ISO 15614-132023 金属材料焊接工艺规范和评定焊接工艺试验第13部分镦粗（电阻对接）和闪光焊标准立项发展报告

金属材料焊接工艺规范和评定焊接工艺试验第13部分：镦粗（电阻对接）和闪光焊标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SpecificationandQualificationofWeldingProceduresforMetallicMaterials—WeldingProcedureTest—Part13:Upset(ResistanceButt)andFlashWelding摘要随着现代制造业对焊接质量与安全可靠性要求的持续提升，焊接工艺规范与评定作为保障金属结构件焊接质量的关键前置环节，其标准化工作在国际范围内受到高度重视。ISO15614-13:2023《金属材料焊接工艺规范和评定焊接工艺试验第13部分：镦粗（电阻对接）和闪光焊》由国际标准化组织（ISO）正式发布，取代了此前版本，进一步完善了电阻焊类工艺评定的标准体系。本报告围绕该标准的立项背景、技术内容、修订要点和应用价值展开系统分析，重点阐述了镦粗（电阻对接）焊与闪光焊工艺试验的适用范围、试件制备、检验要求及合格判定准则，深入比较了新版标准与旧版（ISO15614-13:2012）之间的主要技术变化。报告指出，该标准的发布填补了电阻对焊和闪光焊在工艺评定领域与国际最新工程实践之间的标准空白，对轨道交通、锅炉压力容器、石油天然气管道、汽车制造及建筑钢结构等领域具有重要的技术支撑作用。同时，本报告介绍了标准的主要参与单位——国际焊接学会（IIW）及其相关技术委员会在标准制定过程中的核心贡献，并对该标准在我国的转化应用前景提出了建议与展望。关键词：焊接工艺评定；镦粗焊；闪光焊；ISO15614-13；金属材料；标准化AbstractWiththecontinuousimprovementofrequirementsforweldingqualityandsafetyreliabilityinmodernmanufacturing,thestandardizationofweldingprocedurespecificationandqualification,asacriticalprerequisiteforensuringthequalityofweldedmetallicstructures,hasattractedsignificantinternationalattention.ISO15614-13:2023,*Specificationandqualificationofweldingproceduresformetallicmaterials—Weldingproceduretest—Part13:Upset(resistancebutt)andflashwelding*,wasofficiallypublishedbytheInternationalOrganizationforStandardization(ISO),supersedingthepreviouseditionandfurtherrefiningthestandardsystemforresistanceweldingprocedurequalification.Thisreportsystematicallyanalyzesthebackground,technicalcontent,revisionhighlights,andapplicationvalueofthisstandard,withemphasisonthescopeofapplication,testpiecepreparation,inspectionrequirements,andacceptancecriteriaforupset(resistancebutt)weldingandflashweldingproceduretests.Adetailedcomparisonbetweentheneweditionandthepreviousversion(ISO15614-13:2012)ispresented.Thereportpointsoutthatthepublicationofthisstandardfillsthegapbetweenresistancebuttweldingandflashweldingprocedurequalificationandthelatestinternationalengineeringpractices,providingimportanttechnicalsupportforindustriessuchasrailtransit,boilerandpressurevessels,oilandgaspipelines,automotivemanufacturing,andbuildingsteelstructures.Furthermore,thereportintroducesthekeycontributionsoftheInternationalInstituteofWelding(IIW)anditsrelevanttechnicalcommitteesinthestandarddevelopmentprocess,andputsforwardsuggestionsandprospectsfortheadoptionandapplicationofthisstandardinChina.Keywords:weldingprocedurequalification;upsetwelding;flashwelding;ISO15614-13;metallicmaterials;standardization一、引言1.1研究背景焊接是现代制造业中不可或缺的关键连接技术，广泛应用于轨道交通、能源装备、石油化工、建筑施工及汽车制造等众多行业领域。焊接接头的质量直接关系到整体结构的安全性和使用寿命，而焊接工艺的合理性与一致性则是保证焊接质量的首要因素。为此，国际标准化组织（ISO）制定并持续完善了焊接工艺规范和评定系列标准。ISO15614系列标准是国际上应用最广泛的焊接工艺评定标准体系之一，其规定了金属材料焊接工艺试验的基本方法、检验项目及合格判定准则。该系列标准覆盖了多种焊接方法，包括电弧焊、气焊、电子束焊、激光焊等。然而，对于电阻焊类工艺——特别是镦粗（电阻对接）焊和闪光焊——此前的标准体系中虽有涉及，但技术内容的详细程度和与工程实践的契合度仍有待提升。在此背景下，ISO/TC44（焊接及相关工艺技术委员会）组织开展了对ISO15614-13的修订工作，最终于2023年11月正式发布了第三版标准。1.2标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|ISO15614-13:2023||标准名称|金属材料焊接工艺规范和评定焊接工艺试验第13部分：镦粗（电阻对接）和闪光焊||英文名称|Specificationandqualificationofweldingproceduresformetallicmaterials—Weldingproceduretest—Part13:Upset(resistancebutt)andflashwelding||发布日期|2023年11月13日||发布机构|国际标准化组织（ISO）||标准状态|现行||替代关系|替代ISO15614-13:2012||国别|国际组织||语种|英语|二、标准立项背景与意义2.1行业需求与技术发展趋势镦粗（电阻对接）焊和闪光焊属于电阻焊的重要分支，通过电阻加热和塑性变形的联合作用实现金属材料的固态连接。这两种焊接方法具有热效率高、焊接周期短、无需填充材料、易于实现自动化等优点，在以下领域具有广泛应用：-轨道交通领域：钢轨闪光焊是铁路无缝线路建设的关键技术，其焊接质量直接关系到行车安全；-锅炉压力容器领域：管材、棒材的对接焊广泛采用电阻对接焊和闪光焊工艺；-石油天然气管道领域：管道环焊缝的闪光焊连接在海洋管道铺设和陆上管道建设中具有重要应用；-汽车制造领域：传动轴、转向拉杆、稳定杆等零部件的电阻对焊；-建筑钢结构领域：钢筋的电阻对焊连接。近年来，随着高强钢、耐热钢、不锈钢以及异种金属组合的广泛应用，对焊接工艺评定的技术要求日趋复杂。与此同时，数字化焊接设备和在线监测技术的普及，也对工艺评定标准的更新提出了新的需求。例如，新版标准增加了基于过程参数的现场焊接试验评定原则，体现了标准对数字化、智能化焊接技术趋势的积极响应。2.2标准的战略意义ISO15614-13:2023的发布具有以下重要战略意义：1.统一国际技术要求：消除了各国在电阻焊工艺评定方面的技术差异，促进国际贸易和技术交流；2.保障焊接质量与安全：通过科学、严谨的工艺试验方法，从源头上保障焊接结构的安全可靠性；3.推动先进焊接技术应用：将最新的工艺评定研究成果纳入标准，为先进焊接技术的推广应用提供标准支撑；4.支撑我国标准体系建设：为我国对应国家标准和行业标准的制修订提供国际基准。三、标准主要技术内容3.1标准适用范围ISO15614-13:2023规定了金属材料镦粗（电阻对接）焊和闪光焊工艺评定试验的方法和要求。适用于以下焊接工艺的评定：-镦粗（电阻对接）焊：通过电阻加热至锻造温度后施加顶锻力实现连接的焊接方法；-闪光焊：通过连续或脉冲闪光过程使焊接界面加热至熔化状态，随后施加顶锻力完成连接的焊接方法。标准涵盖了碳钢、低合金钢、高合金钢（包括不锈钢）、铝及铝合金、铜及铜合金、镍及镍合金等金属材料的焊接工艺评定。同时，标准也适用于异种金属组合的焊接工艺评定。3.2标准结构框架新版标准的主要技术章节如下：-第4章：焊接工艺评定的前提条件和焊接工艺预规程（pWPS）的要求；-第5章：试验件（试件）的焊接条件与要求；-第6章：检验项目与试验方法；-第7章：合格判定准则；-第8章：焊接工艺评定报告（WPQR）的编制要求；-附录A：焊接工艺评定记录表格；-附录B：基于过程参数的现场焊接试验评定原则（新增）。3.3核心技术要求3.3.1焊接工艺预规程（pWPS）标准要求在进行工艺评定试验之前，制造商应编制焊接工艺预规程（pWPS），其中应详细记录影响焊接质量的关键参数，包括但不限于：-母材的牌号、规格和供货状态；-焊接设备类型和额定功率；-焊接电流、焊接电压、焊接时间等电参数；-顶锻力、顶锻速度、顶锻距离等力学参数；-闪光速度、闪光时间、预热方式等工艺参数；-夹具设计和对中要求；-焊后热处理要求（如适用）。3.3.2试件制备标准对试件的制备提出了明确规定：-试件应能代表实际产品的材质、规格和焊接条件；-试件的数量和尺寸应满足全部检验项目的需求；-试件的焊接应在与生产条件等效的条件下进行；-每个试件应有唯一性标识，确保可追溯性。3.3.3检验要求标准规定的检验项目包括：1.外观检查：焊缝表面应均匀、光滑，无裂纹、未焊透、飞溅等可见缺陷；2.无损检测：根据要求采用超声波检测、射线检测或磁粉检测等方法，检验焊缝内部质量；3.破坏性试验：-拉伸试验：评定焊接接头的抗拉强度；-弯曲试验（正弯、背弯或侧弯）：评定焊接接头的塑性；-冲击试验：评定焊接接头的韧性；-硬度试验：评定焊接接头及热影响区的硬度分布；-宏观金相检验：评定焊接接头的组织结构完整性；-微观金相检验（必要时）：评定焊接接头的显微组织特征。3.3.4合格判定准则标准对各项检验的合格判定准则给出了明确规定，主要包括：-外观：焊缝表面无裂纹、无大于规定尺寸的飞边或咬边；-拉伸：抗拉强度不低于母材规定值下限；对于异种金属接头，按设计要求执行；-弯曲：弯曲后试样受拉面不得出现大于规定尺寸的开口缺陷；-冲击：吸收能量不低于规定值；-硬度：不超过母材硬度允许的最大偏差范围；-宏观金相：焊缝区无裂纹、未熔合、未焊透等缺陷，飞边去除后无缩孔。3.4与旧版标准（ISO15614-13:2012）的主要技术变化新版标准与2012年版相比，主要技术变化包括：|变化事项|ISO15614-13:2012|ISO15614-13:2023||---------|-------------------|-------------------||闪光焊工艺参数|仅给出基本参数要求|细化了闪光速度、烧化量等参数的记录要求||过程监控|未涉及|新增基于过程参数的现场焊接试验评定原则（附录B）||异种金属接头|要求较笼统|明确了异种金属组合评定的补充技术要求||数字化记录|未涉及|允许采用电子化记录方式，与工业4.0趋势接轨||缺陷判定|较为原则性|细化了各检验项目的合格判定指标||附录内容|仅有评定记录表|新增了参数监控评定指南，补充了多种材料的具体工艺指南|四、标准主要参与单位介绍4.1国际标准化组织ISO/TC44ISO15614-13:2023由国际标准化组织焊接及相关工艺技术委员会（ISO/TC44）归口管理，其秘书处由法国标准化协会（AFNOR）承担。ISO/TC44成立于1947年，是ISO中成立最早的技术委员会之一，其工作范围涵盖焊接工艺、焊接材料、焊接设备、焊接人员资格认定及焊接质量检验等全部焊接标准化领域。ISO/TC44下设多个分技术委员会（SC）和工作组（WG），其中负责本部分标准制修订工作的是SC6（焊接工艺评定分技术委员会）及隶属于其下的专项工作组。4.2国际焊接学会（IIW）在本标准的制定过程中，国际焊接学会（InternationalInstituteofWelding,IIW）发挥了重要的技术支撑作用。IIW成立于1949年，是国际焊接领域最具权威性的学术与技术组织，汇聚了来自全球40余个成员国的学术界、工业界和研究机构的焊接专家。IIW在ISO15614-13:2023修订工作中的主要贡献体现在以下方面：1.技术基础研究：IIW下的第IX委员会（焊接健康与安全）和第X委员会（焊接结构性能与设计）围绕电阻对焊和闪光焊接头的力学性能、缺陷容限及评定方法开展了大量基础研究工作，为标准修订提供了翔实的试验数据和技术依据。2.专家力量组织：IIW充分发挥其全球专家网络优势，组织来自德国、日本、中国、美国、法国等主要工业国家的焊接技术专家参与了标准草案的讨论和评审，确保了标准的技术先进性和适用广泛性。3.工程实践经验总结：IIW在轨道交通钢轨焊接、锅炉压力容器管道焊接等领域积累了丰富的工程应用经验，这些实践经验在标准的修订过程中得到了充分吸收和体现。4.国际协调与统一：IIW积极协调各成员国在电阻焊工艺评定方面的技术分歧，推动形成国际共识，促进了标准内容的科学性和可操作性。4.3主要起草国与行业代表此外，德国标准化学会（DIN）下属的DVS（德国焊接协会）和日本工业标准调查会（JIS）在标准起草过程中贡献了大量来自钢轨焊接和汽车制造等领域的实践经验；中国焊接标准化技术委员会也积极组织国内专家参与了标准修订工作的讨论和意见反馈，特别是在压力容器和管道焊接领域提出了多项有价值的技术建议，部分意见已被采纳。五、标准实施与应用前景5.1国际应用现状ISO15614-13:2023作为国际通用的焊接工艺评定标准，已被全球众多国家的标准体系所引用和采纳。在欧洲，该标准已被CEN（欧洲标准化委员会）采纳为欧洲标准（ENISO15614-13），并要求各成员国在国家标准中予以贯彻实施。在亚洲、美洲和大洋洲的许多国家，该标准也被广泛应用于出口产品的焊接工艺评定。5.2我国对应标准化情况我国现行的电阻焊工艺评定标准为GB/T19869.2—2012《铝及铝合金焊接工艺评定试验方法》和GB/T19868.1—2005《基于试验焊接材料的工艺评定》，与ISO15614-13在技术内容和适用范围上存在一定差异。随着我国轨道交通、石油天然气管道和压力容器制造行业的快速发展，电阻对焊和闪光焊工艺的应用越来越广泛，对与国际接轨的工艺评定标准的需求日趋迫切。建议我国相关标准化技术委员会尽快启动ISO15614-13:2023的转化工作，制定对应的国家标准或行业标准，以促进我国相关行业焊接技术水平和管理水平的提升。5.3标准应用建议1.企业层面：焊接制造企业应及时跟踪和学习新版标准的技术要求，对现有的焊接工艺评定文件进行对照审查，确保工艺评定工作符合新版标准的规定。2.行业层面：行业协会和标委会应组织开展标准宣贯和培训活动，帮助企业技术人员深入理解新版标准的技术要点和实施要求。3.检测机构：第三方检测和检验机构应按照新版标准的要求更新检验程序和评定准则，确保检测结果的准确性和一致性。4.人员资格：焊接工程师和质量管理人员应通过系统的标准学习和培训，提升对新版标准的理解和应用能力。六、结论与展望ISO15614-13:2023的发布是国际焊接标准化领域的一项重要成果，标志着电阻对焊和闪光焊工艺评定技术要求的进一步科学化、规范化和国际化。该标准在继承前版标准基本框架的基础上，根据近年来焊接技术的发展和工程实践的需求，在工艺参数细化、过程监控评定、异种金属接头评定等方面进行了重要的技术更新和完善，为全球金属材料电阻对焊和闪光焊工艺评定提供了统一、科学的技术依据。参考文献[1]ISO15614-13:2023,Specificationandqualificationofweldingproceduresformetallicmaterials—Weldingproceduretest—Part13:Upset(resistancebutt)