國際標準（ISO9606-1）焊工考試項目制定解析

摘要：依據鋼的熔化焊焊工考試標準ISO9606-1（2017），解析如何制定焊工考試項目，旨在幫助企業正確解讀ISO 9606-1標準并制定合理的焊工考試項目，從而滿足企業焊接體系認證對人員資質的要求。從焊工考試標準的選擇、焊接方法的選擇、試件的類型的考慮、焊縫類型、母材及焊接填充材料的覆蓋范圍、對接焊縫熔覆金屬厚度覆蓋范圍、角接焊縫材料厚度的覆蓋范圍、管子外直徑覆蓋范圍、焊接位置的考慮以及焊縫的細節等方面進行綜合細致的分析，并結合具體實例，企業焊接相關負責人員可以根據具體分析結果選擇合理且正確的焊工考試項目，以達到最佳的經濟性。

關鍵詞：國際標準ISO9606-1;焊工資質考試;項目制定

0 前言

隨著國際經濟技術一體化的迅速發展，經濟全球化成為大趨勢，各行各業越來越需要專業知識、技能水平達到標準化和國際化的技能人才，而焊接作為制造業中非常重要的環節，國際化焊接技能人才在各個以焊接為主的制造業中起到了舉足輕重的地位，培養造就一批符合現代化制造業所需的、具有國際化資質的技能人才成為企業進軍國際市場、參與國際市場競爭的重要戰略舉措。對于具有國際化資質認證的企業，如焊接體系認證ISO3834-2《金屬材料熔化焊焊接質量要求——完整質量要求》規定其焊工需持有ISO9606焊工資質證書，而焊工考試的項目制定也尤為重要，如當依據ISO9606-1（2017）[1]《金屬材料熔化焊焊工考試標準——鋼》制定焊工考試項目時需要根據產品類型特點綜合考慮眾多因素，如焊接方法、填充材料種類、材料厚度、焊接位置、焊縫細節等多項因素，如果考慮欠缺則可能導致考試項目不足而未滿足項目要求，進而導致焊工處于無資質工作狀態，或者可能導致考試項目過多進而對企業造成不必要的浪費。

1 ISO9606-1焊工資質證書示例

焊工按照既定項目進行考試，考試合格后將會頒發對應項目的焊工資質證書，如圖1所示，了解證書中的數字和符號所代表的意義有助于企業負責人掌握內部焊工資質范圍，若增加新項目時可以在現有資質基礎上合理的選擇增加新的資質，證書中的數字及符號意義如表1所示（表中未出現的數字和符號可查標準原文）。

2 焊工考試項目制定

制定焊工考試項目時，需要根據企業產品的材料種類、焊接方法種類、焊接接頭的類型、填充材料種類、焊材類型、母材厚度、焊接位置以及焊縫細節等因素進行綜合考慮，考慮宗旨是適合企業而不是追求最全的覆蓋，現以表1中的示例序號順序一一進行解讀。

2.1 焊工考試標準的選擇

熔化焊焊工考試標準的選擇主要是依據母材材料的種類而定，不同大類的材料依據不同的考試標準來執行，如鋼材的熔化焊焊工考試標準是依據ISO9606-1執行。由于不同的標準中所涉及的覆蓋范圍和考試要求是不一樣的，所以在最初考慮選擇哪個標準來制定焊工考試項目成為關鍵，焊工考試標準的選擇如表2所示。

2.2 焊接方法的選擇

ISO9606-1所涉及的焊接工藝方法包括手工和半機械化焊接的熔化焊方法，本標準不適用于全機械化或自動化焊接方法，全機械化或自動化焊接方法的焊工考試按照ISO14732標準執行。

針對ISO9606-1標準，通常每項考試一般只認可一種焊接方法，改變焊接方法需要進行新的考試，但以下情況除外：

（1）將熔化極活性氣體保護焊實心焊絲（135）更改為熔化極活性氣體保護焊金屬粉芯焊絲（138）（或反之），不要求新的考試，詳見標準第5.6條款中的表5。

（2）將實心焊絲埋弧焊（121）改為藥芯焊絲埋弧焊（125）（或反之），不要求新的考試。

（3）實心焊絲鎢極惰性氣體保護焊（141）、藥芯焊絲鎢極惰性氣體保護焊（143）或還原氣體和實心填充材料鎢極惰性氣體保護焊（145）認可焊接方法141、鎢極惰性氣體保護焊（自熔）142、143或145，但142只認可142。

如圖1所示的焊工資質證書中，焊工取得141焊工資質時，當企業有鎢極惰性氣體保護焊（自熔）142的產品需要進行焊接時，焊工不需要再取得142資質證書，這主要從操作難度方面進行考慮，因為普遍認為141的操作難度要高于自熔的142焊接方法，也就是標準中5.6條款所說的帶填充材料的焊接認可不帶填充材料的焊接，反之則不行;情況（2）提到的焊接方法121和125并非通常所指的埋弧自動焊，而是指半機械化焊接——在焊接過程中焊絲是自動送進的，焊槍的移動和工件的送進都是依靠手工來完成的;對于情況（1）中涉及的內容在老標準EN287-1中規定焊接方法135和熔化極活性氣體保護焊非金屬粉芯焊絲（136）可以互相認可，而新標準中則進行了變化，主要是考慮到135和138焊接方法均是采用氣體進行保護，且都屬于明弧焊接，焊接操作控制上基本一致，焊縫外觀也比較相似，而136焊接方法則是屬于氣渣聯合保護。

2.3 試件類型

該標準所涉及的試件類型有板材與板材的連接、管材與管材的連接、管材與板材的連接或其他類型的產品形式等。企業應根據產品實際類型及尺寸考慮以下3項準則：

（1）外徑D>25 mm的管子上的焊縫認可板子上的焊縫。

（2）板子上的焊縫認可固定外徑D≥500 mm的管子上的焊縫。

（3）對于焊接位置PA、PB、PC和PD，板子上的焊縫認可旋轉外徑D≥75 mm的管子上的焊縫。

上述3項準則主要是從管子直徑角度考慮，一般認為管子直徑越大、弧度越大時，焊接難度減小，相當于在平面進行焊接，如常見的風力發電塔筒的直徑通常都較大，可以達到幾米，塔筒在拼接時可以把它看作板材，在焊工考試時通常選擇板材來進行考試而不選擇管材。

2.4 焊縫種類

ISO9606-1標準中涉及的焊縫種類包括對接焊縫及角接焊縫（包括搭接及端接焊縫），覆蓋范圍依據下列準則進行考慮：

（1）對接焊縫認可任何接頭類型上的對接焊縫，支管連接除外。

（2）對接焊縫不認可角焊縫，反之亦然。

（3）管子對接焊縫認可角度大于等于60°的支管接頭，對支管焊縫而言，其認可范圍以支管的外徑為基礎。

（4）如果生產中的焊縫類型不能被對接焊縫或角焊縫認可或支管連接小于60°時，如果有規定對此類焊工進行評定（例如產品標準），焊工應通過與生產中一致的焊縫類型考試。

必須強調的是：老標準EN287-1中規定對接焊縫是可以覆蓋角接焊縫的，而ISO9606-1（2017）中規定對接焊縫和角接焊縫需要單獨考試，不能互相覆蓋。新標準主要考慮對接焊縫和角接焊縫的操作手法技巧是不一樣的，另外特別是厚板單面焊雙面成型的對接焊縫的第一道焊縫（小電流小電壓）與角接焊縫的第一道焊縫（大電流大電壓）的熱輸入差別比較大，這也與焊接工藝評定ISO15614-1一致[4]。

2.5 母材及填充材料種類

2.5.1 母材的選擇

鋼的熔化焊焊工考試標準ISO9606-1中，取消了以母材作為資質證書覆蓋范圍的要求，而將填充材料作為資質證書覆蓋范圍依據之一。雖然按照標準規定母材的選擇不作為重點考慮因素，但這并不意味母材就不在考慮范圍內了，選擇項目時還是要著重考慮工藝的合理性如母材與焊材的匹配。圖1中的焊工考試項目，使用的母材組別按照ISO15608[2]《鋼的分類標記體系》歸類為第8組（奧氏體不銹鋼）材料，填充材料選擇的奧氏體不銹鋼焊接填充材料，從工藝角度來講是合情合理的，但是從標準的角度來講，也可以選擇其他種類的不銹鋼母材或者碳鋼母材，只要按照考試標準的要求檢驗合格，該焊工都可獲得合格的焊工資質證書。

2.5.2 焊接填充材料的選擇

鋼的熔化焊焊工考試標準ISO9606-1中，最大的變化就是將母材的替代轉變為填充材料的替代，如表3所示。將填充材料分為6個組別，如FM1組別為非合金鋼（碳鋼）和細晶粒結構鋼填充材料，屬于此類填充材料的在表3中也給出了實例，如標準ISO2560為碳鋼及細晶粒結構鋼焊條電弧焊用焊條、ISO14341為碳鋼及細晶粒結構鋼MAG（135）用實心焊絲、ISO636為碳鋼及細晶粒結構鋼TIG（141）用實心焊絲和焊棒等，企業可以根據所購買焊絲的外包裝上或材質單中的相關標準號來確認屬于哪一類填充材料。

焊工獲得了某組別中一種填充材料的認可，也就獲得了該組別中所有填充材料和表4 規定的其他組別填充材料的認可，比如當焊工取得具有FM1組別的焊工資質證書時，此焊工也就同時具有了焊接FM2組別填充材料的認可。由表4可知，對于填充材料FM1和FM2組別可以互相認可，比如某企業在實際生產時，焊材種類既有碳鋼ER-50的焊絲又有高強鋼ER-80的焊絲，那么根據表4的覆蓋范圍，企業只需要選擇兩種焊絲中的一種取得焊工資質即可。又如圖1中的焊工資質，該資質中涉及的填充材料屬于不銹鋼填充材料組別FM5，在實際生產中如果該企業有不同于該資質情況，如不同于考試的其他類型的不銹鋼填充材料、不銹鋼母材種類與焊工資質中的母材種類不同、母材是碳鋼及不銹鋼的異種鋼焊接，該資質仍然有效，均不需要再重新取得焊工資質證書。

2.6 尺寸的覆蓋范圍

企業的產品中多數以板材和管材為主且會涉及到不同的材料厚度和管外徑，所涉及的焊縫類型包括對接焊縫和角接焊縫，在2.4節中提到對接焊縫和角接焊縫不能互相覆蓋，所以在考慮焊工考試項目時應著重考慮對接焊縫熔覆金屬厚度覆蓋范圍、角接焊縫厚度覆蓋范圍以及管子直徑覆蓋范圍。

2.6.1 對接焊縫熔覆金屬厚度覆蓋范圍

在鋼的熔化焊焊工考試標準ISO9606-1中，將之前的EN287-1標準中對接焊縫以母材厚度的替代更改為以熔敷金屬的厚度s（熔覆金屬厚度是指除余高以外部分熔覆金屬的厚度，全熔透情況下則等于母材厚度）為覆蓋范圍的依據之一，如表5所示，這種情況也說明了焊工在對接焊縫考試過程中，無論采用何種板厚進行焊接，所考慮的不再是母材的厚度而是熔敷金屬的厚度，如焊工考試采用t=14 mm的對接焊縫，而實際焊接時熔深只要求達到s=10 mm即可，則認可范圍按熔敷金屬厚度10 mm計算，按照表5認可范圍就是3～20 mm。另外一種情況，對于全熔透對接焊縫而言，熔敷金屬的厚度就等于母材厚度，也就是說焊工考試時，若焊工考取一個1 mm及一個12 mm的全熔透對接焊縫，則認可范圍為大于等于1 mm所有的板材對接全熔透焊縫[5]。

2.6.2 角接焊縫厚度覆蓋范圍

角接焊縫的認可范圍仍然以母材的厚度作為資質證書覆蓋范圍的依據之一，但是不同之處在于對于板厚t<3 mm的板材，ISO9606-1的最新標準中對于認可的范圍有所變化，認可范圍如表6所示，例如考試試件選擇尺寸2 mm，認可范圍為2～4或者2～3 mm，根據最新規定可以選擇最大覆蓋范圍為2～4 mm。在實際應用中如某企業角焊縫尺寸有1 mm、1.5 mm、8 mm三種，那么在焊工考試項目制定時選擇一個焊工考試項目是無法滿足要求的，可選擇兩個考試項目：一個1 mm的角接焊縫（覆蓋范圍1～3 mm），這樣1.5 mm材料就在范圍內;再選擇一個8 mm的角焊縫（覆蓋范圍為≥3 mm），8 mm材料就在范圍內了。

2.6.3 管子直徑覆蓋范圍

管子直徑的認可范圍是以管外徑作為資質證書覆蓋范圍的依據，覆蓋范圍如表7所示，需強調的是當管子外徑D>25 mm時，應該考慮如何理解表7中認可范圍中括號內的最小25 mm。比如考試時選擇管徑為60 mm，根據表7認可范圍為≥30 mm;若選擇管外徑為40 mm時，根據表7確認覆蓋范圍為≥20 mm，但實際上應為≥25 mm。另外應注意的是，根據標準中的第6.2條款，在管子考試時，從檢驗角度來講，為了滿足檢驗長度要求，如果管子周長小于150 mm（管徑23～47 mm），需要增加考試試件數量，但試件數量不得超過3個。

2.7 焊接位置

鋼的熔化焊焊工考試標準ISO9606-1中，焊接位置的認可范圍發生了變化，如表8所示，焊接位置的表示方法依據ISO6947[3]。企業在焊接產品時，通常會考慮利用翻轉裝置將焊接位置控制在平焊（PA）位置，降低焊接操作難度及提高效率并保證產品質量;但對于某些特殊產品可能無法翻轉，就會涉及到立焊（PF）或仰焊（PE）等難度較高的焊接位置，所以企業在選擇焊工考試項目時應根據焊接位置的認可范圍，選擇產品中難度相對較高的一個進行即可，但必須注意的是（見表8）全位置（PH）可以覆蓋PA、PF和PE，但是從實用性的角度考慮，如果實際產品中僅有個別焊接位置如PA和PF，則選擇PF焊接考試位置（可以覆蓋PA）即可，而沒有必要選擇難度較高的PH，雖然PH覆蓋范圍較廣，但可能會導致焊工未曾接觸過而增加學習時間及成本。

角接焊縫的焊接位置主要涉及平角焊（PB）、立角焊（PF）和仰角焊（PD），在此標準中規定，立角焊PF和仰角焊PD不能互相覆蓋，且立角焊PF和仰角焊PD分別都只能夠覆蓋平角焊PB。

2.8 焊縫細節

焊縫的細節主要是從兩個方面進行考慮：一是針對對接焊縫，主要考慮是否增加襯墊等，從操作難度角度來進行考慮，如表9所示，當焊工考試不帶襯墊ss nb（單面焊雙面成型），可以覆蓋帶襯墊ss mb及雙面焊bs等，反之不行。二是針對角接焊縫，從層道數方面進行考慮，按照表10所示，多道焊縫（ml）可以覆蓋單道焊縫（sl），但單道焊縫不能覆蓋多道焊縫（ml）。

3 結論

為適應國內企業國際化需求，國內以焊接為主的行業如軌道車輛行業陸續都通過了EN15085《軌道車輛以及車輛部件的焊接》焊接生產制造資格認證、鋼結構制造企業陸續通過了EN1090-2《鋼結構的生產制造》焊接生產制造資格認證等，這些資質認證的前提條件就是人員資質要求，其中一項非常重要的人員資質就是企業從事焊接生產的焊工需要按照ISO9606標準取得相應的焊工資格證書，企業焊接工程師或技術人員應當了解認識ISO9606-1（2017）標準的內容，可以更好地選擇合理恰當的焊工考試項目，以滿足企業國際化認證的需求以及客戶要求，達到最佳的經濟性以及最少的消耗。

參考文獻：

[1] ISO9606-1：2017，Qualification testing of welders-Fusionwelding-Part 1：Steels.

[2] ISO15608：2013，Welding—Guidelines for a metallic ma-terials grouping system.

[3] ISO6947：2011，Welding and allied processes—Weldingpositions.

[4] 邵輝. 鋼與鋁熔化焊焊工考試標準解析[J]. 焊接，2016（6）：66-68.

[5] ISO15614-1：2017，Specification and qualification of wel-ding procedures for metallic materials-Welding proceduretest—Part 1：Arc and gas welding of steels and arc weldingof nickel and nickel alloys.