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ISO/TR 25901-3:2016 — 焊接及相关工艺：术语 — 第3部分：焊接工艺
涵盖电弧焊、电阻焊、激光焊、摩擦焊等的焊接工艺分类综合术语
1. ISO/TR 25901-3:2016 的范围与焊接工艺分类
ISO/TR 25901-3:2016 定义了根据物理特性和能量载体分类的焊接工艺术语。本部分ISO/TR 25901系列专门关注工艺本身——它们如何在ISO分类系统中被命名、定义和分类。该标准涵盖两大类：压力焊（施加压力的焊接，可加热也可不加热）和熔焊（加热的焊接，可加压也可不加压），每类进一步根据所使用的能源类型细分。
分类系统遵循基于物理原理的逻辑层次。首要分类是在通过熔融（母材熔化）实现结合的工艺和通过压力（机械变形）实现结合的工艺之间。每个类别再按能源细分：电能（电弧、电阻、感应、电子束）、化学能（气体、铝热剂）、机械能（摩擦、超声波、爆炸）和光能/辐射能（激光、光辐射）。这种系统化的分类使工程师能够理解不同工艺之间的关系，并根据材料类型、接头配置、生产量和质量要求选择合适的工艺。
| 工艺类别 | 能源 | 示例工艺 | 典型应用 | 关键参数 |
|---|---|---|---|---|
| 电弧焊（熔焊） | 电弧 | SMAW、GMAW、GTAW、SAW、FCAW | 结构钢、管道、压力容器 | 电流、电压、焊接速度 |
| 电阻焊 | 电阻热 | 点焊、缝焊、凸焊、闪光对焊 | 汽车车身板、金属网 | 电流、压力、焊接时间 |
| 气焊 | 化学能（火焰） | 氧炔焊、空气乙炔焊 | 薄板、修理、钎焊 | 火焰类型、焊炬角度 |
| 激光焊 | 光能/辐射能 | CO₂激光、Nd:YAG、光纤激光 | 精密部件、电子产品 | 功率、焦点位置、保护气 |
| 摩擦焊 | 机械能 | 旋转摩擦、线性摩擦、FSW | 轴类、航空航天结构、铝合金 | 转速、顶锻压力 |
| 固相焊（压力） | 多种 | 冷焊、扩散连接、爆炸焊 | 异种金属、覆层、电子 | 压力、温度、时间 |
ISO/TR 25901-3中的工艺分类为每个工艺分配了一个在焊接文件中广泛使用的数字代号。例如，工艺111（手工电弧焊/SMAW）、131（MIG焊/GMAW）和141（TIG焊/GTAW）。这些数字代号对于焊接工艺规程（WPS）和焊工资格文件中的无歧义沟通至关重要。
2. 关键术语与工艺定义
压力焊部分（2.2.1）涵盖了通过机械变形实现结合的工艺，可加热也可不加热。该类别包括摩擦焊（旋转摩擦焊、线性摩擦焊、搅拌摩擦焊）、超声波焊、爆炸焊、扩散连接、冷焊和热压焊。每个工艺的定义都特别关注结合机制、所需设备特性以及每个工艺适用的典型材料组合。例如，搅拌摩擦焊（FSW）被定义为一种固态连接工艺，其中带有型面搅拌针和轴肩的旋转非消耗性工具沿接头线移动，产生摩擦热使材料塑化而不熔化。
熔焊部分（2.2.2）涵盖了通过母材熔化实现结合的工艺，可添加也可不添加填充金属。这是最大的部分，包括电弧焊工艺（SMAW、GTAW、GMAW、FCAW、SAW、PAW）、气焊、激光焊、电子束焊和电渣焊。每个工艺定义包括：基本操作原理、所使用的保护类型（焊渣、气体或真空）、填充金属的形式（如果有），以及区别于类似工艺的特征。例如，GMAW与FCAW的区别在于GMAW中的电极为实心焊丝，而FCAW使用带有药芯的管状焊丝。
焊接工艺术语中一个常见的混淆来源是’埋弧焊（SAW）’和’药芯焊丝电弧焊（FCAW）’之间的区别。两者都使用焊剂进行保护，但SAW使用完全覆盖焊缝区的颗粒状焊剂，而FCAW使用包含在管状焊丝内的焊剂。这种差异对焊缝质量、操作员可见性和工艺生产率有重要影响。
3. 工艺选择的工程设计见解
从工程设计角度来看，ISO/TR 25901-3中的焊接工艺分类为工艺选择提供了一个系统化框架，这在设计和制造规划阶段至关重要。每个工艺在以下方面具有特征性的优势和局限：接头可达性（某些工艺需要从两侧进行操作）、位置能力（某些工艺限于平焊或横焊位置）、厚度范围（从激光焊的薄箔到SAW的数百年米）以及冶金效应（热输入、冷却速率和由此产生的热影响区特性）。
该标准还澄清了组合两种或多种焊接原理的变体和混合工艺的术语。例如，激光-电弧复合焊（HLAW）在同一熔池中组合了激光束和电弧焊源，实现了激光焊的深熔透和电弧焊的间隙桥接能力。ISO/TR 25901-3提供了术语框架，使得这类混合工艺能够在焊接文件中被精确描述和规定，促进其在船舶建造、管道施工和重型设备制造等先进制造领域的应用。
一家船厂在其所有WPS文件中实施ISO/TR 25901-3标准化工艺术语后，生产规划期间的工艺选择错误减少了30%。标准化命名系统消除了GMAW（工艺131）和FCAW（工艺136）之间的混淆，这种混淆此前曾导致向生产工位发放错误的焊接材料。
常见问题
熔化极气体保护焊（GMAW）与钨极气体保护焊（GTAW）有何区别？
答：在GMAW（工艺131）中，电极为消耗性焊丝，熔化后成为填充金属。在GTAW（工艺141）中，电极为非消耗性钨极，填充金属单独添加。GMAW为较厚材料提供更高的熔敷率，而GTAW为薄材料和关键焊缝提供更优越的控制能力。
答：在GMAW（工艺131）中，电极为消耗性焊丝，熔化后成为填充金属。在GTAW（工艺141）中，电极为非消耗性钨极，填充金属单独添加。GMAW为较厚材料提供更高的熔敷率，而GTAW为薄材料和关键焊缝提供更优越的控制能力。
混合焊接工艺在ISO/TR 25901-3中如何分类？
答：混合工艺根据主能源和次能源进行分类。例如，激光-电弧复合焊根据与激光组合的电弧工艺，分类为工艺142（激光+GTAW）或132（激光+GMAW）。该标准认识到混合工艺需要额外的术语和定义来描述两种能源之间的相互作用。
答：混合工艺根据主能源和次能源进行分类。例如，激光-电弧复合焊根据与激光组合的电弧工艺，分类为工艺142（激光+GTAW）或132（激光+GMAW）。该标准认识到混合工艺需要额外的术语和定义来描述两种能源之间的相互作用。
ISO/TR 25901-3是否涵盖热切割工艺？
答：热切割工艺如氧炔切割、等离子切割和激光切割在单独的ISO标准中涵盖（如ISO 9013热切割质量标准）。ISO/TR 25901-3专门聚焦于焊接工艺，但确实包括了与焊接密切相关的相关工艺的定义，如钎焊、软钎焊和热喷涂。
答：热切割工艺如氧炔切割、等离子切割和激光切割在单独的ISO标准中涵盖（如ISO 9013热切割质量标准）。ISO/TR 25901-3专门聚焦于焊接工艺，但确实包括了与焊接密切相关的相关工艺的定义，如钎焊、软钎焊和热喷涂。
