ISO 81672021 电阻焊预测标准立项发展报告

电阻焊预测标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Resistancewelding—Embossedprojectionwelding—Projectionsforresistancewelding(ISO8167:2021)摘要电阻焊作为现代制造业中不可或缺的连接技术，广泛应用于汽车、航空航天、电子电器及轨道交通等领域。其中，凸焊（Embossedprojectionwelding）通过预制凸点实现电流与压力的集中，在薄板连接与大批量生产中具有显著优势，而凸点几何形状与尺寸的一致性直接决定焊接质量的稳定性。现行国际标准ISO8167:2021《电阻焊——凸焊——电阻焊用凸点》由国际标准化组织（ISO）发布，替代旧版ISO8167:1985，系统地规定了凸点的术语、定义、几何尺寸、设计原则及质量要求。本报告对该标准的立项背景、技术内容、修订历程及主要参与单位进行系统梳理，分析了标准对焊接工艺质量提升、产业升级和国际市场衔接的支撑作用。报告指出，ISO8167:2021的发布实施将有效统一各国凸焊凸点的设计与验收准则，促进智能制造中焊接参数数据库的互认互通，为行业数字化转型提供关键标准化支撑。关键词：电阻焊；凸焊；凸点；国际标准；ISO8167；焊接质量；标准化Keywords:Resistancewelding;Embossedprojectionwelding;Projections;Internationalstandard;ISO8167;Weldingquality;Standardization一、引言电阻焊是利用电流通过焊件及其接触面产生的电阻热，将焊件局部加热至塑性或熔融状态，同时施加压力使其形成冶金连接的一类焊接方法。根据焊接接头形式的不同，电阻焊可分为点焊、缝焊、凸焊和对焊等类型。其中，凸焊是一种在工件上预先设置凸点（projection），利用凸点与另一工件接触形成电流集中通道，在压力作用下使凸点压溃并形成焊点的高效焊接方法。相比传统点焊，凸焊具有焊点位置精确、表面压痕小、适合多层板连接、电流分流影响小等优点，在汽车车身零部件、电池连接片、继电器触头、压缩机壳体等批量制造场景中有着不可替代的地位。凸点作为凸焊过程中电流和压力的唯一集中载体，其几何形状、尺寸精度和材料特性直接决定了焊接热量的产生与分布，进而影响焊点强度、外观质量及电极寿命。然而，在实际生产中，不同国家和企业对凸点的设计规范各不相同，缺乏统一的术语定义和尺寸标准化体系，导致焊接工艺参数互换性差、质量追溯困难。ISO8167:2021《电阻焊——凸焊——电阻焊用凸点》正是在这一产业需求下由国际标准化组织焊接及相关工艺技术委员会（ISO/TC44）组织修订完成的。该标准首次发布于1985年，2021年版为第二次修订版，系统更新了凸点分类、尺寸系列和检测要求。本报告将从立项背景、标准内容、技术要点、参与单位及发展趋势等方面对该标准作全面阐述。二、标准立项背景2.1行业发展的客观需求近年来，随着新能源汽车、轻量化车身、5G通信设备等产业的快速崛起，电阻焊凸焊工艺的应用规模和精度要求持续提升。一方面，超高强度钢、铝合金、铜合金等新材料的大量应用对凸点设计提出了新的要求；另一方面，机器人自动化焊接产线的大规模部署要求凸点尺寸具备更高的批次一致性，以实现焊接参数的程序化设定和质量在线监控。然而，旧版ISO8167:1985中的凸点尺寸系列仅涵盖了圆形凸点和环形凸点两种类型，且尺寸范围有限，难以满足当代制造业对异形凸点、微型凸点以及特殊用途凸点的需求。此外，旧版标准缺少对凸点几何公差、表面质量以及检测方法的具体规定，导致标准在实际采购验收和质量控制中的指导作用不足。2.2国际标准协调一致的需要在此之前，各主要工业国家分别制定了本国的凸焊凸点标准，如美国的AWSC4.1、德国的DIN8517等，与ISO8167之间存在不同程度的差异。随着全球供应链的深度融合和焊接装备的跨境流通，这些差异带来了技术壁垒和贸易摩擦风险。ISO/TC44（焊接及相关工艺技术委员会）在综合各成员国意见的基础上，决定对ISO8167进行系统性修订，以建立全球统一的凸焊凸点技术规范。2.3智能制造与数字化的时代驱动三、标准主要技术内容ISO8167:2021在技术框架上延续了旧版标准的核心结构，同时在多个方面进行了重要更新。3.1术语与定义标准在第3章中系统定义了与凸焊凸点相关的术语，包括：-凸点（projection）：在焊件表面通过冲压、冷镦或其他成型方式预先制备的局部突起结构，用于在电阻焊过程中集中电流和压力；-凸点直径（projectiondiameter）：凸点在与焊件表面平行方向上的最大尺寸；-凸点高度（projectionheight）：凸点顶点至焊件表面的垂直距离；-压溃率（collapserate）：焊接完成后凸点高度减少的百分比。3.2凸点分类与尺寸系列标准将凸点按其几何形状分为以下几类：-圆形凸点（circularprojection）：具有旋转对称性的半球形或圆锥台形凸点，适用于一般薄板凸焊；-环形凸点（annularprojection）：呈圆环状连续凸起的结构，适用于需要密封或大电流通过的焊接接头；-长条形凸点（elongatedprojection）：适用于焊缝方向有特殊要求的场合；-异形凸点（special-shapedprojection）：根据特定应用场景设计的非标准几何形状凸点。对于每一种凸点类型，标准给出了推荐的名义尺寸系列和公差等级。以圆形凸点为例，标准推荐了从φ1.0mm至φ10.0mm共十二个优先选用的直径规格，每个规格对应推荐的高度范围和允许的尺寸偏差。这些参数为凸焊模具设计、电极选型和工艺参数设定提供了直接依据。3.3材料与工艺适配要求标准特别针对不同材料体系提出了凸点设计的适用性说明。对低碳钢、镀锌钢、不锈钢、铝合金和铜合金等常见凸焊材料，标准分别给出了凸点硬度、厚度范围和推荐电流密度区间。这一内容在旧版标准中并未涉及，2021年版的补充有效地提高了标准的实用覆盖范围。3.4质量要求和检测方法ISO8167:2021增加了凸点质量检测的指导性内容，要求凸点应无裂纹、无折叠、无显著毛刺等缺陷，规定了凸点高度和直径的公差带，并推荐了光学投影仪、激光轮廓扫描仪和接触式三坐标测量机等检测手段。同时，标准对凸点的采样检验频次和合格判定规则提出了建议，为企业建立进料检验规程提供了参考依据。3.5与相关标准的协调ISO8167:2021在修订过程中注意了与ISO14373（电阻焊——点焊工艺规范）、ISO14327（电阻焊——焊接工艺评定）以及ISO9018（电阻焊——破坏性检验）等标准的协调一致性。需要说明的是，这些标准共同构成了电阻焊工艺的完整标准族，后续将继续以相互引用和补充的方式不断协同演进。四、主要参与起草单位ISO8167:2021由国际标准化组织焊接及相关工艺技术委员会（ISO/TC44）下设的SC6“电阻焊及相关工艺”分技术委员会负责制修订。SC6的秘书处由日本工业标准调查会（JISC）承担。在各成员国积极派员参与的基础上，德国标准化学会（DIN）下属的焊接技术标准委员会（NAS）发挥了重要的技术牵头作用，尤其在凸点分类体系设计和公差等级确定方面提供了关键技术支持。在中国，全国焊接标准化技术委员会（SAC/TC55）组织相关专家积极参与了本标准的投票和技术意见反馈工作。中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司作为国内电阻焊标准化工作的核心支撑单位，系统组织了国内电阻焊领域的骨干企业和科研院所对标准草案进行研讨，结合国内在汽车制造业中凸焊工艺的大量实践经验，提出了多项修改意见，部分被国际标准采纳。哈尔滨焊接研究所有限公司长期承担全国焊接标准化技术委员会秘书处工作，在国内焊接标准化体系建设中发挥着核心组织作用。上海交通大学材料科学与工程学院在铝合金凸焊凸点设计与工艺验证方面开展了大量基础研究工作，为ISO8167:2021中关于铝合凸点适用性内容的补充提供了系统的试验数据支撑。此外，一汽-大众汽车有限公司、比亚迪股份有限公司等国内制造企业也从凸焊零部件批量生产的角度，对凸点尺寸公差和进料检验要求提出了来自产业一线的反馈建议。五、标准实施的意义及展望5.1对产业发展的支撑作用ISO8167:2021的发布为全球凸焊凸点的设计、制造和检验建立了统一的技术语言。从产业角度看，该标准的意义主要体现在：一是通过统一凸点尺寸系列，使凸焊模具和电极实现了跨企业、跨国界的互换互通，降低了工装制造成本；二是通过明确凸点公差和质量验收要求，推动了焊接零部件供应链的质量透明度和可追溯性；三是为焊接机器人编程和数字化产线调试提供了标准化的工艺输入条件，有利于缩短新产品导入周期。5.2对智能制造与数字化转型的促进随着人工智能、数字孪生等技术在焊接领域的深入应用，焊接工艺数据库的标准化需求日益迫切。凸点几何参数作为焊接过程仿真和参数推荐模型的关键输入变量，其数据格式和精度的标准化将直接影响到工艺推荐系统的可靠性。ISO8167:2021中更严谨的尺寸标注方法和检测指引为焊接工艺数据的结构化存储和互通交换创造了条件。5.3未来发展趋势与方向展望未来，ISO8167的进一步完善可能在以下方向展开：-增材制造凸点的标准化：随着增材制造技术在焊接预备工序中的应用探索，通过增材方式直接制备的凸点是否需要独立的标准规范，值得关注；-微型凸点与精密焊接的扩展：面向电子元器件和精密仪器的小尺寸凸点（直径小于1mm）系列可能需要增设独立标准；-在线检测方法的引入：随着机器视觉和激光测量技术的成熟，凸点质量的在线全检将成为可能，相应的检测标准需要随之更新；-新材料适配性的持续扩展：针对铝/铜异种金属凸焊、碳纤维增强聚合物（CFRP）与金属混合连接等新兴应用场景，凸点设计指南还需要持续补充。六、结论ISO8167:2021作为国际电阻焊凸焊领域的基础性标准，其修订发布顺应了制造业高端化、智能化和绿色化的发展趋势。标准通过系统梳理凸点的术语定义、尺寸系列、材料适配与质量要求，在全球范围内统一了凸焊凸点的设计和验收准则，为跨区域产业链协同和智能制造转型奠定了坚实的技术基础。对于中国焊接行业而言，积极参与国际标准的制修订工作，不仅有助于将国内先进经验融入国际标准体系，更有利于提升中国制造业在全球产业链中的话语权和竞争力。未来，随着焊接工艺与数字化技术加速融合，ISO8167标准族将持续演进。行业各方应密切关注标准的动态更新，加强标准宣贯和应用实施，切实将标准化优势转化为产品质量提升和产业升级的内在动力。参考文献[1]ISO8167:2021,Resistancewelding—Embossedprojectionwelding—Projectionsforresistancewelding[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2021.[2]ISO/TC44/SC6,Resistanceweldingandalliedprocesses—Businessplan[S/OL].ISO,2022.[3]全国焊接标准化技术委员会.焊接标准体系研究报告[R].北京:中国机械工业联合会,2023.