GBT 43905.6-2024 焊接及相关工艺中烟尘和气体取样的实验室方法 第6部分：电阻点焊中烟尘和气体的定量化测定标准立项发展报告

焊接及相关工艺中烟尘和气体取样的实验室方法第6部分：电阻点焊中烟尘和气体的定量化测定标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:LaboratoryMethodsforSamplingFumeandGasesinWeldingandAlliedProcesses—Part6:QuantitativeDeterminationofFumeandGasesfromResistanceSpotWelding摘要随着现代制造业的快速发展，电阻点焊作为汽车制造、航空航天、轨道交通等领域的关键连接工艺，其生产过程中产生的烟尘和有害气体对作业人员健康及环境质量构成了严重威胁。为科学评估和有效控制电阻点焊过程中的污染物排放，迫切需要建立系统化、标准化的实验室测定方法。本报告围绕GB/T43905.6-2024《焊接及相关工艺中烟尘和气体取样的实验室方法第6部分：电阻点焊中烟尘和气体的定量化测定》标准的制定与实施展开系统阐述。报告首先介绍了该标准的立项背景与编制依据，分析了国内外焊接烟尘标准化工作的现状与差距；其次，详细说明了标准的主要技术内容，包括试验装置、取样方法、测定流程及质量控制要求；再次，报告论述了该标准的技术创新点及其与现行标准体系的协调性；最后，报告介绍了主要起草单位的标准化工作基础，并对标准实施后的预期效益与发展前景进行了展望。该标准的发布填补了我国电阻点焊烟尘定量化测定领域的标准空白，将为职业健康防护、清洁生产评估及焊接工艺优化提供重要的技术支撑。关键词：焊接烟尘；电阻点焊；定量化测定；实验室方法；职业健康；标准制定Keywords:weldingfume;resistancespotwelding;quantitativedetermination;laboratorymethod;occupationalhealth;standardization1引言1.1研究背景焊接是现代工业制造中不可或缺的关键工艺手段，广泛应用于汽车制造、船舶工程、航空航天、建筑钢构及轨道交通等众多领域。在各类焊接工艺中，电阻点焊因其高效、自动化程度高、热输入集中等特点，已成为汽车车身制造等大批量生产场景中最主要的连接方式之一。然而，电阻点焊过程中，由于金属的熔化、蒸发及冶金反应，不可避免地会产生一定量的焊接烟尘和有害气体。这些烟尘中含有铁、锰、锌、铜等金属及其氧化物微粒，以及一氧化碳、氮氧化物、臭氧等气态污染物。研究表明，长期暴露于焊接烟尘环境中，作业人员罹患呼吸系统疾病、肺功能损伤乃至恶性肿瘤的风险显著增加。世界卫生组织国际癌症研究机构已将焊接烟尘列为2B类可能致癌物。近年来，随着我国对职业健康和环境保护的重视程度不断提高，焊接作业场所的卫生防护与污染物控制已成为行业关注的焦点。《中华人民共和国职业病防治法》《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》（GBZ2.1）等法规和标准对焊接作业环境的污染物限值提出了明确要求。在此背景下，建立科学、规范的焊接烟尘测定方法标准，已成为行业发展的迫切需求。1.2标准基本信息GB/T43905.6-2024《焊接及相关工艺中烟尘和气体取样的实验室方法第6部分：电阻点焊中烟尘和气体的定量化测定》是由国家标准化管理委员会批准发布的国家推荐性标准。该标准于2024年4月25日正式发布，并将于2024年11月1日起实施。作为焊接工艺领域的重要基础性方法标准，本标准的制定与实施将为我国焊接烟尘的实验室测定提供统一的技术依据。1.3国内外标准化现状在国际标准化领域，ISO（国际标准化组织）已建立了较为完善的焊接烟尘测定标准体系。ISO15011系列标准《焊接及相关工艺中的健康与安全——烟尘和气体取样的实验室方法》从第1部分至第6部分分别规定了电弧焊、药芯焊丝焊、手工电弧焊等不同工艺条件下烟尘和气体的取样与测定方法。其中，ISO15011-6专门针对电阻点焊烟尘排放率的测定方法进行了规定。欧盟标准ENISO15011系列等同采用了上述ISO标准，形成了区域性的统一规范。相较而言，我国虽然已制定发布了GB/T43905系列标准以对应ISO15011标准体系，但此前在电阻点焊烟尘定量化测定方面尚缺乏专门的标准，检测机构和企业实验室在开展相关测定工作时，往往因方法不统一而导致检测结果缺乏可比性。GB/T43905.6-2024的发布实施，有效填补了这一标准空白。2标准编制原则与依据2.1编制原则本标准的编制遵循了以下基本原则：（1）协调一致性原则。标准的技术内容与ISO15011-6等国际标准保持高度协调，同时充分考虑我国焊接行业的技术水平、检测能力和实际需求，确保标准既具有国际适用性，又符合国内实际情况。（2）科学性原则。标准中规定的试验方法和测定流程均建立在充分的科学研究和实验验证基础上，确保检测结果准确可靠、重现性良好。（3）可操作性原则。标准内容力求简明清晰、便于执行，对试验装置、取样步骤、测定条件等关键要素进行了明确规定，使不同实验室之间能够依据标准开展一致性的检测工作。（4）规范性原则。标准的编写严格遵循GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定，确保标准文本的规范性和可读性。2.2编制依据本标准的编制主要依据以下法律法规和标准文件：-《中华人民共和国标准化法》-《中华人民共和国职业病防治法》-GBZ2.1《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》-GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》-ISO15011-6:2012《Healthandsafetyinweldingandalliedprocesses—Laboratorymethodforsamplingfumeandgases—Part6:Procedureforquantitativedeterminationoffumeandgasesfromresistancespotwelding》3标准主要技术内容3.1标准适用范围本标准规定了电阻点焊过程中烟尘和气体定量化测定的实验室方法，适用于电阻点焊工艺条件下产生的焊接烟尘排放率的测定，以及点焊过程中析出气体的采集与定量分析。标准适用于钢材、不锈钢、铝合金等常用金属材料的电阻点焊烟尘测定。3.2术语和定义标准中明确了以下关键术语：-焊接烟尘（weldingfume）：焊接过程中母材金属、填充材料及表面涂层经高温蒸发、氧化和冷凝形成的固体微粒和气溶胶。-烟尘排放率（fumeemissionrate）：单位时间内焊接过程产生的烟尘质量，以mg/min表示。-点焊循环（spotweldingcycle）：完成一个焊点所需的完整焊接过程，包括加压、通电、保持和休止等阶段。3.3试验装置与设备标准对电阻点焊烟尘定量化测定的试验装置提出了明确的技术要求。试验系统主要包含以下组成部分：（1）电阻点焊机。应采用具有稳压功能的工业级电阻点焊机，电极压力、焊接电流和通电时间等参数应能够在规定范围内精确调节和稳定控制。（2）封闭式烟尘收集舱（集烟罩）。用于完全收集点焊过程中产生的烟尘和气体，要求具有良好的气密性，内部容积应满足测试需要，舱体材料不得与待测烟尘成分发生化学反应。（3）烟尘采样系统。包括采样滤膜、过滤装置、气体流量控制器和抽气泵等组件。滤膜应选用对亚微米级颗粒具有较高捕集效率的玻璃纤维滤膜或微孔滤膜。（4）气体分析装置。针对气态污染物的测定，配备相应的高精度气体分析仪器。对于一氧化碳、氮氧化物等气态组分的定量分析，可采用非色散红外吸收法、化学发光法等技术手段。（5）数据采集与记录系统。用于实时记录焊接参数、烟尘采样质量、气体浓度等关键数据，确保检测过程的可追溯性。3.4取样与测定方法标准中规定的取样与测定流程主要包括以下步骤：第一步：试验准备。依据标准要求准备规定尺寸的试板或试片，表面应清洁干燥。在电极间安装试件，设定焊接参数（电极压力、焊接电流、焊接时间等）。校准各测量设备和仪器，确保其处于正常工作状态。第二步：烟尘采集。将点焊装置置于封闭烟尘收集舱内，启动抽气系统并调节至规定的采样流量。执行规定数量的点焊循环后进行烟尘收集。将采样滤膜在规定的温湿度条件下进行称重，以确定烟尘的捕集量。第三步：排放率计算。根据采集的烟尘总质量、点焊循环次数和试验持续时间，计算单位时间内的烟尘排放率，并可根据需要换算为单个焊点的烟尘产生量。第四步：气体测定。在烟尘采样的同时，通过气体采样管路对舱内气体进行采集和分析。分别测定一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、臭氧等气体组分的浓度，并据此推算各组分的气体析出速率。第五步：结果计算与表达。标准对各组分的计算结果表达方式进行了规定，以mg/min或mg/点为单位进行报告，并对测试条件（焊接参数、环境温湿度等）进行完整记录。3.5质量控制与试验报告为确保测定结果的准确性和溯源性，标准对质量控制提出了明确要求。标准规定，在相同试验条件下应进行至少三次平行测定，且各次测定结果的相对偏差应满足规定的精密度要求。标准还建议在条件允许时，使用经认证的标准物质或参考材料进行方法验证。试验报告应包含以下主要内容：试验日期及环境条件、焊接设备的型号及参数设定、试件材料及规格、采样与分析方法、测定结果（烟尘排放率和气体析出速率）、试验人员及审核人员信息等，确保试验数据的完整性和可溯源性。4标准的技术特点与创新4.1填补国内标准空白在GB/T43905.6-2024发布之前，我国尚缺乏专门针对电阻点焊烟尘定量化测定的国家标准。各检测机构和企业实验室在实际工作中，往往参照其他焊接工艺的烟尘测定方法或国际标准进行操作，导致检测条件不统一、结果可比性差。本标准的发布实施，填补了这一技术标准空白，使我国电阻点焊烟尘测定工作有标可依、有规可循。4.2与国际标准体系有效衔接本标准在技术内容上实现了与ISO15011-6:2012的同步对接，有助于我国焊接行业在技术标准层面与国际通行做法保持一致。这不仅便于国内外检测数据的互认与交流，也为我国焊接产品出口贸易提供了标准层面的技术支撑。4.3兼顾通用性与可操作性标准在技术指标的设定上，既遵循了科学严谨的原则，又充分考虑了国内不同层次实验室的实际检测能力。在保证测试精度的前提下，对部分操作细节给予适当的灵活性，以利于标准在行业内的推广实施。5标准与现行标准体系的协调性GB/T43905.6-2024作为GB/T43905系列标准的重要组成部分，与该系列中其他部分共同构成了我国焊接烟尘和气体实验室取样测定的方法标准体系。GB/T43905系列标准对应ISO15011系列标准，各部分分别针对不同的焊接工艺制定相应的烟尘和气体取样测定方法。其中，已发布的其他部分分别涉及电弧焊烟尘排放率的测定、实心焊丝气体保护电弧焊烟尘分析、药芯焊丝电弧焊烟尘中金属元素的测定等内容。GB/T43905.6-2024的发布，使该系列标准的覆盖范围进一步拓展至电阻点焊领域，有效完善了焊接烟尘测定方法的标准体系。此外，本标准与GBZ2.1《工作场所有害因素职业接触限值》、GB/T3609.1《职业眼面部防护焊接防护第1部分：焊接防护具》等职业健康安全标准形成了良好的衔接与互补关系，为焊接作业场所的职业危害评估与控制提供了基础数据支撑。6主要起草单位介绍本标准的主要起草单位包括哈尔滨焊接研究院有限公司、上海交通大学、中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司等。其中，哈尔滨焊接研究院有限公司（以下简称“哈焊院”）作为本标准的牵头起草单位，是我国焊接技术领域最具权威性的综合性研究机构之一。哈焊院始建于1956年，原为机械工业部哈尔滨焊接研究所，现隶属于中国机械工业集团有限公司。经过六十余年的发展，哈焊院已成为集焊接基础研究、应用技术开发、标准制定、质量检测和信息服务于一体的国家级焊接技术研发机构。在标准化工作方面，哈焊院是全国焊接标准化技术委员会（SAC/TC55）的秘书处挂靠单位，负责全国焊接领域国家标准的归口管理和组织制定工作。多年来，哈焊院主持或参与制修订了数百项焊接领域的国家标准和行业标准，涵盖焊接工艺、焊接材料、焊接设备、焊接质量检测、焊接安全与健康等各专业方向，为我国焊接标准化事业的发展做出了突出贡献。在焊接烟尘与职业健康研究领域，哈焊院建有专门的焊接环保与职业健康实验室，配备了先进的烟尘采样与分析设备，长期开展焊接烟尘成分分析、排放特征研究和防护技术开发等工作。近年来，哈焊院承担了多项国家级和省部级科研项目，在焊接烟尘的理化特性表征、排放规律及控制技术等方面取得了系列研究成果，为本标准的制定积累了坚实的技术基础和实践经验。此外，哈焊院还建有国家焊接材料质量检验检测中心，在焊接材料的质量检测和性能评价方面具有雄厚的技术实力和丰富的检测经验。此外，上海交通大学材料科学与工程学院在电阻点焊工艺研究方面拥有深厚积累，为本标准的编制提供了有力的理论支撑和实验验证；中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司在焊接烟尘检测仪器开发方面开展了大量工作，为标准中检测方法的确立提供了技术保障。上述单位的协同合作，为本标准的科学性、先进性和可操作性奠定了坚实基础。7标准的实施意义与应用前景7.1实施意义GB/T43905.6-2024的发布实施，具有多方面的积极意义：在职业健康防护方面，本标准为科学评估电阻点焊作业环境中的烟尘暴露水平提供了标准化的测定手段，有利于企业准确掌握焊接烟尘的排放状况，从而针对性地采取通风排尘、个人防护等治理措施，切实保障焊接作业人员的职业健康。在清洁生产评估方面，本标准可用于不同焊接设备、不同工艺参数条件下烟尘排放量的对比评价，为绿色焊接工艺的选择和优化提供量化依据，推动焊接生产的绿色化转型。在产品质量控制方面，通过标准化的烟尘测定方法，可为电阻点焊工艺的稳定性评价提供辅助参考指标。同时，该标准也为焊接材料、焊接设备供应商提供了统一的产品环保性能评价依据。在科学研究与数据积累方面，本标准所确立的统一测定方法为不同研究机构和企业开展焊接烟尘相关研究提供了共同的技术语言，有利于焊接烟尘排放数据库的建设和共享，为相关标准和政策的制定提供数据支撑。7.2应用前景-汽车制造企业电阻点焊车间的烟尘排放定期检测与评估-第三方检测机构开展焊接烟尘检测服务-科研院所开展焊接烟尘形成机理及控制技术研究-焊接设备制造企业进行设备环保性能的测试与改