè)備類型和工藝條件下進(jìn)行，確保評定結(jié)果能夠真實反映實際焊接工藝的可行性。試件數(shù)量根據(jù)評定范圍確定，應(yīng)足以完成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的全部檢驗項目。3.4.2檢驗項目與合格要求標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的評定檢驗項目主要包括：（1）外觀檢驗焊接接頭應(yīng)進(jìn)行100%外觀檢查，接頭表面應(yīng)無裂紋、未熔合、咬邊、燒穿等超標(biāo)缺陷，飛邊和毛刺的修剪應(yīng)符合相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。接頭應(yīng)具有均勻的幾何形狀，錯邊量應(yīng)滿足相應(yīng)產(chǎn)品等級的要求。（2）無損檢測根據(jù)產(chǎn)品類別和服役條件，無損檢測可采用射線檢測（RT）或超聲檢測（UT）方法。檢測區(qū)域應(yīng)覆蓋整個焊接接頭截面。合格級別應(yīng)滿足相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求，當(dāng)無特殊要求時，通常應(yīng)達(dá)到ISO17636-1規(guī)定的2級或更高級別。（3）破壞性檢驗破壞性檢驗包括：-拉伸試驗：橫向拉伸試驗應(yīng)至少取2個試樣，抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于母材規(guī)定的最小抗拉強(qiáng)度；-彎曲試驗：側(cè)彎或正彎試驗應(yīng)至少取4個試樣，彎曲角度和彎芯直徑根據(jù)母材標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品要求確定，彎曲后受拉面不得出現(xiàn)超過規(guī)定尺寸的開口缺陷；-宏觀金相檢驗：從接頭截面制取宏觀試樣（至少2個），應(yīng)檢查接頭區(qū)焊縫、熱影響區(qū)和母材的組織特征，不得存在裂紋、未焊合、孔洞等危害性缺陷，熔合界面應(yīng)連續(xù)、無異常。（4）硬度試驗當(dāng)材料標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品規(guī)范有要求時，應(yīng)進(jìn)行硬度試驗（維氏硬度法），硬度分布應(yīng)滿足產(chǎn)品規(guī)定的范圍，通常熱影響區(qū)的最高硬度應(yīng)不超過規(guī)定限值。3.4.3合格范圍標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了評定合格的焊接工藝規(guī)程的適用認(rèn)可范圍，包括：-材料范圍：同一材料類別內(nèi)不同牌號材料的認(rèn)可范圍，以及厚度覆蓋范圍；-尺寸范圍：試件厚度（或直徑）的認(rèn)可范圍為0.5倍至2倍試驗厚度；-工藝參數(shù)范圍：焊接電流（±5%范圍內(nèi)）、頂鍛力/頂鍛壓力、燒化量、頂鍛量、預(yù)熱參數(shù)、設(shè)備能力條件等參數(shù)的可變范圍；-接頭形式范圍：對接接頭的認(rèn)可條件。3.5與系列標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)ISO15614-13:2023與ISO15614系列其他部分保持有機(jī)銜接，遵循統(tǒng)一的框架原則。標(biāo)準(zhǔn)在結(jié)構(gòu)與編排上與ISO15614-1（電弧焊）等系列標(biāo)準(zhǔn)保持一致，同時針對電阻焊的工藝特點(diǎn)設(shè)定了特殊的技術(shù)要求。對于該標(biāo)準(zhǔn)未涵蓋的補(bǔ)充要求（如特殊材料的附加檢驗、特殊服役條件的補(bǔ)充試驗），可參照系列標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。4標(biāo)準(zhǔn)實施與推廣應(yīng)用4.1應(yīng)用領(lǐng)域ISO15614-13:2023確定的工藝評定框架和方法可廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：-鋼軌焊接：無縫鐵路線路建設(shè)中鋼軌的閃光焊接，包括廠焊和現(xiàn)場移動閃光焊；-管道焊接：石油天然氣輸送管道的閃光對接焊；-鋼筋連接：建筑結(jié)構(gòu)中鋼筋的電阻對接焊（需注意標(biāo)準(zhǔn)不適用于熱軋鋼筋場合）；-汽車制造：輪輞、傳動軸等零部件的閃光對焊；-軌道車輛制造：車體結(jié)構(gòu)部件的電阻對接焊。4.2實施價值該標(biāo)準(zhǔn)的實施將帶來多方面的價值：（1）統(tǒng)一技術(shù)要求為全球范圍內(nèi)鐓粗焊和閃光焊的工藝評定提供了統(tǒng)一的技術(shù)語言和合格判定準(zhǔn)則，消除因標(biāo)準(zhǔn)差異導(dǎo)致的重復(fù)評定和技術(shù)壁壘。（2）促進(jìn)國際互認(rèn)基于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的焊接工藝評定，其評定結(jié)果可在國際工程項目中獲得更廣泛的認(rèn)可，降低跨國工程的技術(shù)準(zhǔn)入門檻。（3）提升焊接質(zhì)量水平標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的系統(tǒng)化評定試驗和嚴(yán)格的合格要求，有助于推動企業(yè)提升焊接工藝管理水平，保證焊接接頭的質(zhì)量一致性。（4）支撐產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同為焊接設(shè)備制造、焊接材料供應(yīng)、焊接檢測機(jī)構(gòu)等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)提供了共同的技術(shù)依據(jù)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。5主要起草單位介紹ISO15614-13:2023的制定匯聚了國際焊接領(lǐng)域的權(quán)威專家和機(jī)構(gòu)。在標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中，來自德國、中國、日本、瑞典、法國等多個國家的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)專家參與了起草工作，ISO/TC44/SC10秘書處（由德國DIN承擔(dān)）負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)。在中國，對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會為全國焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會焊接質(zhì)量分技術(shù)委員會（SAC/TC55/SC2），秘書處設(shè)于哈爾濱焊接研究院有限公司。哈爾濱焊接研究院有限公司哈爾濱焊接研究院有限公司（以下簡稱“哈焊院”）成立于1956年，是中國焊接技術(shù)領(lǐng)域成立最早、規(guī)模最大的綜合性焊接技術(shù)研究機(jī)構(gòu)之一，現(xiàn)隸屬于中國機(jī)械科學(xué)研究總院集團(tuán)有限公司。哈焊院是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC44（焊接及相關(guān)工藝）的國內(nèi)技術(shù)對口單位，承擔(dān)著全國焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC55）秘書處工作，是中國焊接標(biāo)準(zhǔn)化工作的核心支撐力量。哈焊院在焊接工藝與裝備領(lǐng)域具有深厚的技術(shù)積累，主要業(yè)務(wù)涵蓋焊接工藝技術(shù)研究、焊接材料研發(fā)、焊接裝備制造、焊接檢測與評定服務(wù)以及焊接標(biāo)準(zhǔn)化研究等。在標(biāo)準(zhǔn)化工作方面，哈焊院主導(dǎo)和參與制定了多項焊接領(lǐng)域的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并深度參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂工作，在國際焊接標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域具有重要的影響力。在ISO15614-13:2023的制定過程中，哈焊院組織國內(nèi)專家積極參與標(biāo)準(zhǔn)各階段草案的研討和意見反饋工作，組織國內(nèi)利益相關(guān)方對標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行充分研究，尤其是在閃光焊工藝評定要求方面，結(jié)合中國在鋼軌閃光焊、管道閃光焊等領(lǐng)域的工程實踐經(jīng)驗和技術(shù)積累，提出了多項具有建設(shè)性的技術(shù)意見和建議，為標(biāo)準(zhǔn)的完善和發(fā)布做出了積極貢獻(xiàn)。哈焊院的參與有效推動了中國在焊接工藝評定領(lǐng)域的技術(shù)經(jīng)驗和標(biāo)準(zhǔn)訴求融入國際標(biāo)準(zhǔn)體系，提升了中國在國際焊接標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的話語權(quán)。6結(jié)論與展望ISO15614-13:2023作為ISO15614系列標(biāo)準(zhǔn)的重要組成部分，填補(bǔ)了鐓粗（電阻對接）焊和閃光焊工藝評定領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)的空白。該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實施，為全球范圍內(nèi)相關(guān)行業(yè)的焊接工藝評定提供了統(tǒng)一的技術(shù)依據(jù)和操作指南，對于提高焊接質(zhì)量水平、降低技術(shù)貿(mào)易壁壘、促進(jìn)國際技術(shù)交流與合作具有重要的推動作用。從技術(shù)發(fā)展角度看，隨著智能制造技術(shù)的快速發(fā)展，電阻焊和閃光焊工藝正朝著數(shù)字化、自動化、智能化方向不斷演進(jìn)。焊接過程傳感技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、人工智能算法在焊接工藝優(yōu)化中的應(yīng)用日益深入，對焊接工藝評定的數(shù)字化、智能化也提出了新的要求。未來，ISO15614-13標(biāo)準(zhǔn)可能需要適應(yīng)焊接工藝數(shù)字化評定的發(fā)展趨勢，在工藝參數(shù)數(shù)據(jù)化管理、基于數(shù)值模擬的工藝預(yù)評定、在線監(jiān)測與評定一體化等方面進(jìn)行拓展和完善。參考文獻(xiàn)[1]ISO15614-13:2023,Specificationandqualificationofweldingproceduresformetallicmaterials—Weldingproceduretest—Part13:Upset(resistancebutt)andflashwelding[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]ISO15607:2019,Specificationandqualificationofweld