IEC 60974-12021 电弧焊接设备 - 第1部分焊接电源标准立项发展报告

电弧焊接设备第1部分：焊接电源标准立项发展报告IEC60974-1:2021标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ArcWeldingEquipment-Part1:WeldingPowerSources(IEC60974-1:2021)摘要关键词：电弧焊接设备；焊接电源；IEC60974-1；国际标准；安全要求；电磁兼容；能效1标准基本信息与立项背景1.1标准基本信息IEC60974-1:2021《电弧焊接设备第1部分：焊接电源》由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）发布，发布日期为2021年6月29日，现为国际现行标准。该标准隶属于IEC第26技术委员会（IEC/TC26“电焊”技术委员会）归口管理，是电弧焊接设备系列标准中的核心基础标准。标准文本为英语和法语双语版本，以电子版加密PDF格式发行。1.2标准的系列架构与地位IEC60974系列标准是国际电弧焊接设备领域的纲领性标准体系，涵盖焊接电源、送丝装置、焊枪、焊接辅具等各个方面。其中，第1部分作为整个系列标准的基石，规定了焊接电源这一核心设备的安全、性能和试验要求，在系列标准中具有统领地位。其他部分（如第2部分液体冷却系统、第3部分电弧放电稳定装置、第5部分送丝装置等）均需与本部分配合使用。1.3修订背景与行业需求2017年，IEC/TC26启动了IEC60974-1:2017版本的维护修订程序。经过多轮国际工作组会议和草案征求意见，最终于2021年正式发布第三版（2021版）。这一修订过程的推动力主要来自以下几个方面：第一，技术进步的驱动。近年来，以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的宽禁带半导体器件在焊接电源中逐步推广应用，逆变焊机开关频率大幅提升，电源效率与功率密度显著提高。与此同时，数字信号处理（DSP）技术、嵌入式控制系统以及物联网通信模块的深度集成，使焊接电源从传统的模拟控制走向全数字化、网络化、智能化。原有的基于模拟控制时代的测试方法和安全要求已难以全面覆盖新技术形态下的潜在风险与性能特征。第二，安全理念的演进。随着焊接作业环境日趋多样化和复杂化，高空作业、受限空间作业、机器人焊接单元等场景对设备的安全性提出了更加严苛的要求。尤其是焊接电源输出端的触电防护问题，在潮湿环境、狭窄金属空间等极端工况下显得尤为突出。此外，新能源产业（如锂电池制造、氢能装备）的发展对焊接设备的防爆、防尘等级提出了新要求。第三，国际贸易与认证协调的需求。焊接设备属于全球流通性极强的工业产品，各国认证体系之间的差异给制造商带来沉重的合规负担。IECEE-CB体系（电工产品合格测试与认证互认体系）以IEC标准为基础实现多国互认。更新IEC60974-1有助于进一步消除技术壁垒，促进全球贸易便利化。第四，绿色制造与能效要求。在全球碳中和战略背景下，提高焊接电源的能效水平不仅是降低使用成本的经济考量，更是减少碳排放的环保要求。IEC60974-1:2021在能效测试和待机功耗方面增加了新的技术要求，为行业提供了统一的能效评价基准。2标准主要技术内容2.1范围界定IEC60974-1:2021适用于为电弧焊接和类似工艺（如等离子切割）提供电源的变压器-整流器型、逆变器型及发电机驱动的焊接电源设备。标准适用范围明确涵盖以下内容：-连接至单相或三相工业电网的焊接电源；-由电动机驱动的焊接发电机组；-由内燃机驱动的焊接发电机组；-与焊接机器人系统配套使用的焊接电源。同时，该标准明确规定了焊接电源在正常使用条件和可预见的异常使用条件下的安全要求和性能要求，涵盖电气安全、热安全、机械安全及电磁兼容性等维度。2.2关键术语与定义标准在术语方面新增和修订了若干重要定义，以适应当前技术发展。其中值得关注的有：-焊接电源（weldingpowersource）：将电网电能转换为适于焊接工艺要求的电能形式的设备。-额定最大焊接电流（ratedmaximumweldingcurrent）：制造商规定的、焊接电源在特定负载持续率下可持续输出的最大焊接电流值。-外特性（outputcharacteristic）：焊接电源输出电压与输出电流之间的函数关系，分为恒流特性（CC）、恒压特性（CV）及复合特性等。-逆变频率（inverterfrequency）：逆变式焊接电源中功率开关器件的工作频率。-待机模式（standbymode）：设备连接到供电电源但未执行焊接功能时的低功耗运行状态。2.3安全要求与试验方法2.3.1电击防护电击防护是焊接电源安全要求中最为核心的内容。IEC60974-1:2021将焊接电源按防触电保护类别进行分类，并规定了对应的保护措施。标准在空载电压限值方面保持了与上一版基本一致的框架，但对于在特殊环境（如潮湿或狭窄空间）中使用的焊接电源，进一步强调了降低空载电压或采用自动降低空载电压装置（VRD）的要求。标准同时规定了绝缘电阻、介电强度、漏电流等电气安全参数的试验方法和判定准则。2.3.2热安全要求标准对焊接电源的温升限值进行了系统规定。在额定负载条件下，各部件（包括绕组、半导体器件、接线端子、外壳表面等）的温升不得超过标准中给出的允许限值。2021版对采用高频开关技术的逆变电源特别增加了磁性元件和功率半导体器件的热考核要求，并对热保护装置（如温控开关、热熔断体）的可靠性验证提出了更明确的试验程序。2.3.3机械安全与防护等级2.3.4电磁兼容性随着焊接电源高频化和数字化程度的不断提升，其电磁兼容性引起了行业和监管部门的充分重视。IEC60974-1:2021结合IEC60974-10（电磁兼容性要求）的最新进展，明确了焊接电源在传导发射、辐射发射、谐波电流、电压波动与闪烁以及抗扰度等方面的技术指标和试验方法。值得特别关注的是，新版标准加强了对宽带半导体器件带来更高频率干扰信号的限制要求，并对无线通信功能（如蓝牙、Wi-Fi配置模块）的共存性提出了验证要求。2.4性能要求在性能指标方面，IEC60974-1:2021规定了焊接电源在不同负载持续率条件下的输出能力验证方法。标准给出了负载持续率的定义和标准试验循环，确保不同制造商产品的性能数据具有可比较性。同时，标准对焊接电流的调节范围、输出参数的精度、外特性曲线的形状符合性等均进行了明确规定，为焊接工艺的一致性和再现性提供了技术保障。2.5能效要求新版本标准的一个重要亮点是引入了能效相关指标。标准规定了焊接电源在额定输出状态下的效率要求，并首次明确提出待机功耗的限制要求。对于多款具有待机模式的焊接电源，标准要求待机模式下的功率消耗不得超过规定值（视额定输入功率和产品类型确定具体限值），以支持全球节能减排政策的落地实施。能效测试方法在标准附录中给出了详细的操作步骤和测量不确定度评估指南。2.6标志与说明书标准对焊接电源的铭牌标识、警示标志、操作说明书的编制提出了明确要求。铭牌必须包含产品型号、额定输入电压/频率/相数、额定焊接电流范围、负载持续率、防护等级、标准编号等关键信息。说明书须以购买者能够理解的语言提供完整的安装、操作、维护和故障排除指导。2021版特别增加了有关报废处理、环保回收以及无线模块使用的说明要求。3标准发布与产业影响3.1标准发布历程IEC60974-1标准的修订工作经历了严谨的国际标准化程序。2018年正式启动修订工作组的筹备，2019年完成工作草案（WD），2020年发布委员会草案（CD）并面向各成员国征求意见，随后进入国际标准草案（DIS）阶段，并于2021年初通过最终国际标准草案（FDIS）投票，最终于2021年6月29日正式发布。3.2对我国焊接设备行业的影响我国是全球最大的焊接设备生产国和消费国，焊接设备出口量位居世界前列。IEC60974-1:2021的发布对我国焊接设备行业产生了多方面的深远影响。从出口贸易角度看，我国焊接设备出口至欧盟、东南亚、中东、非洲等地区的产品均需满足IEC标准要求。欧盟低电压指令（LVD）和电磁兼容指令（EMC）直接引用IEC标准作为协调标准，因此我国制造商必须及时跟进新版标准的技术要求，调整产品设计、生产工艺和检验流程，确保出口产品顺利通过CB认证或CE认证。从产业升级角度看，IEC60974-1:2021对能效、数字化接口、安全保护等方面提出的更高要求，客观上推动了我国焊接设备企业加大技术研发投入，加速产品迭代升级。尤其是在逆变化、数字化、智能化焊接电源领域，我国企业近年来取得了显著进步，部分头部企业的产品已达国际先进水平。新版标准的实施将对行业的优胜劣汰产生积极推动作用，有利于产业集中度提升和整体竞争力的增强。3.3与国际法规和标准体系的协调IEC60974-1:2021与ISO（国际标准化组织）相关标准之间保持了良好的协调关系。在焊接工艺和人员资质方面，ISO标准侧重于焊接过程控制、焊工资质认证和焊接工艺评定；而IEC60974系列则从设备安全和性能角度提供了基础保障。两套标准体系相互补充，共同构成了完整的国际焊接标准体系。此外，该标准与IEC60974系列内部各分标准之间的协调一致也得到充分保证。在欧盟层面，IEC60974-1:2021已被转化为EN标准（ENIEC60974-1），并在欧盟官方公报中发布，成为机械指令和低电压指令下的协调标准。4主要参与单位介绍4.1IEC/TC26技术委员会IEC/TC26是国际电工委员会负责电焊领域标准制修订的技术委员会，其秘书处由意大利电工委员会（CEI）承担。TC26的职责范围包括电弧焊接设备（包括焊接电源、送丝装置、焊枪等）及电阻焊设备的标准制定和修订工作。TC26下设多个工作组（WorkingGroup）和项目组（ProjectTeam），分别负责不同子领域的技术标准。4.2中国参与情况中国是IEC/TC26的积极成员（P-member），全国电焊机标准化技术委员会（SAC/TC70）代表中国参与IEC/TC26的各项活动。在IEC60974-1:2021的修订过程中，中国专家积极参与了多轮国际会议的讨论，针对焊接电源的安全要求、能效指标和电磁兼容等方面提出了多项建设性意见，部分意见被标准文本采纳。北京时代科技股份有限公司、上海沪工焊接集团股份有限公司、深圳瑞凌实业股份有限公司等国内重点焊接设备制造企业的技术专家持续跟踪并参与IEC标准制定工作，为我国在电焊机国际标准化领域的话语权提升作出了积极贡献。5标准实施建议与展望5.1对制造商的实施建议对于焊接电源制造商而言，面对IEC60974-1:2021的实施，应当从以下几个方面着手准备：其一，开展技术差距分析。企业应对照新版标准的技术要求，系统地评估现有产品的符合性，识别差距项，有针对性地开展设计改进和验证试验。特别是空载电压、温升、电磁兼容、能效等关键指标，应优先进行摸底测试。其二，完善质量管理体系。标准换版不仅是技术层面的更新，也涉及质量体系文件的调整。企业应更新出厂检验规程、型式试验大纲、设计验证计划等文件，确保内控标准与国际标准保持同步。其三，加强人员培训。标准技术内容的较大变化需要研发、质量、工艺、市场等岗位上的人员系统学习理解。可通过行业培训、标准宣贯会或聘请技术专家到厂指导等多种方式提升团队能力。5.2行业未来发展趋势展望未来，焊接电源标准的发展将呈现以下几个显著趋势：数字化与智能化持续推进。随着工业物联网（IIoT）、人工智能和数字孪生技术在焊接领域的深入应用，未来标准将进一步纳入有关数字化接口、数据安全、远程监控与故障诊断等方面的技术要求。焊接电源作为智能焊接系统的核心执行单元，其通信协议的标准化和互操作性将成为标准化工作的重要方向。绿色低碳成为刚性要求。在全球碳中和目标的牵引下，焊接电源的能效指标将不断加严，全生命周期环境影响评价可能逐步被纳入标准体系。此外，可再生材料的使用、可回收性设计以及有害物质的限制要求也将日趋严格。安全要求更加精细化。面向特殊应用场景（如氢能装备制造、电池焊接、核设施维护等）的安全性要求将越来越具体和专业，标准和细分产品的结合将更加紧密。标准体系协同性增强。未来IEC60974系列标准、ISO焊接工艺标准以及区域法规之间的协调将更加深入，形成更加完整的标准化生态，为全球焊接行业提供统一的技术语言和规则框架。6结论IEC60974-1:2021《电弧焊接设备第1部分：焊接电源》作为电弧焊接设备领域的核心国际标准，其发布顺应了焊接电源技术向数字化、智能化、绿色化方向发展的时代潮流。该标准在安全要求、电磁兼容、能效指标、文档规范等方面实现了全面升级，为全球焊接电源的设计制造、检测认证和市场准入提供了统一的技术依据。标准的实施将有助于提升焊接设备的安全性、可靠性和能效水平，降低焊接作业的职业安全风险，促进国际焊接设备贸易便利化。参考文献[1]IEC60974-1:2021,Arcweldingequipment-Part1:Weldingpowersources[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2021.[2]IEC60974-10:2020,Arcweldingequipment-Part10:Electromagneticcompatibility(EMC)requirements