摘 要:介紹了有關國家或國際組織的不銹鋼焊接材料標準概況,其中ISO標準分為兩個型號體系,ISO的A體系以名義化學成分來命名型號,ISO的B體系以合金類型來命名型號。日本的不銹鋼藥芯焊絲和焊條標準分別于2007年、2008年同ISO標準中的型號體系B接軌;歐洲的焊接材料標準同ISO標準中的型號體系A一致,早已與ISO接軌了;到目前為止,美國尚未與ISO標準接軌。中國在2008年頒布了三個與ISO接軌的標準,但都是有色金屬方面的焊條或焊絲。建議盡早完成不銹鋼焊接材料與ISO標準的接軌。
關鍵詞:不銹鋼 焊接材料 標準
一、前 言
長期以來,不同國家在不銹鋼焊接材料標準的型號編制上存在著技術分歧。歐洲國家(德國、英國、法國等)通常按照熔敷金屬的名義化學成分來劃分型號,如:199、25 20、19 122等,而環太平洋地區的國家(美國、中國、日本等)則是按照熔敷金屬的合金類型來劃分型號,如308、310、316等。國際標準化組織的型號原來只采用按照名義化學成分來劃分這一種型號體系。經過多年的反復協商,在IIW、ISO、CEN等組織的共同努力下,各方終于達成了共識,以兩種型號體系“共存”的方式納入同一個標準之中。型號體系A以歐洲國家的標準為基礎,型號體系B以環太平洋地區的國家標準為基礎,兩個標準體系除了在型號命名方法上不同之外,對應于每一個型號的化學成分范圍和力學性能要求上也稍有差別,但合金成分體系基本一致,對力學性能的要求也是基本相當的。另外,ISO標準中的型號體系A與歐洲標準(EN)幾乎是完全一致的;而ISO標準中的型號體系B與美國、中國、日本等原國家標準是有一定差別的,特別是力學性能中的斷后伸長率指標,美國和原來的日本標準都采用A4,即拉伸試棒的標距尺寸(L)為直徑(D)的4倍(L=4D),而ISO型號體系B與型號體系A都采用A5(L=5D),這樣的變動將要求對斷后伸長率的要求值作一些調整,除了在測試系統上作相應的修改外,還應考慮到生產廠商和使用者的認可,需要有一個較長的時間。
二、各國標準與ISO標準的接軌情況
為了和ISO標準接軌,日本的反應最迅速。2006年日本焊接協會提交了一個草案,并于2007年頒布了與ISO型號體系B接軌的(JIS Z3323-2007)《不銹鋼焊接用藥芯焊絲》標準;2008年又頒布了與ISO型號體系B接軌的(JIS Z3221-2008)《不銹鋼焊接用焊條》標準,它們所取代的兩個標準都是2003年修訂的。2009年日本還計劃頒布與ISO型號體系B接軌的JIS Z3211《低碳鋼、高強度鋼和低溫鋼焊條》標準,同時將原來的高強度鋼焊條標準JIS Z3212和低溫鋼焊條標準JIS Z3241作廢。在新頒布的標準中,焊條標記由“D”改為“E”;藥芯焊絲的標記由“YF”改為“TS”,且將不銹鋼用藥芯焊絲分成3種類型,即氣體保護焊用熔渣型藥芯焊絲、自保護焊用熔渣型藥芯焊絲和氣體保護焊用金屬粉型藥芯焊絲。它們的化學成分和力學性能要求與2004年制定的ISO 17632的型號體系B相一致。
文中以不銹鋼焊條為例,介紹幾個主要國家和國際組織(ISO、JIS、AWS、EN和GB/T)制定的相關標準的異同。表1~6列出了這幾個主要國家和國際組織的不銹鋼焊條相關標準數據,在焊條型號中選取最具代表性的6個型號,即:奧氏體組織的308和316型、全奧氏體組織的310型、奧氏體-鐵素體雙相組織的2209型、馬氏體組織的410型和鐵素體組織的430型,其中日本的數據最具價值,有接軌前和接軌后的,兩者相比較,可以分析出不少有價值的內容,對中國標準與國際標準的接軌有一定的參考價值。
由表1~6可以看出:
表1 308型不銹鋼焊條相關標準數據一覽表
表2 316型不銹鋼焊條相關標準數據一覽表

表3 310型不銹鋼焊條相關標準數據一覽表

表4 2209型不銹鋼焊條相關標準數據一覽表

表5 410型不銹鋼焊條相關標準數據一覽表

表6 430型不銹鋼焊條相關標準數據一覽表

接軌后的日本不銹鋼標準與ISO標準中的型號體系B是完全一致的,不論是熔敷金屬成分范圍還是力學性能要求值都是一樣的。接軌后的新標準中變動最明顯的斷后伸長率,由原來測定A4改為測定A5,且在各型號中,斷后伸長率的最小要求值都降低了5%。
美國的不銹鋼焊條標準沒有與ISO接軌,2006年修訂的標準與1992年的標準在各型號的化學成分范圍及力學性能要求上是相同的。
歐洲國家采用的EN標準與ISO標準中的型號體系A是完全一致的,它們早已接軌了。
中國的不銹鋼焊條標準與美國的標準是相近的,就這6個型號而論,其熔敷金屬的化學成分范圍是相同的,抗拉強度要求值也是一致的。兩者的不同之處在于美國標準中的斷后伸長率采用A4,中國標準同是采用A5。除了E310型號外,中國標準中各型號的斷后伸長率A5的最小值與美國標準中A4的最小要求值一樣。這一規定是不合理的,對于同一種焊條,如308,當其A4達到35%時,其A5就達不到35%了,因此增加了產品的不合格率。從表1~6中可以看出,美國標準中規定的A4的最小要求值比ISO、新的日本標準和EN標準中規定的A5的最小要求值大5%。在中國標準中,若將斷后伸長率A5的最小要求值降低5%的話,產品的合格率會有一定的提高。
中國的不銹鋼焊條成分范圍與ISO標準中型號體系B差別很小,抗拉強度的要求也基本一致,斷后伸長度要求值兩者有明顯的不同,除型號310的斷后伸長率不作改動外,其它5個型號的斷后伸長率值各降低5%,就與ISO的要求值相一致了,這對提高中國產品的合格率是有利的。另外,中國原來就采用A5,測試系統上沒有什么變動。
三、結 論
(1) ISO標準的型號體系A與歐洲標準相一致,不存在兩個標準的接軌問題;型號體系B與環太平洋地區的國家標準相接近,但仍存在差別,需要各個國家逐步完成接軌。
(2)日本的不銹鋼用藥芯焊絲和焊條標準已分別于2007年和2008年與ISO標準完成了接軌,值得中國借鑒。
(3)尚未見到與ISO標準接軌的美國焊接材料標準,2005年和2006年修訂的美國不銹鋼用藥芯焊絲和焊條標準仍沿用老的標準,其中斷后伸長率仍為A4,而未采用A5。
(4)中國的不銹鋼用焊接材料標準也沒有與ISO標準接軌,筆者認為應抓緊做好準備,盡快促成與ISO標準中的型號體系B接軌,這樣不但有利于提高中國焊接材料產品的合格率,也有利于促進國際交流。
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