交通运输装备用铝合金焊接丝材.doc

国家标准《交通运输装备用铝合金焊接丝材》（送审稿）
编制说明
1. 任务来源
铝合金材料具有轻质、高强度和耐腐蚀等优异性能，是交通运输车辆首选的结构材料，广泛应用于地铁、轻轨、高速列车等轨道车体以及汽车、船舶、集装箱等交通工具，与其配用的铝合金焊材市场需求也日益扩大。随着上述行业对铝合金材料技术和使用要求的提高，对铝合金焊丝的标准也提出了更高和更具体的相应要求，因此需要对原有的焊丝标准进行修订和完善。
作为铝合金车体焊接用铝合金焊丝的标准，国外相关标准有ISO 18273-2004 国际标准、德国DIN 1723-1988标准、英国的BS 2901:Part 4:1970、日本的JIS Z 3232-1979和美国的铝业公司(Aloca)的企业标准等。目前，高档铝合金焊丝的生产也主要集中在欧美发达国家，主要有美国的铝业公司(Aloca)、德国VAW公司、日本KOK公司和意大利的Safra公司(隶属于法国SAF)。国内生产企业以普通焊丝为主，执行标准大部分为企业标准，生产高档焊丝的企业不多。 2001年中南大学在原国家计委攻关项目《轨道车辆用大型铝合金型材生产业化前期关键技术研究》的支持下，和西南铝加工厂、北京有色金属研究总院、长春客车厂等一道以“产学研用”模式制订了行业标准YS/T458-2003《轨道车体等大型铝合金型材配用焊丝》。随着交通运输行业对铝合金材料技术和使用要求的提高，对铝合金焊丝的标准也提出了更高和更具体的要求，现有标准在内容、规范性、适用性、指导性上已不能全面满足用户的使用要求，有必要对标准进行修订。浙江银宇焊接新材料科技有限公司和中南大学在原来标准编制的基础上，采用产、学、研、用相结合的模式，同西南铝业（集团）有限责任公司、北京有色金属研究总院、长春轨道车辆有限责任公司和丛林集团等单位一起，对行业标准YS/T458-2003《轨道车体等大型铝合金型材配用焊丝》进行修订。
2. 工作简况
2009年，在全国有色金属标准化技术委员会组织下，浙江银宇焊接新材料公司与中南大学共同申报修订《交通运输装备用铝合金焊接丝材》行业标准。浙江银宇焊接新材料公司自接受起草任务后，根据有色行业标准的制修订程序，落实了负责起草部门、协助起草部门及责任人，学习了标准起草的相关资料，初步确定了《交通运输装备用铝合金焊接丝材》行业标准起草所遵循的基本原则：
1）本标准编制过程中，积极向国际标准靠拢，做到标准的先进性；
2）根据国内铝合金焊丝的生产企业以及用户的具体实际情况，力求做到标准的合理性与实用性；
3）确定交通运输装备用铝合金焊接丝材的主要技术内容；
2010年5月16日在有色标委会葛立新高工的指导下于北京望远楼酒店召开了《交通运输装备用铝合金焊接丝材》行业标准制修订座谈会，参加人员有原标准编制单位的代表和焊丝生产单位浙江银宇焊接新材料公司的代表，根据行业标准制修订主要由生产单位牵头的原则，确定了浙江银宇焊接新材料公司与中南大学为《交通运输装备用铝合金焊接丝材》有色行业标准的主要起草单位，西南铝业（集团）有限责任公司、北京有色金属研究总院、长春轨道车辆有限责任公司和丛林集团等单位为协助起草单位。2011年3月24~26日，有色行业标准《交通运输装备用铝合金焊接丝材》讨论会在全国有色金属标准化技术委员会主持下在江苏扬州会议中心召开，会议对《交通运输装备用铝合金焊接丝材》的标准讨论稿进行了认真、热烈的讨论，撰写了会议纪要，并形成了征求意见稿。2011年9月26~29日有色行业标准《交通运输装备用铝合金焊接丝材》讨论会在全国有色金属标准化技术委员会主持下在宜昌龙泉山庄大酒店召开，会议对《交通运输装备用铝合金焊接丝材》的标准征求意见稿进行了认真、热烈的讨论，撰写了会议纪要，并形成了预审稿。
3、 标准制定的原则
3.1 本标准与我国现行有效相关的铝合金焊丝生产法律法规完全协调配套。并与国家目前相关生产方针政策相一致的原则。
3.2 本标准的制定尽量与国际标准接轨，国际牌号可在本标准中直接引用。
3.3 本标准力求科学性与实用性相结合，坚持在生产实际上具有较强的可操作性。
4、国内外标准现状
国外铝合金焊丝相关标准有国际标准ISO 18273-2004，德国标准DIN1732-2007，日本标准JIS Z 3322-1979，美国标准ANSI/AWS A5.10-1999等，目前高档铝合金焊丝的生产厂家也主要集中在欧美发达国家，主要有德国MIG WELD公司、法液空集团旗下的SAF（包括SAF-FRO和意大利Safra）、瑞典伊萨（包括被收购的美国Alcotec）、美国的林肯公司等等。国内铝合金焊丝标准有GB/T 10858《铝及铝合金焊丝》为机械工业部修改采用ISO 18273国际标准的国家通用标准，表1为国内外铝合金焊丝标准技术要求对比表。
表1 国内外铝合金焊丝标准技术要求对比表
技术要求
AWS A5.10
JIS Z 3232
ISO 18273
DIN 1732
本标准
YS/T 458
牌号
1 100，1188，2319，4009
4010，401 1，4043，4047，4145，4643，5183，5356，5554，5556，5654，
206.0,C355.0，A356.0,357.0，A357.0
1070，1100，1200，2319，4043，5652，5554，5654，5356，5556，5183
1070，1080A，1188，1100，1200，1450，2319，3103，4009，4010，4011，4018，4043，4043A，4046，4047，4145，4643，5249，5554，5754，5356，5556，5183，5087，5187
同ISO 18273
4043，5356，5183，5087
用途
通用
通用
通用
通用
交通运输及相关领域
状态
—
—
—
—
H14~H18
规格
直条
1.6、2.0、2.4、2.5、3.2、4.0、4.8、5.0、6.4
1.6、2.0、2.4、3.2、4.0、5.0、6.0
0.6~8.0
同ISO 18273
典型尺寸
盘卷
0.8、0.9、1.0、1.2、1.6、2.0、2.4、2.5、3.2
0.8、1.0、1.2、1.6、2.4、3.2、4.0、4.8、5.0、5.6、6.0、6.4
0.8、0.9、1.0、1.2、1.6、2.0、2.4、2.5
同ISO 18273
典型尺寸
标记
直条
R
BY
S Al
同ISO 18273
—
盘卷
ER
WY
S Al
同ISO 18273
—
化学成分
统一国际标准成分（BS EN 573）
尺寸偏差/mm
直条
+0.03，-0.05
±0.06
±0.1
同ISO 18273
±0.04；±0.06
盘卷
+0.03，-0.05
0.8：±0.02；
1.0/1.2/1.6：±0.03；
≥2.4：±0.04
+0.01，-0.04
同ISO 18273
±0.02；
±0.03
表面质量
—
表面有光泽、没有裂缝、凹痕，或其他影响焊接性能的缺陷
—
—
焊 丝 表 面应光滑，不应有裂纹、毛刺、凹陷、划痕、油污及影响焊接性能的夹杂物存在
焊接试验
需要
需要
—
需要
需要
焊接试板
对试板尺寸规格，坡口设计及焊接位置等做出要求，并用图表形式示意（针对盘卷焊丝射线探伤用）
对试板尺寸规格，坡口设计及取样位置等做出要求，并用图示意，用于焊缝拉伸弯曲试验
—
对试板形状，焊接方法及焊接位置等以引用其他DIN标准的形式做出要求
给出推荐的焊接试板合金牌号，尺寸规格及一些焊接要求
焊缝外观
焊接过程中要求电弧均匀稳定，无飞溅或其他不规则现象，焊缝表面光滑、成形均匀，无肉眼可见的气孔或裂纹等缺陷。
—
—
—
—
射线探伤
仅对盘卷焊丝进行焊后射线探伤
—
—
—
有要求
焊后机械性能
—
拉伸测试（2件）；
弯曲测试（1面弯1背弯或1侧弯）
—
对全焊缝（熔敷金属）进行拉伸测试
对抗拉强度及弯曲性能有要求
线轴
给出D100，D200，D300线轴尺寸要求
给出0.5Kg,5Kg,10Kg,15Kg,20Kg线轴尺寸要求
给出所有的线轴、框及卷的尺寸及规格要求
同ISO 18273
给出7Kg,10Kg,15Kg,20Kg线轴尺寸要求
其他要求
—
焊丝应为硬度合适，每卷焊丝应无接缝
对储存及标识做出详细要求
同ISO 18273
对焊丝表面粗糙度有要求，并给出对比照片，对焊丝包装的温度和湿度做出了规定
备注
DIN 1732.1，DIN 1732.2被ISO 18273取代，只剩DIN 1732.3现行在用。
从表1可以看出，本标准中各项要求指标并不比国际标准、日本工业标准、美国焊接学会的标准少。
5、标准的主要内容说明
本标准主要包括焊丝合金牌号、状态、规格、重量、化学成分、尺寸偏差、表面粗糙度、外观质量、焊接性能、其他要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、合同内容、附录。
本标准与YS/T 458－2003相比，主要变化如下：
1) 标准名称修改为《交通运输装备用铝合金焊接丝材》，扩大了适用范围；
2) 增加了5087牌号焊丝；
3) 对盘装焊丝的直径偏差进行了修改；
4) 增加了焊丝表面的粗糙度要求；
5) 增加了焊丝的焊接性能要求以及试验方法；
6) 增加了焊丝的贮存条件；
7) 对资料性附录A中的型材牌号进行了更新；
8) 增加了附录B和附录C。
5.1 焊丝合金牌号
近几年来，5087铝合金焊丝在交通运输、高速列车等领域的应用越来越广泛，5087铝合金中添加了微量的Zr元素，可以降低焊接接头热裂纹的产生，改善焊接接头的综合性能，于是在本次修订中增加了此5087合金牌号。
5.2 焊丝合金状态
根据各铝合金焊丝制造商的实际生产情况以及客户的需要，特别是盘卷焊丝，对焊丝的强度有一定的要求，确定焊丝状态为硬态（H14~H18）。
5.3 焊丝规格与重量
根据实际用户的需要，增加了各种常用焊丝的直径规格和常见的包装重量。
5.4 化学成分
由于目前GB/T 3190国家标准中没有5087合金牌号，本标准中单独列出了5087合金的化学成份，其他合金牌号的化学成分参考GB/T 3190。
5.5 尺寸偏差
本次修订中根据会议讨论结果适当放宽了对直条焊丝直径偏差的要求，做了细微的调整。
5.6 表面粗糙度
本标准根据本公司进行德国联邦铁路安全认证（DB认证）及审核的执行标准EN 14532 《焊接消耗品 试验方法和质量要求 第3部分 铝合金焊接用焊丝电极、焊丝和焊棒的合格评定》的相关要求，直接采纳了此标准中关于焊丝表面粗糙度的要求。
5.7 外观质量
此部分直接沿袭上版本中的对于外观质量的描述。
5.8 焊接性能
随着交通运输等行业对铝合金材料技术和使用要求的提高，对铝合金焊丝的标准也提出了更高和更具体的要求，于是在本次修订中增加了对铝合金焊丝的焊接性能的要求，铝合金焊丝的焊接性能也是检验焊丝合格与否的重要依据。本标准中焊接性能要求主要包括2个方面：熔敷金属及焊接接头的力学性能。
熔敷金属的要求中对熔敷金属的外观检验和熔敷金属的X射线探伤检验给出了具体的指标；这些指标来源于欧洲标准EN 14532《焊接消耗品 试验方法和质量要求 第3部分 铝合金焊接用焊丝电极、焊丝和焊棒的合格评定》标准6.1中对焊后熔敷金属的非破坏试验要求。
焊接接头的力学性能要求中对接头的抗拉强度和接头的弯曲性能提出了具体指标，首先关于接头的抗拉强度指标，根据欧洲标准EN 14532，给出了每种焊丝焊接时所推荐的母板材料，4043焊丝推荐使用6061-T6或者6060-T6板材进行焊接试验，5356、5183、5087焊丝均推荐使用5083退火态板材进行焊接试验，并给出的接头强度系数，4043焊丝焊接6061-T6试板的接头强度要求达到6061-T6板材最低强度的60%，5356、5183、5087焊丝焊接5083退火态试板的接头强度要求达到5083退火态板材的最低强度的100%，查阅欧洲标准EN 485可知6061-T6板材0.4~100mm厚的板材最低强度均为290Mpa，5083退火态板材的最低强度为275Mpa由此可算出4043焊丝焊接6061-T6试板的接头强度最低要求值为290 Mpa x60%=174 Mpa；同理可以算出5356、5183、5087焊丝焊接5083退火态试板的接头强度最低要求值为275 Mpa；焊接接头的弯曲性能指标是根据欧洲标准EN 15614.2《金属材料焊接工艺规范及资格评定焊接工艺性试验 第2部分铝和铝合金的弧焊》以及中国船舶行业标准CB/T 3748《船用铝合金焊接工艺评定》中关于弯曲试验要求进行确定的，其弯曲内半径是根据EN 15614.2中给出的公式计算得出的。
在本标准附录C中给出了焊丝的焊接性能试验方法，其中所给出的信息均来源于欧洲标准EN 14532《焊接消耗品 试验方法和质量要求 第3部分 铝合金焊接用焊丝电极、焊丝和焊棒的合格评定》
5.9 检验规则
本次修订在原标准的基础上根据生产单位实际情况对焊丝直径偏差及外观质量的抽样方法进行了修整，区分了盘装焊丝和直条焊丝的抽样规定，焊丝直径偏差的抽样方法如下：直条焊丝每批随即抽取总盒数2%，但不少于2盒，每盒至少抽取5根；盘装焊丝每批随即抽取总盘数2%，但不少于2盘，进行焊丝尺寸检验。焊丝外观质量的抽样方法如下：直条焊丝每批逐盒抽取焊丝进行外观质量检验，每盒至少抽取5根；盘装焊丝逐盘进行外观质量检验。并详细说明了盘装焊丝和直条焊丝的取样规定及相应的检验结果判定方法。
另外，根据焊丝的使用范围、用途及要求不同，对本次修订中增加的焊丝表面粗糙度以及焊接性能要求不作为强制性检验指标，只要求在客户有相关要求的情况下才进行这两项检验，因此对检验项目上作了适当的调整：每批焊丝出厂前应进行化学成分、尺寸偏差、外观质量的检验，表面粗糙度、焊接性能由供需双方根据实际使用要求双方协商决定，并在合同中注明，未注明时不检验。
5.10 附录
由于近些年来，随着交通运输装备对材料要求的提高，所用铝合金型材不断的更新，在本次修订中，通过调研更新了附录A中的交通运输装备用铝合金挤压型材牌号，附录B中给出了焊丝表面粗糙度的对比照片，附录C中给出了焊接性能试验的一些要求，附录A为资料性附录，附录B和附录C为规范性附录。
6 标准水平分析
本标准尺寸偏差、外观质量等性能指标均相当于或高于国际国外铝合金焊丝标准ISO 18273，AWS A5.10，JIS Z 3232，DIN 1732，表面粗糙度以及焊丝的焊接性能均参照欧洲标准进行制定的，因此，本标准属国际先进水平。
7 预期效果
本标准是考虑我国现有铝合金焊丝生产企业的现状，从当前与未来对交通运输装备用铝合金型材或板材配用焊丝发展趋势的影响角度出发制定的。标准在制定时充分考虑到当前我国铝合金焊丝生产企业虽然较多，发展速度较快，但生产技术和设备水平同发达国家相比还是落后的，特别是在自动化方面以及质量方面比较落后，还需要大量的人力来实现高质量产品的生产。
本标准属于第一次修订，将为交通运输装备用铝合金焊接丝材生产加工企业及用户提供最基本的技术依据和验收标准，在本标准的基础之上促使铝合金焊丝制造企业正确理解铝合金焊丝制做的各项要求，合理调整生产工艺，同时对铝合金焊丝质量提供检验思路，为交通运输装备用铝合金焊接丝材加工企业和最终用户提供高质量的铝合金焊丝，促进铝合金焊丝产业健康有序发展。

《交通运输装备用铝合金焊接丝材》标准编制小组
2012.2.10