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电弧螺柱焊用螺柱和瓷环标准对比分析：GB/T 10433-2024 vs ISO 13918 vs GB/T 10433-2002

浏览次数：173 发布时间：2025-12-28

电弧螺柱焊用螺柱和瓷环标准对比分析：GB/T 10433-2024 vs ISO 13918 vs GB/T 10433-2002

GB/T 10433-2024《紧固件 电弧螺柱焊用螺柱和瓷环》作为现行国家标准，整合了7项旧国标并修改采用ISO 13918:2017，实现了与国际标准的高度协调。该标准在材料控制、产品范围、尺寸公差、性能指标等方面均有显著升级，特别是新增了CEV碳当量限制、ND型绝缘针、焊后弯曲试验等关键要求，同时扩展了直径范围并优化了尺寸表达方式。与旧版GB/T 10433-2002相比，新国标覆盖的产品类型从单一的SD型剪力钉扩展到12种螺柱型式，技术要求更加全面系统；与ISO 13918:2017相比，新国标在材料量化控制和工艺细节上更为严格，但在核心产品范围和设计原则上保持一致。

一、标准背景与演变历程

GB/T 10433标准自1989年首次发布，经历了多次修订。2002年版GB/T 10433-2002主要针对SD型圆柱头焊钉，适用于土木建筑工程中的抗剪件、埋设件及锚固件，非等效采用ISO 13918:1998 。而现行的GB/T 10433-2024于2024年9月29日发布，2025年4月1日正式实施，整合了7项旧国标：GB/T 902.2-2010、GB/T 902.3-2008、GB/T 902.4-2010、GB/T 10432.1-2010、GB/T 10432.2-2016、GB/T 10432.3-2010和GB/T 10433-2002 。这一整合修订响应了国家标准化改革政策，旨在统一技术要求，便于读者使用，同时与国际标准ISO 13918:2017更加协调。

ISO 13918标准同样经历了多次修订，从1998年的初版发展到2017年版本，再到2021年的修改件1。ISO 13918:2017《焊接电弧螺柱焊用螺柱和瓷环》是国际标准化组织(ISO)制定的最新版本，覆盖了多种螺柱和瓷环类型，为全球电弧螺柱焊行业提供了统一的技术规范。微信搜索公众号：佑工紧固件紧固件知识全知道

二、材料要求对比分析

GB/T 10433-2024引入了CEV碳当量≤0.38的关键限制，这是旧版标准和ISO 13918:2008均未明确规定的指标。这一要求直接提升了螺柱的焊接性能，减少了热影响区裂纹的风险，体现了新国标在材料控制上的严格性。

标准	碳当量(CEV)要求	材料分类	材料组合方式	化学成分引用标准
GB/T 10433-2024	≤0.38(新增) [5]	SD3、PT、UT、IT等 [5]	允许两种材料摩擦焊接组合 [5]	GB/T 3098.1、ISO 15510、ISO/TR 15608 [8]
ISO 13918:2017	未直接规定	SD3、PT、UT、IT等	未明确	ISO 898-1、ISO 3506-1等
GB/T 10433-2002	未规定	仅SD型	不允许组合	GB/T 3098.1-2000、GB/T 6478-2001

新国标整合了ISO 15510(SD3材料)和ISO/TR 15608(PT/UT/IT材料)，扩展了材料适用范围，使标准不仅限于碳钢，还涵盖了不锈钢、低合金钢等多种材料。这一变化显著提升了标准的适用性和国际协调性，使中国标准与国际标准在材料分类上保持一致。

在材料组合方式上，GB/T 10433-2024明确允许螺柱由两种不同材料通过摩擦焊接组合(如头部为低碳钢，杆部为高强度钢)，而旧版标准和ISO 13918:2008均未提及此技术，这为特殊工况下的螺柱应用提供了更灵活的解决方案。

三、产品覆盖范围对比

GB/T 10433-2024整合了7项旧国标，将产品覆盖范围从单一的SD型剪力钉扩展到12种螺柱型式，实现了对电弧螺柱焊全系列产品的一体化规范。这一扩展显著提升了标准的全面性和实用性。

标准	覆盖的螺柱类型	覆盖的瓷环类型	直径范围	整合旧标准数量
GB/T 10433-2024	FD、MD、PD、RD、UD、SD、PS、US、IS、PT、UT、IT等12种	UF、MF、PF、RF、DF等	6~24mm(含小规格)	7项(包括GB/T 902.2-2010、GB/T 10432.1-2010等)
ISO 13918:2017	FD、MD、PD、RD、UD、SD、PS、US、IS、IT、UT、PT等12种	PF、UF等	6~24mm	未整合其他标准
GB/T 10433-2002	仅SD型剪力钉	B1、B2型瓷环	10~25mm	仅自身

ISO 13918:2017与新国标在核心螺柱类型上保持一致，包括全螺纹螺柱(FD)、近全螺纹螺柱(MD)、部分螺纹螺柱(PD)、带缩杆螺纹螺柱(RD)、无头焊钉(UD)、剪力钉(SD)、带法兰螺纹螺柱(PS)、短周期螺纹螺柱(US)、内螺纹螺柱(IS)、不锈钢螺柱(IT)、低合金钢螺柱(UT)和碳钢螺柱(PT)等12种。新国标新增了ND型绝缘针，这是ISO 13918:2017未明确包含的类型，属于中国标准对特殊应用场景的补充。

在直径范围上，新国标扩展了下限，覆盖6~24mm的公称直径，而旧版GB/T 10433-2002仅限于10~25mm的SD型剪力钉。这一扩展使标准能够满足更多细分市场的需求，特别是在小型钢结构连接方面的应用。

四、尺寸公差变化分析

GB/T 10433-2024在尺寸公差方面进行了系统优化，从单向负公差改为双向对称公差，分段控制长度公差，并引入公式化表达头部尺寸，显著提升了产品的精度和一致性要求。

新国标对杆径公差的要求更加严格，采用±0.4mm的双向对称公差，取代了旧版GB/T 10433-2002的单向负偏差(h14，对应公差-0.14mm) 。这一变化意味着制造过程中对尺寸的控制更为严格，减少了产品尺寸波动的可能性，提高了焊接质量和可靠性。

在长度公差方面，新国标采用了分段控制策略：≤100mm时±1.5mm，>100mm时±2.0mm。而旧版GB/T 10433-2002未明确分段要求，可能统一为±2mm的公差。ISO 13918:2017与新国标在长度公差分段要求上保持一致，体现了国际标准与新国标的高度协调。

对于头部尺寸，新国标引入了公式化表达(k= y+2P，P为螺距)和明确的公差(±0.5mm)，取代了旧版仅规定最小值的模糊要求。这一变化使头部尺寸的设计更加科学规范，有利于提高焊接质量和稳定性。

标准	杆径公差	长度公差	头部直径dk公差	头部高度k表达方式
GB/T 10433-2024	±0.4mm(双向)	≤100mm时±1.5mm>100mm时±2.0mm	±0.5mm	公式化(k= y+2P)
ISO 13918:2017	±0.4mm(双向)	≤100mm时±1.5mm>100mm时±2.0mm	±0.5mm	公式化(k= y+2P)
GB/T 10433-2002	单向负偏差(h14)	±2mm(统一)	最小值要求	未公式化表达

新国标还调整了部分符号表达，如将”y”改为”y+2P”(见表5和表6)，将D6列中的”b”改为”b+2P”(见表9)，将表13中的”bmin”改为”bmin+2P”(见表13)，以及将表16中的”b”改为”bmin+2P”(见表16) 。这些调整使尺寸表达更加科学规范，便于设计和制造过程中的理解和应用。

此外，新国标将dk(头部直径)和h4(焊缝高度)等标记为参考尺寸(非验收依据)，而旧版标准未区分参考尺寸与验收尺寸。这一变化有助于明确设计参考与实际验收的标准，避免了不必要的误解和争议。

五、性能指标升级与检验方法

GB/T 10433-2024在性能指标方面进行了全面升级，新增了CEV碳当量限制、断后伸长率要求和焊后弯曲试验，同时整合了分散在旧标准中的检验规则，形成了更加系统规范的检验方法体系。

新国标明确要求螺柱的碳当量(CEV)≤0.38，这是旧版标准和ISO 13918:2008均未明确规定的指标。这一要求直接提升了螺柱的焊接性能，减少了热影响区裂纹的风险，对于需要高强度连接的应用场景尤为重要。

在材料性能方面，新国标新增了符合ISO 15510的SD3用材料和符合ISO/TR 15608的PT、UT、IT用材料。这扩展了材料适用范围，使标准不仅限于碳钢，还涵盖了不锈钢、低合金钢等多种材料，满足了不同应用场景的需求。

新国标新增了抗剪螺柱焊接后性能和试验方法(附录A)，要求螺柱焊接后弯曲30°无可见裂纹 。这一要求在旧版标准和ISO 13918:1998中均未提及，属于新国标的重要创新。弯曲试验能够暴露焊缝中的微观缺陷，如未熔合、夹渣等问题，有效评估焊接接头的塑性变形能力和整体质量。

在检验方法上，新国标增加了硬度测试(维氏硬度HV)的要求，而旧版GB/T 10433-2002未明确硬度测试方法。这一变化使材料性能评估更加全面，不仅关注强度指标，还考虑了材料的硬度特性，为螺柱应用提供了更全面的性能保障。

对于瓷环的使用前处理，新国标规定必须经150℃×2h烘烤，去除水分防气孔。而旧版GB/T 10433-2002未明确烘烤温度，可能允许更低温度或自然干燥。这一变化反映了新国标对焊接质量控制的严格要求，确保了焊接过程的稳定性和焊缝质量。

六、国际接轨程度评估

GB/T 10433-2024修改采用ISO 13918:2017，实现了与国际标准的高度协调，但在材料量化控制和工艺细节上更为严格。这一协调性有利于中国企业在国际市场的竞争，同时保持了标准的本土化特色。

在修改采用过程中，新国标进行了结构调整和内容调整。结构调整方面，5.1对应ISO 13918:2017中的5.3.1，5.2对应ISO 13918:2017中的5.3.2，5.3对应ISO 13918:2017中的5.3.3；表19对应ISO 13918:2017中的表18；10.2对应ISO 13918:2017中的10.2和10.3，10.2.1对应ISO 13918:2017中的10.2，10.2.2对应ISO 13918:2017中的10.3 。这些结构调整使标准在内容组织上更加符合国际标准的框架，便于国际交流和应用。

技术差异方面，新国标增加了对机械加工试件的断后伸长率、瓷环内径等符号的规定，删除了与技术要求关联度不大的5.1订购信息、5.2危险物质和5.4耐久性，用中国标准替换了部分国际标准(如GB/T 3098.1替换了ISO 898-1，GB/T 16672替换了ISO 6947) 。这些技术差异反映了中国标准的本土化需求和工艺特点，同时也保持了与国际标准的核心协调性。

在材料控制上，新国标直接量化CEV碳当量≤0.38，而ISO 13918:2017未明确此指标，但通过引用ISO 15510和ISO/TR 15608间接要求材料需符合焊接性能标准。这一差异体现了新国标在材料量化控制上的严格性，同时也与国际标准保持了技术上的等效性。

对于瓷环烘烤温度，新国标规定150℃×2h，而ISO 13918:2017未明确烘烤温度，仅要求瓷环保持干燥。这一差异反映了新国标对工艺细节的严格要求，确保了焊接质量的稳定性和可靠性。

在螺柱类型上，新国标与ISO 13918:2017在核心类型上保持一致，包括FD、MD、PD、RD、UD、SD、PS、US、IS、IT、UT和PT等12种。新国标新增了ND型绝缘针，这是ISO 13918:2017未明确包含的类型，属于中国标准对特殊应用场景的补充。这一差异不影响标准的核心协调性，但在具体应用中需要注意。

七、应用建议与实施路径

基于GB/T 10433-2024与ISO 13918和GB/T 10433-2002的差异性分析，建议企业在标准实施过程中采取以下策略：

首先，企业应全面评估现有生产体系与新国标的要求差距，特别是材料碳当量(CEV)的控制、尺寸公差的调整和检验方法的更新。对于出口产品，需特别关注与ISO 13918:2017的协调性，确保产品符合国际市场的技术要求。

其次，企业应加强材料管理，确保使用的材料符合新国标的要求。特别是对于碳当量(CEV)的控制，企业需要建立有效的质量控制体系，确保材料性能稳定可靠。对于需要摩擦焊接组合的螺柱，企业应制定严格的工艺规范，确保组合材料的焊接质量和性能稳定性。

第三，企业应更新生产设备和工艺参数，适应新国标更严格的尺寸公差要求。特别是对于杆径公差(±0.4mm)和长度公差(分段控制)的变化，企业需要调整加工工艺和检测方法，确保产品符合新标准的要求。同时，企业应加强员工培训，提高操作人员的技能水平和质量意识。

第四，企业应建立完善的检验体系，特别是焊后弯曲试验(30°无可见裂纹)的实施。这一试验能够有效评估焊接接头的质量，确保螺柱在实际应用中的可靠性和安全性。企业应配置必要的检测设备，制定详细的检测流程，确保检验结果的准确性和可靠性。

最后，企业应关注标准的实施时间节点(2025年4月1日)，合理安排过渡期的生产计划，确保在标准实施前完成必要的调整和准备工作。对于库存的旧标准产品，企业应制定合理的销售和使用计划，避免在标准实施后出现合规性问题。

八、总结与展望

GB/T 10433-2024作为现行国家标准，通过整合7项旧国标并修改采用ISO 13918:2017，在材料控制、产品范围、尺寸公差和性能指标等方面均实现了显著升级。这一升级不仅提升了标准的全面性和系统性，也增强了与国际标准的协调性，有利于中国企业在国际市场的竞争和产品出口。

与旧版GB/T 10433-2002相比，新国标覆盖的产品类型从单一的SD型剪力钉扩展到12种螺柱型式，实现了对电弧螺柱焊全系列产品的一体化规范。同时，新国标引入了CEV碳当量限制、焊后弯曲试验等关键要求，显著提升了产品的焊接性能和质量稳定性。

与ISO 13918:2017相比，新国标在材料量化控制和工艺细节上更为严格，但在核心产品范围和设计原则上保持一致。这一协调性有利于中国标准与国际标准的对接和互认，促进技术交流和贸易合作。

展望未来，随着电弧螺柱焊技术的不断发展和应用领域的不断扩展，GB/T 10433标准可能进一步更新和完善，以适应新的技术需求和市场变化。同时，中国标准与国际标准的协调性也将进一步增强，推动全球电弧螺柱焊行业的技术进步和质量提升。

企业应密切关注标准的更新动态，及时调整生产和技术体系，确保产品符合最新的标准要求。同时，企业也应积极参与标准的制定和修订工作，提出实际应用中的经验和需求，推动标准的完善和进步。

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