焊接企業國際認證與焊接生產制造高質量發展

陳 宇，陳大軍，楊 高，王洪奇，盧峰華，關麗麗

1.機械工業哈爾濱焊接技術培訓中心（WTI），黑龍江哈爾濱150046

2.中車唐山機車車輛有限公司，河北 唐山 064000

3.國際授權（中國）焊接企業資格認證委員會（CANBCC），黑龍江 哈爾濱 150046

0 前言

高質量發展是2017年中國共產黨第十九次全國代表大會首次提出的新表述，表明中國經濟由高速增長階段轉向高質量發展階段。隨著我國自1999年以來焊接企業國際認證工作的不斷發展以及國際標準質量體系的采用，普遍規范了以焊接作為主要加工工藝的企業焊接生產制造的各個主要環節，全面提升了我國焊接生產制造的整體國際化水平，推動了高質量發展。本文著重闡述了焊接企業國際認證如何服務和促進我國裝備制造業焊接生產制造的高質量發展。

1 焊接企業國際認證相關標準要求及認證工作在我國的開展情況

1.1 國際焊接質量體系的基本要求

目前國際通行的焊接質量體系的基礎性標準為ISO3834系列標準《金屬材料熔化焊質量要求》［1］，共分6個部分，其中質量要求分為三個等級，即完整質量要求、一般質量要求和基本質量要求。其涵蓋的要素相同，只不過要求的程度依次降低。各個行業、監管機構、主機廠或分供方可結合自身產品的特點和應用標準，安全性要求，制造的復雜性等因素綜合考慮選用相應等級的質量要求。以ISO3834-2完整質量要求為例，幾乎涵蓋了從焊接項目實施前對客戶的要求和技術的評審，直到質量報告或記錄的焊接制造全過程，而且在焊接及檢測人員，工藝及驗證，原材料，焊前、焊中及焊后檢查，熱處理，焊接設備的計量校驗等主要方面都有相應的ISO標準來作為依據。ISO14731作為規定焊接管理人員（焊接監督人員）職責和任務的標準，在2019年修訂后，其職責范圍在ISO3834和原ISO14731基礎上，又根據國際大環境要求，增加了“健康，安全與環境”。

如今ISO3834系列標準已成為眾多工業領域焊接質量體系和控制的基礎，也是國際國內行業及主機廠對自身和焊接分供方焊接質量體系的基本要求。由于ISO3834系列標準是不分行業的通用焊接質量體系的基礎標準，所以很多行業的應用性國際標準中也將其直接作為焊接質量體系的基礎，或結合行業產品的特點附加一些特殊要求，如EN15085系列標準《軌道應用—軌道車輛及其部件的焊接》［2］和EN1090系列標準《鋼結構和鋁結構的實施》［3］。

概括地說，通過國際焊接企業認證，會以相應的國際標準做支持對影響產品質量的主要因素——人、機、料、法、環、測六大方面進行規范和管控［4］，如圖1所示。

圖1 國際焊接質量體系通用要求Fig.1 General requirements of International welding quality system

1.2 焊接生產質量體系國際認證在我國的推廣［5］

早在1999年起我國就通過中德合作在國內率先開展了DIN18800-7，EN729（ISO3834的前身）焊接質量體系推廣工作。得益于1984年開始的中德兩國政府合作框架內的焊接技術合作（由中國WTI與德國GSI SLV具體執行）積累的實踐經驗，我國國際授權（中國）焊接企業資格認證委員會（CANBCC）于2011年正式通過國際焊接學會（IIW）的授權，作為國內唯一的國際授權組織在中國境內開展ISO3834焊接質量體系認證工作。

在我國取得ISO3834企業認證IIW授權后，為迅速推廣國際焊接質量標準體系，使我國的焊接制造業盡快與國際接軌，采用國際公認的焊接質量體系標準作為質量保證的基礎，促進我國焊接制造業的高質量發展。WTI同CANBCC一起合作在國內進行宣傳和推廣工作，企業也由國外客戶的主動要求認證，轉為國內行業客戶的原則要求，進而形成國內客戶為適應國際國內市場主動提出認證申請的良好態勢，同時也極大地推進了我國焊接制造業沖破貿易壁壘走向世界的進程。截至2019年底經CANBCC認證的國內ISO3834企業總數已經達到552家，其中軌道車輛、鋼結構、工程機械領域占比分別為61%、16%、21%。中國CANBCC的認證領域和企業數量統計如圖2、圖3所示。

圖2 CANBCC認證的ISO3834企業應用領域分布Fig.2 Distribution of application areas of companies certified by CANBCC according to ISO3834

圖3 CANBCC認證ISO3834企業審核總數歷年增長情況Fig.3 Growth of total numbers of audits conducted by CANBCC ac‐cording to ISO3834 over the years

根據最新的IIW IAB 2019年度報告【6】，統計近三年企業認證的最新進展，中國CANBCC分別以22%，26%和24%的認證企業數占比連續三年位列世界第二。圖4為IIW網站ANBCC證書查詢系統，從中可以查詢各國ANBCC認證的企業信息。

圖4 IIW網站ANBCC證書查詢系統Fig.4 ANBCC certificate inquiry system on IIW website

全國范圍內ISO3834認證企業所在區域占比如表1所示，其中有國外市場需求，直接或間接給國外跨國公司配套的廠家占比為93%。

表1 國內ISO3834認證企業所在區域占比Table 1 Proportion of domestic ISO3834 certified enterprises in the region

上海振華重工（原上海振華港機）是WTI自1999年從事國際焊接企業審核認證工作的國內第一家，也是國內鋼結構龍頭企業，當時是按DIN18800-7大企業資格認證的。上海振華公司長興島基地于2011年取得了國際焊接學會對CANBCC正式授權后的首個編號為001證書（見圖5）。目前該企業產品銷量已經連續22年占據全球同行業市場的第一位置。

圖5 上海振華公司長興島基地獲得CANBCC頒發的首張ISO3834-2證書Fig.5 First ISO3834-2 certificate issued by CANBCC for Shanghai Zhenhua Heavy Industries Co.，Ltd.Changxing Branch

除此之外，高鐵制造作為我國在世界范圍的名片，其焊接質量保證也得益于起步階段就按ISO3834以及EN15085系列標準的要求建立和完善企業的焊接質量體系，確保焊接的各個環節都能按相應國際標準實施，確保焊接產品的安全性和可靠性。目前我國以中車長客、中車唐山、中車青島四方等企業為龍頭，帶動了大多數高鐵、城軌等軌道車輛制造企業都通過了ISO3834和EN15085認證。除此之外，其他行業如橋梁、重型機械、風電、電梯、集裝箱和煤機行業等應用領域也有越來越多的企業建立了ISO3834體系并通過了CANBCC的認證，有些也同步取得了EN1090歐洲鋼結構認證，典型的企業如山海關橋梁廠、徐工集團、太原重工、西安國水、迅達電梯、深圳中集北以及京煤機等。圖6為焊接企業國際認證常見的幾種類型的證書，包含美標的CWF，歐標的EN15085、EN1090等證書。

圖6 WTI與國內國際知名機構合作頒發的幾種常見國際焊接企業認證證書Fig.6 Several common international welding enterprise certificates is‐sued by WTI in cooperation with domestic and international wellknown institutions

2 國際焊接質量體系及企業認證的推廣工作促進我國焊接制造的高質量發展

當前形勢下，如何理解高質量發展？從企業經營層面理解，就是要提高商品和服務的供給質量。高質量發展包括一流競爭力、質量的可靠性與持續創新、品牌的影響力，以及先進的質量管理理念與方法等。我國CANBCC在國內推廣焊接企業國際認證工作恰恰為企業實現“高質量發展”提供了基礎性的服務和根本性的保障。從國際化人才建設、先進的焊接工藝評定和實施，幫助企業建立國際通行的焊接質量體系，全方位引進先進的質量管理理念，促進焊接生產制造的自動化、數字化、智能化和綠色化發展，從而提升企業在行業中的影響力、帶動力，有效地推動了我國焊接制造的高質量發展和中國制造走向世界。

2.1 國際化焊接人才隊伍的建設［7］

我國國際授權（中國）焊接培訓與資格認證委員會（CANB）自2000年取得國際授權以后為我國焊接行業培養了大量優秀的IWE（國際焊接工程師）、IWT（國際焊接技術員）、IWS（國際焊接技師）、IWSD（國際焊接結構設計師）、IWIP（國際焊接質檢人員）、IWP（國際焊接技士）、IW（國際焊工）等各類國際焊接人才，按照IIW IAB統計，我國國際資質人員的培訓認證累計總數多年位列全球第二，2019年年度認證人數列世界第一。國際焊接人才是國際焊接企業資格認證的先決條件，國際認證對焊接管理（焊接監督）人員一般要求具有IWE、IWT、IWS資質。僅就我國軌道車輛行業而言，除了行業要求的EN15085認證以外，其中絕大部分也通過了ISO3834認證。這里面幾乎涵蓋了我國絕大多數軌道車輛焊接企業的主機廠以及眾多不同規模的焊接產品配套企業，如專業生產各類車體大部件、空調、制動系統、門系統、座椅及行李架等企業。在這些通過國際認證的企業中，大量具有國際資質的焊接工程師和焊接技師廣泛分布在設計、工藝、生產、質量等領域。除此之外，從事軌道車輛的國際焊接認證企業絕大部分都取得ISO9606-1或-2焊工、ISO14732焊接操作工、ISO9712無損檢測人員等相應資質。

以中車唐山為例，我國首批350 km高速鐵路項目是由中車唐山和德國西門子共同合作完成，該項目從焊接設計，焊接工藝規程的編制及評定，焊材及母材的選擇，焊接及檢測人員的資質要求，焊機及檢測器具的計量校驗，焊縫質量驗收等都是按照相應的國際、歐洲標準實施的，這也是認證企業國際認證標準的基本要求。這就對焊接企業人員提出了很高的要求，沒有經過嚴格認真的培訓和認證，企業的焊接管理及執行人員很難按照項目要求控制焊接的各個流程與環節。為此，中車唐山花了大量的時間和成本培養了眾多符合項目要求的各類國際焊接及檢測人員，僅唐山一地的四個分廠就累計取得了IWE、IWS、ISO9606/ISO14732焊工及操作工、ISO9712無損檢測人員等各類國際人員資質1 910人證。通過國際焊接企業認證在推廣中對焊接專業人員資質、焊接監督和管理、技能等方面的要求，中車集團涌現出了眾多以中車長客李萬君（IWS）為代表的“大國工匠”“高鐵工匠”等國際焊接技師IWS和焊接高技能型人才，如中車唐山孫斌斌（IWS），中車戚墅堰機車公司張忠（IWS），中車長江公司易冉（IWS）等人，他們大多在焊接企業國際認證體系中作為現場實際焊接工作的管理和監督人員，監督和指導焊接生產的各個關鍵環節。同時也有一大批IWE走向企業的管理乃至高管的位置，或成為業內的“首席專家”“資深專家”等。據中車唐山統計，該廠近些年也先后培養出了一大批具有國際資質的優秀焊接人才，如中車“資深技術專家”5名，“資深操作專家”4名，“技術專家”29名，“操作專家”5名。企業正是因為有了這么一大批懂得國際標準的焊接及檢測高素質人才作為根本保證，我國的高鐵技術引進才得以順利進行，并且在此基礎上經消化吸收，可以走出自我創新，不斷完善的新路子。

2.2 國際標準的焊接工藝規程及評定

焊接企業國際認證標準要求金屬材料熔化焊的焊接工藝規程的編制應滿足ISO15609系列標準，焊接工藝評定應滿足ISO15614系列標準，以及焊接生產之前模仿生產實際進行的工作試件驗證應滿足ISO15613標準，同時也是為了保證焊接企業中不同焊接方法、不同材料、不同接頭等的焊接工藝從編制、反復實驗不斷優化，最終經評定達到國際水平，確保焊接質量的穩定性。所以國際焊接認證企業主要的焊接工藝一般都要經過反復實驗并確保滿足相應的國際標準。并且在認證成功后企業的焊接資質證書上會標明經認證的焊接工藝方法、材料、規格以及接頭形式的覆蓋范圍等信息，原則上企業只有在經認定的范圍內從事焊接生產才被認為是滿足國際標準規范的，如果隨著產品的變化，以往的覆蓋范圍不能滿足了，則可能需要新增焊接工藝評定和焊工資質，從而達到標準和下一步生產覆蓋的要求。據統計，中車唐山全廠2009年至今，已取得ISO 15614-1工藝評定305項，ISO 15614-2工藝評定78項，ISO 15614-12工藝評定18項，ISO 15613工藝評定38項，ISO 25239-4工藝評定18項，總計457項。表2是截止到2020年中車唐山四個主要國際認證的分廠（僅唐山一地）所作的符合ISO 15614-1或-2標準的焊接工藝評定項目。

表2 中車唐山四個主要國際認證的分廠的焊接工藝評定項目Table 2 WPQR items of CRRC Tangshan's four major internationally certified branches

WTI積極為我國裝備制造業提供了國際化服務。企業有了大量滿足國際標準的焊接工藝規程以及焊接工藝評定，才能有效地做好焊接過程的質量控制，從而保證一流的焊接產品質量和穩定性，極大降低焊接產品事故率，也保證了我國軌道車輛產品整體焊接質量和安全性的不斷提升。

2.3 國際焊接質量體系引進先進的管理方法和理念

企業要高質量發展，擁有先進的質量管理方法和技術基礎尤為重要。企業層面的質量管理包括企業先進質量管理方法、認證與檢測、標準與計量等支撐產品質量提升的內容。除了要大力推廣“卓越績效”“六西格瑪管理”等先進技術手段和現代質量管理理念及方法，建立和推行滿足國際標準的焊接質量體系也是焊接企業高質量發展的基礎。企業只有真正建立起具有國際標準的焊接質量體系，才能全方位按照國際通行標準加以規范生產制造全過程，做到每一步都有相應的國際標準作為依據，每道工序都有相應工藝規程、標識和可追溯性，從而實現先進的現代化企業管理。ISO3834-5中共計用10個附表涉及39個ISO標準全方位地規范了焊接質量體系所涉及到的方方面面。圖1中列舉了以ISO3834為基礎的各種國際焊接企業認證執行中相關配套技術標準。

有了這一國際標準體系做支撐，也為焊接企業數字化、自動化、智能化改造升級，建立全生命周期數字化焊接體系奠定了基礎。

2.4 焊接企業國際認證促進焊接生產制造的自動化、數字化、智能化、綠色化發展

當前全球制造業正加快邁向數字化、智能化時代，智能制造對制造業競爭力的影響越來越大。為持續有效地推進我國裝備制造業與智能制造相融合，實現高質量發展，廣大的國際焊接認證企業也積極投入到這一偉大實踐中。以上海振華、中車集團、太原重工、徐工集團、北煤機等一大批主機廠為主的企業通過焊接企業認證所建立起的一整套焊接質量控制流程，已大踏步地走出了焊接制造的自動化、數字化、智能化的創新之路。同時也帶動了行業中一大批優秀的配套焊接企業走向了創新發展之路。

以中車唐山為例，伴隨國家“中國制造2025”政策推出，中車唐山公司以國際焊接質量體系為支撐，積極發揮主機廠的影響力和帶動力，制定了“1個戰略目標”即成為國內一流綠色、智能、人文軌道交通裝備數字化服務型制造商，實現企業高質量發展；“3個戰略主題”即國際化、一體化、數字化企業發展戰略。中車唐山公司為響應體系中“健康，安全和環境”的要求，近些年投入近3億元從焊接設備、柔性化焊接工裝等方面對車體及轉向架焊接技術進行全面升級改造，先后配備了4臺攪拌摩擦焊設備，4臺攪拌摩擦焊制造單元，目前生產制造的攪拌摩擦焊部件已經應用到350 km/h中國標準動車組“復興號”、廈門地鐵2號線、福州地鐵5號線、福州地鐵6號線、臺州S1市域動車組項目中；投資484.5萬歐元引進3套數字化電阻點焊設備；投入約3 172.5萬元增加地鐵側墻激光焊設備、車體自動等離子焊接設備，如圖7所示。

圖7 引進先進、高效、環保的攪拌摩擦焊，激光焊，自動等離子焊等設備Fig.7 Introduce advanced，efficient and environment-friendly stir friction welding，laser welding，automatic plasma welding and other equipment

為加強質量體系管控，使焊接監督和管理工作提檔升級，在數字化焊接改造方面對鋁制車體產線的204臺手工焊機聯網，通過焊接MES系統與公司級MOM系統進行互聯互通，實現手工焊機的電流、電壓、保護氣體流量、送絲速度等參數的實時監控，同時實現焊機的點檢、保修等信息的同步，如圖8所示。

圖8 焊機聯網Fig.8 Welding machine networking

在焊縫質量檢測與焊接監控系統方面，利用激光傳感技術和視覺視頻等技術，對鋁制車體3臺自動化焊接設備進行監控改造，研究開發出焊縫質量檢測系統和在線焊接監控系統，實現車體自動焊接過程的實時監控和焊后焊縫的自動檢測，目前已經應用到250 km/h中國標準動車組、350 km/h中國標準動車組等項目，系統運行穩定，如圖9所示。

圖9 在線監測和焊接檢測系統Fig.9 Online monitoring and welding inspection system

為保持質量的可靠性與持續創新，對大部件自動焊機改造，分別在動車組側墻和車頂生產線進行3套自動焊機改造。目前已經應用到250 km/h中國標準動車組、350 km/h中國標準動車組、250 km/h以上貨運動車組等項目，如圖10所示。

圖10 動車組大部件側墻的自動焊機改造Fig.10 Transformation of automatic welding machine for side wall of large parts of EMU

為降低成本，提高生產效率，推動低碳綠色發展，在側墻組、車頂組以及底架組焊工位進行了13套組焊工裝數字化柔性化改造，通過數字化控制技術以及柔性化結構設計，實現組焊工裝數字化柔性化，如表3、圖11所示。

表3 數字化焊接工裝改造及項目應用情況Table 3 Improvement of digital welding equipments and projects ap‐plication

圖11 數字化焊接柔性工裝大大提高生產效率，降低勞動強度，推動低碳綠色發展Fig.11 Digital welding flexible equipment greatly improves produc‐tion efficiency，reduces labor intensity，and promotes low-carbon green development

幾年來，中車唐山通過“自動化、數字化、智能化”轉型改造，逐步走上了低碳、綠色發展之路；通過大部件自動生產線改造，設備穩定性提高，返修量降低，焊接由原有的單槍單絲改成雙槍雙絲，生產效率提升約200%；通過數字化工裝，不同產品的工裝切換時間不超過4 h，工裝費用降低60%，達到縮減工藝準備周期、降低工人勞動強度的目的；通過數字化改造實現鋁合金車體生產線204四臺焊機聯網，實現車體自動焊接過程和焊后焊縫的自動檢測的實時監控，進一步穩定焊接質量。

此外在主機廠的引領帶動下，涌現了一大批具有國際視野優秀的供應商，南京康尼機電股份有限公司就是其中之一。該公司2000年成立，2002年作為我國軌道裝備企業首家通過國際焊接企業資格認證。有了堅實的國際焊接質量體系的基礎，公司不斷大力推進自動化、智能化制造技術與研發，制造管理服務等全方位融合，向“智能”轉型，向“高端”升級，自2015年以來先后實現了“窗框焊接自動化生產線”“鈑金自動加工生產線”“絲桿柔性制造系統”等20多個關鍵工序的自動化生產，大大提升了設備的數控化率及制造車間的自動化柔性化水平，實現了焊接生產的透明化與規范化，無紙化管理，結合通過條碼RF ID等工具，實現質量可追溯，保證產品質量的可靠性。通過虛擬仿真系統建立了與物理工廠相匹配的數字化工廠，實時監控物理工廠的運轉狀態，最終建立數字化生產調度指揮中心。通過自動化改造與生產數字化建設，康尼公司生產效率提升40.47%，能源利用率提高31.56%，構建了供應鏈一體化平臺，大力推進了公司向制造業服務化轉型。

在鋼橋制造領域，中鐵山橋作為我國歷史最悠久的橋梁制造企業，也于早年通過了ISO3834和EN1090的認證，并且在智能制造、綠色發展上煥發著新的活力。中鐵山橋精心打造的京張高鐵官廳水庫特大橋，如圖12所示，貼上了世界橋梁制造技術高水平的金色標簽。中國首個橋梁產品全生命周期服務云平臺（簡稱IBIM系統），代表國內橋梁制造最智能的系統，能實時快捷地監控橋梁制造信息，例如材料屬性、制造工藝參數、物料使用情況等，達到質量和進度的可控。

圖12 中鐵山橋參與建造的“智慧京張”高鐵官廳水庫特大橋Fig.12 China Railway Shanhaiguan Bridge Group participated in the constructionof"SmartBeijing-Zhangjiakou"GuantingReservoirBridge

地處官廳水庫是北京市一級水源保護區，為了實現綠色環保，中鐵山橋采用了全焊免涂裝耐候鋼結構，不需要涂裝，就避免了污染，建成了“綠色橋梁”，如圖13所示。

圖13 國內首座免涂裝耐候鋼大型公路橋-京張高速公路懸索橋Fig.13 First large-scale highway bridge of weather resistant steel without coating in China-suspension bridge of Beijing-Zhangjiakou Expressway

3 國際授權機構和企業間的緊密合作交流

10年來，WTI Harbin和CANBCC共同合作積極為中國焊接生產企業國際化發展提供企業咨詢認證的服務，促進IIW企業認證體系在中國的推廣。在中德合作的同時，還積極與意大利、美國等國合作，吸收、借鑒各國的認證經驗，摸索研究出一整套行之有效的企業認證前期的服務體系和流程，以及認證后期幫助企業不斷持續改進的服務措施。如企業認證前期的集中咨詢、現場咨詢，以及認證后期的各類焊接企業專項交流、培訓與研討，并通過行業論壇推廣行業的新標準、新技術（見圖14）等，使得企業在認證后能夠真正按照相應的國際標準不斷完善焊接質量體系，不斷提升焊接專業人才隊伍的業務素質。為中國制造走向海外市場，邁向國際奠定了堅實的基礎。

圖14 中德意國際焊接認證企業焊接技術交流活動Figure 14 Welding technology exchange activities of Sino German Italian international welding certification enterprises

企業嚴格執行國際標準質量體系，最終成為了最大的贏家，在激烈的國際國內市場競爭中不斷樹立企業的優秀品牌，提高競爭力。在保證質量的前提下，進一步做好服務型企業，目前中車唐山已在國內主機廠中率先通過了國際標準修車資質認證，開始著手打造全生命周期的焊接質量體系，如圖15所示。

圖15 WTI與中車唐山合作推行國際焊接質量體系Fig.15 WTI cooperates with CRRC Tangshan to implement the inter‐national welding quality system

4 結論及展望

自我國1999年開展焊接企業國際認證工作，2010年通過IIW授權以來，較好地規范了我國焊接制造業的基礎焊接質量體系，全方位規范了企業的焊接行為，從而保證了焊接生產制造的質量及穩定性，提升了焊接管理及服務水平，顯著地提高企業的行業及國際競爭力，樹立了企業的品牌效應，有效促進了焊接企業高質量綠色發展。我國在軌道車輛、鋼結構、工程機械等諸多領域大力推廣焊接企業國際認證工作，得到了這些領域的廣泛認同、支持與響應。相應的國際標準中也有很多成為等同等效的GB/T標準，其中早在2009年就以哈爾濱焊接培訓中心（WTI Harbin）為主要起草單位對ISO3834系列標準進行了國標的轉化，成為了GB/T12467系列標準。同時也應看到，國際標準在實際貫徹中還有不斷提升的空間，如應用領域還有待于不斷拓展，現在主要以軌道車輛、鋼結構和工程機械領域為主。迫切需要我國裝備制造業的其他領域的普遍認同和逐漸接受；我國作為焊接制造大國，全球范圍內創新引領作用，尚待加強和提高等。

期待將來我國的焊接科技工作者通過不懈的努力成為國際標準、包括焊接人員以及企業國際認證標準規范的主要參與者、制定者。這一切需要不斷總結焊接企業國際認證實踐的經驗，充分消化吸收相應的國際標準，并以此為基礎貢獻創新的觀點和智慧。