《焊接材料质量评价方法》标准制定概述

齐万利， 焦琳2， 宋永伦3， 陈默， 储继君， 李苏珊

(1.哈尔滨焊接研究院有限公司，黑龙江 哈尔滨 150028；2.中国合格评定国家认可中心，北京 100062；3.北京工业大学，北京100124)

0 前言

目前，中国涉及焊接材料产品和焊接材料试验检验方法的国家标准有40多项，这些国家标准大部分已按照相应的国际标准及国外先进标准进行了转化，初步建立了较为完整的标准体系，但国内焊接材料仍然存在产品批次稳定性不好，缺少高效、绿色焊接材料的研发及制备技术标准等问题，严重制约了高端焊接材料国产化进程。因此，无论是对国家高端装备制造业的支撑，还是行业发展需求，都迫切需要系统性地建立起对焊接材料的制备稳定性、产品一致性、绿色环保性等方面的质量评价方法，以适应机器人、自动化焊接的优质、高效、绿色的需求，不断推动焊接材料行业的产品质量提升和技术进步，提升国产化配套能力。

《焊接材料质量评价方法》于2017年获得中国国家认证认可监督管理委员会批准立项，目标是对焊接材料的相关制备过程和终端产品的质量进行系统、全面、标准化的评价，为焊接材料产品质量提升提供可实施的方法与技术支撑，以引导行业向高质量、高效、绿色方向发展。为了便于焊接材料生产企业和使用单位更好地了解该标准，现将标准制定情况简要介绍如下。

1 标准制定原则

该标准主要是结合国内相关的安全、健康、环境、能源、管理等标准和法规、文件要求，参照相关国际标准、国外先进标准、团体标准、企业标准、技术文献、产品手册(不涉及专利)等作为该标准的技术依据与支撑。在现有焊接材料国家标准的技术要求基础上，开展特性技术指标、工艺指标、绿色指标和管理指标的评价，同时提出了绞股焊丝、铝合金实心焊丝、碳钢和低合金钢无镀铜焊丝、无铅钎料及绿色不锈钢药芯焊丝等典型产品的具体评价标准和评价原则。该标准可用于指导该类和可类比的焊接材料产品质量评价，以满足不断增长的高端优质、绿色、高效等焊接材料的质量检验和评定需求。

该标准旨在现有标准技术要求基础上，提出对焊接材料质量评价技术的总体规则，形成通用的评价技术内容和范畴，构建特性技术指标、工艺指标、绿色指标和管理指标评价的体系，并在实施过程中逐步完善，作为具体评价活动的基础性标准。

2 标准的主要内容

2.1 适用范围

该标准规定了焊接材料的质量评价原则和方法。该标准既适用于常规焊接材料产品，也适用于高端装备制造业所需的高端、优质、高效、绿色焊接材料的质量评价。

2.2 特殊技术指标

2.2.1特殊化学成分

根据焊接材料产品轻质、高强度、抗裂性、耐蚀性、耐超低温、耐高温、耐高压、高纯净度和绿色环保等不同行业的特殊应用需求，对焊接材料或熔敷金属的特殊化学成分等特性指标可提出限制要求。如附录C碳钢、低合金钢无镀铜焊丝的产品质量评价方法中，对Cu元素进行了限制要求，规定了除耐候钢焊丝外，其它所有型号焊丝中Cu含量应不大于0.20%。

2.2.2特殊使用性能

根据焊接材料产品的屈服强度、塑性、韧性、扩散

氢含量、抗裂性、抗氧化性、抗腐蚀性、抗疲劳性、耐候性、耐高温、耐中子辐照等不同行业的特殊应用需求，对焊接材料产品或熔敷金属的特殊使用性能等特性指标可提出限制要求。如附录A绞股焊丝的产品质量评价方法中，对焊接过程稳定性提出了要求，焊接电流的标准差不大于15 A、电弧电压的标准差不大于1 V时，认为焊接过程稳定性良好。

2.2.3特殊焊接工艺性能

根据焊接材料产品的送丝稳定性、抗气孔性、熔敷效率、焊接发尘量/烟尘中的有害物质以及其它不同行业的特殊应用需求，对焊接材料产品或熔敷金属的特殊焊接工艺性能等特性指标可提出限制要求。如附录E绿色不锈钢药芯焊丝中，对焊接烟尘有害成分提出了限制要求，如表1所示，并规定工作地点空气中有害物质的最高容许浓度不允许超过1.5 mg/m3。

表1 绿色不锈钢药芯焊丝焊接烟尘成分的要求(质量分数，%)

2.2.4特殊制造性能

根据焊接材料产品的外在质量、内部均匀性、抗潮性、防锈性能等不同行业的特殊应用需求，对焊接材料产品或熔敷金属的特殊制造性能等指标可提出限制要求。如附录B铝合金实心焊丝的产品质量评价方法中，根据技术指标对铝合金实心焊丝进行了分级，共分为1级(特级焊丝)、2级(高端焊丝)、3级(中端焊丝)、4级(低端焊丝)以及不合格焊丝。采用 TIG 焊焊接方式，分级则相应为1T 级、2T 级、3T 级、4T 级；采用 MIG 焊焊接方式，分级则相应为 1M 级、2M 级、3M 级、4M 级。

2.2.5试验方法

该标准提出了送丝性能、焊接过程稳定性、导电嘴磨损率和抗锈性能等特殊性能试验方法。其它通用试验方法，如化学分析、使用性能、工艺性能和制造性能等可按相应的国家标准、行业标准以及供需双方协定的适宜的试验方法进行，如扩散氢含量检验可采用GB/T 3965—2012《熔敷金属中扩散氢测定方法》[1]，交流电弧稳定性、脱渣性、再引弧性能、飞溅率、熔化系数、熔敷效率和焊接发尘量等检验可采用GB/T 25776—2010《焊接材料焊接工艺性能评定方法》[2]。

2.3 管理指标

2.3.1资源属性

该条款规定了生产资源评价产品生产的基本条件，如质量保证体系，必要的生产、检验、仓储、运输等设施、设备和人员能力。具体评价内容见表2。

表2 资源属性评价

2.3.2过程属性

生产过程评价是对产品的原料采购、工艺、生产、检验、研发、服务等生产过程的控制。各环节应执行相关的管理文件，并保存相关记录。具体评价内容见表3。

表3 过程属性评价

2.3.3环境属性

生产、检验、仓储等区域间的工作相互间有不利影响时，应采取有效地隔离措施。

温度、湿度、防尘等环境因素对制造工艺和过程有影响时应采取措施，对生产环境条件控制并记录。

应建立安全作业管理制度及文件，确保化学危险品，易燃﹑易爆、腐蚀性和有毒等物料的仓储运输应符合相关安全标准和规范要求；水、电、火、气等危及安全的因素和环境有应急处理程序，得到有效控制。

2.3.4绿色属性

绿色属性包括：①取代酸洗除锈的盘条机械除锈装置；②提效降噪的高速连线拉/切丝设备；③增效降尘、降低劳动强度、提高精度的自动配粉系统；④提高效率和精度的自动包装线；⑤热源循环利用的节能焊条、焊剂或原材料烘焙系统；⑥废水回收利用的生产用水处理系统；⑦节能设计及改造的生产设备及设施；⑧采用清洁能源的油、电、天然气、生产设备及设施；⑨碱、酸、镀铜液零排放的拉丝镀铜一体化往复式生产线；⑩提高效率、降低劳动强度的自动缠绕机；其它具有绿色属性的焊接材料生产制造工艺、设备等。

2.4 质量评价

2.4.1产品评价通则

2.4.1.1抽样原则

该条款规定应由评价人员从完成出厂检验的产品中随机抽取样品并封样，产品包装应完整，牌号、规格、质量、生产厂家、执行标准等标识清楚；抽样数量应为最小包装且能够完成产品基本和特性技术指标的检验及复验。单元划分、代表牌号、抽样规则及数量应根据产品种类、包装等进行确定。

2.4.1.2评价规则

该条款可根据产品种类、应用领域等确定评价规则。评的价内容包括产品外在、内在质量以及工艺性能、使用性能等基本技术指标和特殊技术指标，可对检验结果进行评级、评分等，可规定指标的关键程度，确定级别判定要求、分数权重或设置加分项、否决项等。

2.4.2生产管理评价

2.4.2.1评价要求

该条款可根据企业规模、产品种类及数量、生产情况等确定检查项目及检查内容。厂房、设备、人员、检测仪器、工艺文件、过程控制等应符合评价产品的生产要求。

2.4.2.2评价规则

该条款可根据产品种类、生产特性等确定评价规则。厂房、设施、设备及流程设置应满足产品生产基本要求，技术、管理、操作人员数量及资质应满足产量和质量要求，工艺文件、过程管理、检测仪器等应保证产品各环节的质量控制，可对评价结果进行评级、评分或进行符合性判定，可规定指标的关键程度，确定级别判定要求、分数权重或设置加分项、否决项等。

2.5 典型产品评价方法

标准附录提出了对绞股焊丝、铝合金实心焊丝、无镀铜焊丝、无铅钎料及绿色不锈钢药芯焊丝等高端装备制造业所需的有代表性焊接材料产品的全面质量评价，并针对各产品提出了一些特殊性能的指标要求和试验方法，如提出了焊接过程稳定性、送丝性能、焊丝表面油污率、液态氢含量、表面粗糙度、粘附力、焊缝气孔敏感性等试验方法。

3 结束语

该标准在现有标准技术要求基础上，提出了对焊接材料质量评价技术的总体规则，形成了通用的评价技术内容和范畴，构建了特性技术指标、工艺指标、绿色指标和管理指标评价的体系，同时针对国家重大装备制造业的高端产品需求和绿色制造的发展态势，为5种高端装备制造业所需的高效、绿色、高端焊接材料产品提供了有代表性的评价方法。

该标准对推动焊接材料行业产品质量提升和技术进步具有积极意义，可为焊接材料产品质量提升提供技术依据，引导行业向高质量、高效、绿色方向发展，填补了焊接材料标准体系中评价标准领域的空白，为支撑国家先进制造业对高性能焊接材料的需求，提供了质量检验和评定依据。