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1、Expert Foru m?专家论坛?焊接2008年第 10期国内外不锈钢焊接材料标准概况中国钢研科技集团公司(北京市?100081)?尹士科?喻?萍摘要?介绍了有关国家或国际组织的不锈钢焊接材料标准概况,其中 ISO标准分为两个型号体系,ISO的 A体系以名义化学成分来命名型号,ISO 的 B体系以合金类型来命名型号。日本的不锈钢药芯焊丝和焊条标准分别于2007年、2008年同 ISO标准中的型号体系 B接轨;欧洲的焊接材料标准同 ISO标准中的型号体系 A 一致,早已与ISO接轨了;到目前为止,美国尚未与 ISO标准接轨。中国在 2008年颁布了三个与 ISO接轨的标准,但都是有色金属方面
2、的焊条或焊丝。建议尽早完成不锈钢焊接材料与 ISO 标准的接轨。关键词:?不锈钢?焊接材料?标准中图分类号:?TG4220?前?言长期以来,不同国家在不锈钢焊接材料标准的型号编制上存在着技术分歧。欧洲国家(德国、英国、法国等)通常按照熔敷金属的名义化学成分来划分型号,如:19 9、25 20、19 12 2等,而环太平洋地区的国家(美国、中国、日本等)则是按照熔敷金属的合金类型来划分型号,如:308、310、316等。国际标准化组织的型号原来只采用按照名义化学成分来划分这一种型号体系。经过多年的反复协商,在 II W、ISO、CEN等组织的共同努力下,各方终于达成了共识,以两种型号体系?共存?
3、的方式纳入同一个标准之中。型号体系 A以欧洲国家的标准为基础,型号体系 B以环太平洋地区的国家标准为基础,两个标准体系除了在型号命名方法上不同之外,对应于每一个型号的化学成分范围和力学性能要求上也稍有差别,但合金成分体系基本一致,对力学性能的要求也是基本相当的。另外,ISO标准中的型号体系 A与欧洲标准(EN)几乎是完全一致的;而ISO标准中的型号体系 B与美国、中国、日本等原国家标准是有一定差别的,特别是力学性能中的断后伸长率指标,美国和原来的日本标准都采用 A4,即拉伸试棒的标距尺寸(L)为直径(D)的 4倍(L=4 D),而 ISO型号体系 B与型号体系 A都采用 A5(L=5 D),这
4、样的变动将要求对断后伸长率的要求值作一些调整,除了在测试系统上作相应的修改外,还应考虑到生产厂商和使用者的认可,需要有一个较长的时间。收稿日期:2008-08-011?各国标准与 ISO标准的接轨情况为了和 ISO标准接轨,日本的反应最迅速。2006年日本焊接协会提交了一个草案,并于 2007年颁布了与 ISO型号体系 B接轨的(JIS Z3323?2007?不锈钢焊接用药芯焊丝?标准 1;2008年又颁布了与 ISO型号体系 B接轨的 JIS Z3221?2008?不锈钢焊接用焊条?标准 2,它们所取代的两个标准都是 2003年修订的。2009年日本还计划颁布与 ISO型号体系 B接轨的 J
5、ISZ3211?低碳钢、高强度钢和低温钢焊条?标准,同时将原来的高强度钢焊条标准 JIS Z3212和低温钢焊条标准 JIS Z3241作废。在新颁布的标准中,焊条标记由?D?改为?E?;药芯焊丝的标记由?YF?改为?TS?,且将不锈钢用药芯焊丝分成 3种类型,即气体保护焊用熔渣型药芯焊丝、自保护焊用熔渣型药芯焊丝和气体保护焊用金属粉型药芯焊丝。它们的化学成分和力学性能要求与 2004年制定的 ISO 17632的型号体系 B相一致。文中以不锈钢焊条为例,介绍几个主要国家和国际组织(ISO、JIS、AW S、EN 和 GB/T)制定的相关标准的异同。表 1 6列出了这几个主要国家和国际组织的不
6、锈钢焊条相关标准数据,在焊条型号中选取最具代表性的 6个型号,即:奥氏体组织的 308和 316型、全奥氏体组织的 310型、奥氏体-铁素体双相组织的2209型、马氏体组织的 410型和铁素体组织的 430型、其中日本的数据最具价值,有接轨前和接轨后的,两者相比较,可以分析出不少有价值的内容,对中国标准与国际标准的接轨有一定的参考价值。9焊接?专家论坛?Expert Forum?2008年第 10期表 1?308型不锈钢焊条相关标准数据一览表国家或地区标准编号年代型号熔敷金属主要化学成分(质量分数,%)CSiM nN iCrM oCuRm/MPaA4(%)A5(%)ISO3581-A2003E
7、19 9?0.08?1.2?2.09.0-11.018.0-21.0?0.75?0.75?550?303581-B 2003ES308?0.08?1.00.5-2.59.0-11.018.0-21.0?0.75?0.75?550?30日本(JIS)Z3321Z332120032008D308ES308?0.08?0.08?0.9?1.0?2.50.5-2.59.0-11.09.0-11.018.0-21.018.0-21.0?0.75?0.75?550?550?35?30美国(A W S)A5.4A5.419922006E308E308?0.08?0.08?0.9?1.00.5-2.50.5-
8、2.59.0-11.09.0-11.018.0-21.018.0-21.0?0.75?0.75?0.75?0.75?550?550?35?35?EN16001997E19 9?0.08?1.2?2.09.0-11.018.0-21.0?0.75?0.75?550?30中国(GB/T)9831995E308?0.08?0.90.5-2.59.0-11.018.0-21.0?0.75?0.75?550?35表 2?316型不锈钢焊条相关标准数据一览表国家或地区标准编号年代型号熔敷金属主要化学成分(质量分数,%)CSiM nN iCrMoCuRm/MPaA4(%)A5(%)ISO3581-A2003
9、 E19 12 2?0.08?1.2?2.010.0 13.017.0 20.02.0 3.0?0.75?550?253581-B 2003ES316?0.08?1.00.5 2.511.0 14.017.0 20.02.0 3.0?0.75?520?25日本(JIS)Z3321Z332120032008D316ES316?0.08?0.08?0.9?1.0 2.50.5 2.511.0 14.011.0 14.017.0 20.017.0 20.02.0 2.752.0 3.0?0.75?550?520?30?25美国(A W S)A5.4A5.419922006E316E316?0.08?
10、0.08?0.9?1.00.5 2.50.5 2.511.0 14.011.0 14.017.0 20.017.0 20.02.0 3.02.0 3.0?0.75?0.75?520?520?30?30?EN16001997 E19122?0.08?1.2?2.010.0 13.017.0 20.02.0 3.0?0.75?550?25中国(GB/T)9831995E316?0.08?0.90.5 2.511.0 14.017.0 20.02.0 3.0?0.75?520?30表 3?310型不锈钢焊条相关标准数据一览表国家或地区标准编号年代型号熔敷金属主要化学成分(质量分数,%)CSiM nN
11、 iCrMoCuRm/MPaA4(%)A5(%)ISO3581-A2003E25 200.060.20?1.21.0 5.018.0 22.023.0 27.0?0.75?0.75?550?203581-B 2003ES3100.080.20?0.751.0 2.520.0 22.525.0 28.0?0.75?0.75?550?25日本(JIS)Z3321Z332120032008D310ES310?2.00.080.20?0.750.080.20?2.51.0 2.520.0 22.020.0 22.525.0 28.025.0 28.0?0.75?0.75?550?550?30?25美国
12、(A W S)A5.4A5.419922006E310E3100.080.200.080.20?0.75?0.751.0 2.51.0 2.520.0 22.520.0 22.525.0 28.025.0 28.0?0.75?0.75?0.75?0.75?550?550?30?30?EN16001997E25 200.060.20?1.21.0 5.018.0 22.023.0 27.0?0.75?0.75?550?20中国(GB/T)9831995E3100.080.20?0.751.0 2.520.0 22.525.0 28.0?0.75?0.75?550?3010Expert Foru
13、m?专家论坛?焊接2008年第 10期表 4?2209型不锈钢焊条相关标准数据一览表国家或地区标准编号年代型号熔敷金属主要化学成分(质量分数,%)CSiM nN iCrMoNRm/MPaA4(%)A5(%)ISO3581-A2003E22 9 3NL?0.04?1.2?2.57.5 10.521.0 24.02.5-4.00.080.20?550?203581-B 2003 ES2209?0.04?1.00.5 2.57.5 10.521.5 23.52.5 3.50.080.20?690?15日本(JIS)Z3321Z332120032008?ES2209?0.04?1.0?0.5 2.5?
14、7.5 10.5?21.5 23.5?2.5 3.5?0.080.20?690?15美国(A W S)A5.4A5.419922006E2209E2209?0.04?0.04?0.9?1.00.5 2.50.5 2.58.5 10.58.5 10.521.5 23.521.5 23.52.5 3.52.5 3.50.080.200.080.20?690?690?20?20?EN16001997E23 9 3NL?0.04?1.2?2.57.5 10.521.0 24.02.5 4.00.080.20?550?20中国(GB/T)9831995E2209?0.04?0.90.5 2.58.5 1
15、0.521.5 23.52.5 3.50.080.20?690?20表 5?410型不锈钢焊条相关标准数据一览表国家或地区标准编号年代型号熔敷金属主要化学成分(质量分数,%)CSiM nN iCrMoCuRm/MPaA4(%)A5(%)ISO3581-A2003E13?0.12?1.0?1.5?0.611.0 14.0?0.75?0.75?450?153581-B 2003ES410?0.12?0.9?1.0?0.711.0 14.0?0.75?0.75?450?15日本(JIS)Z3321Z332120032008D410ES410?0.12?0.12?0.9?0.9?1.0?1.0?0.6
16、?0.611.0 14.011.0 14.0?0.75?0.75?450?450?20?15美国(A W S)A5.4A5.419922006E410E410?0.12?0.12?0.9?0.9?1.0?1.0?0.7?0.711.0 13.511.5 13.5?0.75?0.75?0.75?0.75?450?520?20?20?EN16001997E13?0.12?1.0?1.5?0.611.0 14.0?0.75?0.75?450?15中国(GB/T)9831995E410?0.12?0.75?1.0?0.711.0 13.5?0.75?0.75?450?20表 6?430型不锈钢焊条相关
17、标准数据一览表国家或地区标准编号年代型号熔敷金属主要化学成分(质量分数,%)CSiM nN iCrMoCuRm/MPaA4(%)A5(%)ISO3581-A2003E17?0.12?1.0?1.5?0.616.0 18.0?0.75?0.75?450?153581-B 2003ES430?0.10?0.9?1.0?0.615.0 18.0?0.75?0.75?450?15日本(JIS)Z3321Z332120032008D430ES430?0.10?0.10?0.9?0.9?1.0?1.0?0.6?0.615.0 18.015.0 18.0?0.75?0.75?480?450?20?15美国(
18、A W S)A5.4A5.419922006E430E430?0.10?0.10?0.9?0.9?1.0?1.0?0.6?0.615.0 18.015.0 18.0?0.75?0.75?0.75?0.75?450?450?20?20?EN16001997E17?0.12?1.0?1.5?0.616.0 18.0?0.75?0.75?450?15中国(GB/T)9831995E430?0.10?0.9?1.0?0.615.0 18.0?0.75?0.75?450?2011焊接?专家论坛?Expert Forum?2008年第 10期?由上列各表可以看出:接轨后的日本不锈钢标准与 ISO标准中的型
19、号体系 B是完全一致的,不论是熔敷金属化学成分范围还是力学性能要求值都是一样的。接轨后的新标准中变动最明显的是断后伸长率,由原来测定 A4改为测定A5,且在各型号中,断后伸长率的最小要求值都降低了5%。美国的不锈钢焊条标准没有与 ISO接轨,2006年修订的标准与 1992年的标准在各型号的化学成分范围及力学性能要求上是相同的。欧洲国家采用的 EN标准与 ISO标准中的型号体系 A是完全一致的,它们早已接轨了。中国的不锈钢焊条标准与美国的标准是相近的,就这六个型号而论,其熔敷金属的化学成分范围是相同的,抗拉强度要求值也是一致的。两者的不同之处在于美国标准中的断后伸长率采用 A4,中国标准则采用
20、 A5。除了 E310型号外,中国标准中各型号的断后伸长率 A5的最小要求值与美国标准中 A4的最小要求值一样。这一规定是不合理的,对于同一种焊条,如 308,当其 A4达到 35%时,其 A5就达不到 35%了,因此增加了产品的不合格率。从表 1 6中可以看出,美国标准中规定的 A4的最小要求值比 ISO、新的日本标准和 EN标准中规定的 A5的最小要求值大 5%。在中国标准中,若将断后伸长率 A5的最小要求值降低 5%的话,产品的合格率会有一定的提高。中国的不锈钢焊条成分范围与 ISO标准中型号体系 B差别很小,抗拉强度的要求也基本一致,断后伸长率要求值两者有明显的不同,除型号 310的断
21、后伸长率不作改动外,其它 5 个型号的断后伸长率值各降低5%,就与 ISO的要求值相一致了,这对提高中国产品的合格率是有利的。另外,中国原来就采用 A5,测试系统上没有什么变动。2?结?论(1)ISO标准的型号体系 A与欧洲标准相一致,不存在两个标准的接轨问题;型号体系 B与环太平洋地区的国家标准相接近,但仍存在差别,需要各个国家逐步完成接轨。(2)日本的不锈钢用药芯焊丝和焊条标准已分别于 2007年和 2008年与 ISO标准完成了接轨,值得中国借鉴。(3)尚未见到与 ISO标准接轨的美国焊接材料标准,2005年和 2006年修订的美国不锈钢用药芯焊丝和焊条标准仍沿用老的标准,其中断后伸长率
22、仍为 A4,而未采用 A5。(4)中国的不锈钢用焊接材料标准也没有与 ISO标准接轨,笔者认为应抓紧做好准备,尽快促成与 ISO标准中的型号体系 B接轨,这样不但有利于提高中国焊接材料产品的合格率,也有利于促进国际交流。参考文献 1?日 本 JIS Z3323?2007.不锈钢焊接用 药芯焊丝 S.2007.2?日本 JIS Z3221?2008.不锈钢焊接用焊条 S.2008.作者简介:?尹士科,1941年出生,教授级高级工程师。曾获国家科技进步二等奖 2项,部级科技进步一等奖 3项,获国家专利 7项,出版著作和译著共 14部,已发表论文 70余篇。12M ain Topics,Abstra
23、cts&KeyW ords?W ELDING&JO INING2008,No.10MAIN TOPICS,ABSTRACTS&KEY WORDSCorrelation bet ween welding slag and usability quality of stainless steel electrodeSun X ian(Institute ofW elding Consumable,Taiyuan University ofTechnology,Taiyuan 030024,China).p5-8Abstract?The for mation and characteristic o
24、f thewelding slag of stainless steel electrode,and the correlation betweenwelding slag and usabi-lity quality are studied by the observation of arc,and analysis of slag construction for surfacing of plate.The results sho w that either covereddroplet slag or attached sleevewall slag can be for med in
25、 the arc zone.The metallurgy reactions between droplet and slag which covered thisdroplet as well as bet ween droplet and slag which attached sleeve wall can control arc mode and metal transfor m mode,and therefore controlsuch usability such as arc stability,welding spatter and porosity in the weldm
26、eta.l The characteristic of slag,which covered on theweld duringthe pool reaction,including high te mperature and solid construction can control usability qualities such asweld for mation,slag re move-abilityand porosity.The elevated te mperature in the lastpart of electrode leads to t wo results.Th
27、e first one is that inner coatingmelted partially,andthe combination layer for med bet ween the inner coating and electrode core.The coating cannot re move,thus the perfect usability-stability ap-pears.The second one is that inner coating notmelted partially,and the co mbination layer not for med be
28、tween the inner coating and electrodecore.The coating splits and re moves easily,thus the usability-stabilityworsens.W hen the case is serious,the electrode cannot keep onwork-ing and re mained part of the electrode has to be abandoned.K ey words:?welding slag,?usability quality,?stainless steel ele
29、ctrode,?correlationReviews of stainless steelwelding materials standards at ho m e and abroadY in Shike,Yu P ing(China Iron&SteelResearch Institute G roup,Beijing 100081,China).p9-12Abstract?The standards for stainless steelweldingmaterials of concerned countries and InternationalStandardization Org
30、anizations(ISO)wereintroduced.ISO standard is classified into t wo type syste ms.W elding material trademark is named according to the nominal co mposition inAtype system of ISO and isna med according to the alloy type in B type system of ISO.Stainless steel flux-cored wire standard and stainless st
31、eelelectrode standard of Japanwere jointed track w ith B type syste m of ISO in 2007 and 2008,respectively.W elding materials standards of Eu-rope is consistentw ith A type syste m of ISO,which was linked up with ISO for a long ti me.So far,American standard isn?t geared to ISOstandard.In 2008,China
32、 issued three standards aboutnonferrous electrodes orw ires,which are geared to ISO standard.Itwas recommendedthat stainless steelwelding materials standard ofChina should be linked upw ith ISO standard as soon as possible.K ey words:?stainless stee,l?weldingmaterials,?standardResearch status and pr
33、ospect of Ag-Cu-Zn series brazing fillerm etalsLu Fangyan1,Xue Songbai1,LaiZhong m in1,2,Zhang L iang1(1.N anjing University ofAeronautics andAstronautics,Nanjing 210016,China;2.JiangsuUniversity of Science andTechnology,Zhenjiang212003,Jiangsu,China).p13-19Abstract?Ag-Cu-Zn series filler metals are
34、 i mportantbrazing filler meta,l and Ag-Cu-Zn-Cd series filler metals have the much better?per-for mance price ratio?.However,it is of great social significance and economic value to develop new cadm ium-free fillermetalswith high-per-for mance under the condition of environmental protection worldwi
35、de no wadays.The development and research status ofAg-Cu-Zn series fillermetalswere summarized at home and abroad,and Ag-Cu-Zn series filler metals were classified and analyzed si multaneously.It is forecastedthatAg-Cu-Zn based alloy system is still the research direction ofAg-Cu-Zn fillermetals,and
36、Ag-Cu-Zn-Ga-In-RE-X series fillermetals by ad-justing the contents ofAg,Cu,Zn and adding the m icroelements such asGa,Sn,In,N iand rare earth w ill be focused on during the courseof developing cadm ium-free silver fillermeta.lK ey words:?silver filler m eta,lcad m ium-free,galliu m,indium,rare earthResearch progress of special ultrasonic transducer used in NDT of austenitic steelweldsW angW eibo,He Sh,i DuHuiyan,Zhang Rui69