ISO 12224-22024 实心和药芯焊丝规范和试验方法第2部分焊剂含量的测定标准立项发展报告

实心和药芯焊丝规范和试验方法第2部分：焊剂含量的测定标准立项发展报告EnglishTitleStandardizationDevelopmentReport:SolderWire,SolidandFlux-Cored—SpecificationandTestMethods—Part2:DeterminationofFluxContent摘要随着电子制造、精密焊接及高端装备制造产业的快速发展，实心焊丝与药芯焊丝作为关键焊接材料，其质量稳定性直接影响焊接工艺性能与焊点可靠性。焊剂含量作为药芯焊丝的核心质量指标之一，直接关系到焊接过程中的去膜能力、润湿性能及焊后残留物的腐蚀风险，因而对其准确、统一的测定方法提出了迫切需求。本报告围绕国际标准化组织（ISO）发布的ISO12224-2:2024《实心和药芯焊丝规范和试验方法第2部分：焊剂含量的测定》标准，系统阐述了该标准的立项背景、技术内容、适用范围及主要试验方法。报告重点分析了焊剂含量测定的基本原理、样品制备要求、测定步骤及结果计算方法，并详细介绍了标准修订的主要参与单位及其在标准化工作中的贡献。本报告旨在为标准使用者提供全面的技术解读，促进该国际标准在国内外相关产业中的推广应用。关键词：药芯焊丝；焊剂含量；ISO12224-2；标准化；试验方法；焊接材料Keywords:Flux-coredsolderwire;Fluxcontent;ISO12224-2;Standardization;Testmethod;Weldingmaterial1引言1.1研究背景焊接技术作为现代制造业的基础工艺之一，在电子封装、汽车制造、航空航天、能源装备等领域发挥着不可替代的作用。焊丝作为焊接过程中直接消耗的关键材料，其质量水平直接决定焊接接头的力学性能与可靠性。在电子装联领域，药芯焊丝因内置助焊剂，能够在焊接过程中提供清洁金属表面、改善润湿性能的功能，已成为手工焊接及自动焊接作业中使用最为广泛的焊接材料之一。药芯焊丝中的焊剂含量是决定其焊接性能的重要参数。焊剂含量过低，可能导致去膜能力不足、润湿不良、虚焊等问题；焊剂含量过高，则可能引起焊后残留物增多、飞溅加剧、绝缘电阻下降等质量隐患。因此，精确测定焊剂含量不仅是焊丝生产企业质量控制的核心环节，也是用户端来料检验和工艺验证的重要依据。然而，在ISO12224-2标准发布之前，各国家和地区对焊剂含量的测定方法存在一定差异，如采用溶解法、灼烧法或热分析法等，不同方法所得结果的可比性较差，给国际贸易和技术交流带来了不便。为提高检测方法的一致性和结果的可比性，国际标准化组织适时启动了该标准的制定工作。1.2标准立项意义ISO12224-2:2024标准的发布具有多方面的重要意义。首先，该标准为焊剂含量的测定提供了统一的技术依据，有助于消除各贸易国之间的技术壁垒，促进焊丝产品的国际贸易流通。其次，标准化的测定方法为企业质量控制、第三方检测和用户验收提供了可靠的技术手段，有助于提升全行业的产品质量水平。再次，该标准作为ISO12224系列标准的重要组成部分，与第1部分（产品规格与检验条件）等形成配套体系，完善了焊丝产品的国际标准框架。2标准概述2.1标准基本信息ISO12224-2:2024《实心和药芯焊丝规范和试验方法第2部分：焊剂含量的测定》由国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization，ISO）发布，实施日期为2024年5月3日。该标准归属于ISO/TC44（焊接及相关工艺技术委员会）归口管理，具体由SC3（焊接消耗品分技术委员会）负责起草工作。标准分类号为钎焊和低温焊，全部内容以英语编写，采用电子版加密PDF格式发布。该标准是ISO12224系列标准的第2部分，替代了此前版本（ISO12224-2:1997），新版标准在技术内容、试验条件和结果表达等方面进行了系统修订和优化。2.2标准适用范围ISO12224-2:2024规定了实心焊丝和药芯焊丝中焊剂含量的测定方法，适用于以锡基、铅基及其他低熔点合金为基体的焊丝产品。该标准既适用于药芯焊丝（flux-coredsolderwire），也适用于实心焊丝（solidsolderwire）的焊剂残留量检测——对于无内置焊剂的实心焊丝，该标准的测定方法同样可应用于评估表面附着焊剂或污染物的含量。标准所规定的测定方法主要基于焊剂在有机溶剂中的可溶性以及灼烧失重原理，通过准确称量样品处理前后的质量差异来计算焊剂含量。2.3规范性引用文件该标准在技术内容上引用了若干国际标准文件，主要包括：-ISO12224-1：实心和药芯焊丝规范和试验方法第1部分：检验方法和条件-ISO9453：软钎焊合金——化学成分和供货形式-ISO3673：电子组装用焊接材料——取样方法上述引用文件为焊丝的取样方法、检验条件和合金成分分析提供了基础性依据，确保了ISO12224-2与系列标准之间的协调一致。3焊剂含量测定方法的技术解析3.1方法原理ISO12224-2:2024规定的焊剂含量测定基于以下基本原理：药芯焊丝中的焊剂组分可溶于特定有机溶剂，而金属基体在该溶剂中不溶解或溶解极微。通过将一定量的焊丝样品浸入选定溶剂中，使焊剂充分溶解后，对残余金属部分进行清洗、干燥和称量，由样品初始质量与处理后金属质量的差值计算焊剂含量。对于部分不溶于溶剂的焊剂组分，标准允许采用补充灼烧法对溶解后的残渣进行进一步处理，以完全去除有机物组分后进行称量，确保测定结果的准确性。3.2试剂与材料标准对测定所需的试剂和材料作出了明确规定：-溶剂：推荐使用分析纯级别的丙酮、乙醇或异丙醇作为焊剂溶解溶剂。对于特殊类型焊剂，可根据焊剂供应商提供的技术资料选用其他对焊剂具有良好溶解性的有机溶剂。-清洗液：用于清洗金属残余物的洁净溶剂，应与溶解溶剂保持一致。-过滤材料：标准要求使用定量滤纸或微孔滤膜，以有效收集溶解过程中脱落的微粒。3.3仪器设备标准规定的仪器设备包括：-分析天平：感量不低于0.1mg，用于称量样品处理和称量操作。-恒温干燥箱：温度控制精度在±2℃范围内，用于样品的干燥处理。-干燥器：内置有效的干燥剂，用于冷却和保存处理后的样品。-玻璃器皿：包括锥形瓶、烧杯、称量瓶、玻璃棒等，均需满足实验室分析的要求。-加热装置：恒温水浴或电热板，用于加速焊剂溶解过程。3.4样品制备样品的制备是确保测定结果准确性的关键步骤。标准对样品制备提出了以下要求：1.取样：按照ISO3673的规定进行取样，确保样品具有代表性。2.样品量：每份用于测定的样品质量应为10g至20g，精确至0.1mg。对于焊剂含量较低的产品（小于1%），建议适当增加取样量以确保测定精度。3.样品预处理：样品应在不加热的条件下剪切成适当的长度（约20mm至50mm），以避免焊接过程中可能的热效应对焊剂的影响。剪切时应避免样品表面污染。4.平行试验：应从同一批产品中至少取三份平行样品进行测定，取算术平均值作为最终结果。3.5测定步骤标准规定的测定步骤如下：第一步——称量样品：将准备好的样品置于洁净干燥的称量瓶中，在分析天平上准确称量，记录质量（m₁），精确至0.1mg。第二步——焊剂溶解：将称量后的样品放入盛有适量溶剂的锥形瓶中，确保溶剂完全浸没样品。在室温或不超过50℃的水浴温度下保持适当时间（通常为30min至60min），期间可适当振荡加速溶解。第三步——金属残余物分离：将溶解后的溶液和样品残余物通过已恒重的定量滤纸或滤膜进行过滤，用洁净溶剂充分洗涤残余物3-5次，以彻底去除残留焊剂。第四步——干燥与称量：将装有金属残余物的滤纸或滤膜置于恒温干燥箱中，在100℃±5℃下干燥至恒重（通常为1小时至2小时），置于干燥器中冷却至室温后称量，记录质量（m₂）。第五步——附加灼烧处理（适用时）：当焊剂中含有不溶性无机组分时，可将干燥后的残余物置于预先恒重的瓷坩埚中，在450℃±25℃下灼烧至恒重，以完全去除残留的有机物，冷却后称量，记录质量（m₃）。3.6结果计算与表示焊剂含量以质量分数表示，按下式计算：方法一（溶剂溶解法）：\[w_f=\frac{m_1-m_2}{m_1}\times100\%\]方法二（溶解-灼烧联合法）：\[w_f=\frac{m_1-m_3}{m_1}\times100\%\]其中：-\(w_f\)——焊剂含量，以质量分数表示（%）；-\(m_1\)——样品初始质量（g）；-\(m_2\)——干燥后金属残余物质量（g）；-\(m_3\)——灼烧后残余物总质量（g）。测定结果应取至少三次平行测定的算术平均值，保留至小数点后两位。各次测定结果与平均值的相对偏差不应超过5%。3.7试验报告标准要求试验报告应包含以下信息：-样品名称、规格、批号和来源；-所采用的测定方法（溶解法或溶解-灼烧联合法）；-所用溶剂种类及溶解条件；-各次测定结果及平均值；-标准偏差和相对标准偏差；-试验日期和试验人员信息。4标准修订的技术变化相较于1997年的旧版本，ISO12224-2:2024在以下方面进行了技术修订或内容完善：1.适用范围扩充：新版标准在原有基础上明确了针对实心焊丝表面残留焊剂测定的适用性，扩展了标准的应用范围。2.溶剂选择优化：旧版标准仅推荐使用丙酮，新版本增加了乙醇和异丙醇作为可选溶剂，以适应不同类型焊剂的溶解需求。3.取样量调整：新版标准将取样量从旧版的5g至10g增加至10g至20g，提高了低焊剂含量产品测定的灵敏度。4.溶解条件细化：新版标准对溶解温度、时间和振荡条件给出了更为明确的指导，有利于不同实验室之间结果的一致性。5.结果计算明确化：新版标准增加了灼烧联合法的计算路径，为含有不溶性无机填料的焊剂提供了更为准确的测定方案。6.精密度数据补充：新版标准补充了实验室间比对试验的精密度数据，为结果评价提供了参考依据。5主要参与制修订单位介绍ISO12224-2:2024标准的制修订工作由国际标准化组织ISO/TC44/SC3（焊接消耗品分技术委员会）牵头组织，汇集了来自德国、日本、中国、美国、英国等主要焊接材料生产和消费国家的技术专家。需要特别介绍的是德国标准化学会（DIN）下属的焊接技术标准化委员会（DVS）在该标准修订中发挥了主导性作用。DVS作为德国焊接技术领域最具权威的专业组织，长期承担ISO/TC44/SC3的秘书处工作，并负责ISO12224系列标准的维护和修订协调工作。DVS（DeutscherVerbandfürSchweißenundverwandteVerfahrene.V.）成立于1950年，总部位于杜塞尔多夫，是德国焊接与连接技术领域的国家级专业协会。该协会汇聚了来自科研机构、高等院校、焊接材料生产企业和终端用户的数千名专家，在焊接工艺、焊接材料、无损检测及人员认证等领域具有广泛的国际影响力。DVS下设多个技术委员会和工作组，其中“钎焊技术工作组”（DVSAGDVS/ISO/EWF）具体负责药芯焊丝相关国际标准的制修订工作。在此次ISO12224-2的修订过程中，DVS的专家团队组织开展了系统的实验室间比对试验，收集了来自全球十余个实验室的测试数据，为确定精密度指标和试验方法的可重复性提供了关键科学依据。同时，DVS还协调了欧洲各国在焊剂含量测定方面的技术协调工作，推动了溶剂选择、样品制备等关键环节的技术共识形成。此外，日本焊接协会（JWES）在标准的修订过程中亦发挥了积极作用，其提交的关于低焊剂含量高精度测定方法的研究成果被新版标准采纳；中国国家标准化管理委员会（SAC）下属的全国焊接标准化技术委员会也派员参与了标准修订工作组，就样品量和灼烧温度等技术参数的确定提出了建设性意见。6标准实施应用建议6.1对企业的影响ISO12224-2:2024标准为企业提供了统一的焊剂含量测定技术规范。焊丝生产企业应按照新标准的要求，完善实验室检测能力建设，配备满足精度要求的分析天平和干燥设备，培训检验人员掌握标准规定的操作流程。同时，企业应将标准要求纳入质量控制体系，建立批批检验制度，确保出厂产品焊剂含量符合产品规格要求。对于用户企业，建议在来料检验环节采用该标准规定的测定方法，建立供应商质量评价机制，将焊剂含量作为合格供应商评定的重要技术指标。6.2对检测认证机构的要求第三方检测机构和认证机构应及时跟踪ISO12224-2:2024的技术变化，更新检测作业指导书，完成方法验证和测量不确定度评定，确保出具的检测报告符合标准最新要求。同时，建议各检测机构积极参加国际实验室间比对活动，持续提升检测结果的国际互认水平。6.3标准宣贯培训建议各标准化技术归口单位组织标准宣贯培训活动，面向焊丝生产企业的技术人员、质量管理人员以及检测机构的检验人员开展专题培训，确保标准技术内容得到准确理解和有效实施。7结论与展望ISO12224-2:2024《实心和药芯焊丝规范和试验方法第2部分：焊剂含量的测定》的发布，标志着国际社会在药芯焊丝质量检测技术标准化方面迈出了重要一步。该标准在系统总结近年来焊剂含量测定技术研究成果的基础上，对试验条件、操作步骤和结果表达进行了科学规范，对于提升药芯焊丝产品质量、促进国际贸易技术协调具有重要的推动作用。展望未来，随着电子制造业向高密度、小型化和高可靠性方向发展，对药芯焊丝的焊剂含量控制精度将提出更高要求。新型无铅焊料合金体系的推广应用、微量焊剂含量焊丝（如免清洗焊丝）的市场需求增长，都将促使焊剂含量测定技术持续演进。建议有关标准化技术机构持续跟踪技术发展动态，适时开展标准的复审和修订工作，保持标准的先进性和适用性。参考文献[1]ISO12224-2:2024,Solderwire,solidandflux-cored—Specificationandtestmethods—Part2:Determ