浅谈轨道车辆行业焊接工艺评定标准

浅谈轨道车辆行业焊接工艺评定标准

张林儒,宋佳曈,宫平,张超,沈洪娟,高志波

（中车长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春 130062）

摘要：在轨道车辆的制造过程中，焊接是一项特殊工艺，焊接工艺评定是整个焊接体系中最重要的一环，选取合适的工艺评定种类，利用其覆盖范围，可以有效的避免重复工作。对比不同体系间存在的差异，有利于进行焊接工艺评定。本文简要介绍关于工艺评定部分国际标准与美标、国际标准与澳标的差异和见解。

关键词：轨道车辆;标准;工艺评定

前言

我国轨道车辆行业已进入了高速发展阶段，无论是高速铁路还是城市轨道车辆均取得了不俗的成绩，对世界轨道交通行业的影响力也日益增加。随着对海外市场的不断拓展，海外项目也日益增多，而在不同地域采用的焊接工艺评定标准也不完全相同，而如何制定合理的工艺评定成为了重中之重，在不同标准体系下焊接工艺评定的差别也成了我们关注的重点。

1、焊接工艺评定各体系介绍

目前，《EN15085铁路应用-铁道车辆及部件的焊接》被广泛应用，较多的采用了EN15085体系，其中焊接工艺评定部分采用的是欧标体系转化成的国际标准ISO15614系列[1]，但是涉及到出口不同国家的轨道客车项目，例如美国项目、澳大利亚项目等，美国项目采用AMS系列焊接标准，澳大利亚采用AS1554系列焊接标准，其中关于焊接工艺评定的部分，有类似要求，也有不同之处，对比不同体系间存在的差异，有利于进行焊接工艺评定。本文简要介绍关于工艺评定部分国际标准与美标、国际标准与澳标的差异和见解。

2、国际标准与美标的差异分析

2.1 新版国际标准简介

ISO 15614-1:2017的介绍中说出了最主要的新变化，即：焊接工艺评定试验分为两个级别：级别1是基于ASME IX的要求[2]，级别2是基于ISO 15614-1之前版本的要求，这就相当于对ASME IX进行了打包认可。分为两个级别的目的是为了允许焊接制造应用于更大范围内”。

从国际标准ISO 15614-1:2017版开始，对ASME IX打包认可。

ISO 15614-1:2017 对ASME IX进行了打包认可之后，ISO 焊接标准体系中的焊接工艺评定（以下简称PQR）将以2种形式出现：第一种型式：ASME IX对于钢和镍合金的焊接工艺评定，今后将以ISO 15614-1:2017级别1的型式出现在ISO焊接体系中。第二种型式：以ISO 15614-1:2017级别2型式，相当于之前的ISO 15614-1版本的PQR[3]。

2.2国际标准ISO 15614-1与美标ASME IX差异性分析

ASME IX与ISO 15614-1 职能范围、覆盖的工艺、材料等均不同。

2.2.1职能范围和材料

ASME IX的范围包括：焊工和焊机操作工，焊接工艺评定，钎焊操作者和钎焊工艺评定，材料范围有铁基和非铁基工程金属（钢，铜，镍，铝，钛和锆及合金），焊接方法包括氧乙炔焊接，电弧焊，电子束焊接，电阻焊和固相焊接工艺。

ISO 15614-1只有电弧焊和气焊，材料只有钢和镍合金。其它合金和焊接工艺被ISO 15614系列标准覆盖。

ASME IX有附加重要变素与ISO 15614-1只有重要变素，两个标准都明确了重要变素对应的覆盖范围。一个重要变素的变化超出范围就会导致焊接工艺重新评定。

ASME IX与ISO 15614-1材料分组理念不同，为了减少评定试验的数量，两个标准都将金属材料的成分与性能进行了简化合并。一组中的一种金属材料焊接被评定，该组中的其余同类金属材料也就被焊接评定。

2.2.2工艺评定项

ISO 15614-1的试验项目远多于ASME IX，ASME IX只要求拉伸和弯曲试验来评定试件，而ISO 15614-1要求远多于此，除外观检验外，还要求射线或者超声波检测，外加表面探伤、拉伸和弯曲还有宏观试验。一定情况下还要求V型缺口冲击试验和硬度试验。

3、国际标准与澳标的差异分析

在欧标《EN15085铁道车辆及部件的焊接》中对焊接工艺评定的要求依据ISO 15614-1进行工艺评定，而在澳标中是依据《AS 1554 结构钢焊接》进行，以下针对ISO 15614-1及AS1554-1中金属极活性气体保护焊部分进行差异分析。

3.1、国际标准与澳标焊接工艺评差异

3.1.1覆盖范围

关于焊接工艺评定部分，国际标准与澳标是两个不同体系，在策划工艺评定的过程中，我们希望制定最少的工艺评定数量以覆盖产品所需的接头形式，无论国际标准还是澳标中均对工艺评定的覆盖范围有详细说明。

3.1.2冲击试验

在两标准中，对冲击试验的要求均很明确。

表2 冲击试验差异对比

3.1.3 拉伸测试

在两标准中，对横向对接焊缝的拉伸试验要求一致，可同时满足两标准要求。

3.1.4 弯曲试验

在两标准中，对弯曲性能的测试，检测标准虽然一致，但试样尺寸、内辊直径、弯曲角度均有不同。最终检测标准一致，即试样不应在任何方向出现大于3mm的缺陷，试样边角出现的缺陷可以忽略。

3.1.5硬度试验

在硬度试验评测时需要注意的是，在澳标中中要多出一个焊缝金属与母材金属的对比测试。

4总结

1、国际标准比澳标更具有普遍适用型，焊接接头种类覆盖范围更广，焊接层数的要求更宽泛，而澳标中对坡口形状、焊缝熔宽比等细节要求较细致。采用国际标准进行的工艺评定时，根据评定的认可范围来制定工艺评定接头种类，在澳标中可以选择标准中规定的接头类型、母材种类、焊接耗材，不需进行重新评定。

2、ISO 15614-1明显比ASME IX的要求更严格。ISO 15614-1 作为通用型焊接评定标准（覆盖至高端产品）与ASME IX作（覆盖至中端产品）为锅炉压力容器标准体系 的专用型焊接评定标准内在要求不同，通用型标准比专用型标准更苛刻。

参考文献：

[1]BS EN ISO 15614-1:2017. Specification and qualification of welding procedures for metallic materials-Welding procedure test — Part 1: Arc and gas welding of steels and arc welding of nickel and nickel alloys [S].

[2]ASME BPVC.IX-2017 . ASME Boiler and Pressure Vessel Code SECTION IX Welding, Brazing, and Fusing Qualifications [S].

[3]ISO/TR 15608:2017. Welding — Guidelines for a metallic materials grouping system [S]. Switzerland: ISO, 2017.