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18330064396GB/T 10433-2024《紧固件 电弧螺柱焊用螺柱和瓷环》是对GB/T 10433-2002《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》的全面修订，这一修订反映了我国紧固件行业技术进步和国际标准接轨的需求。新标准于2024年9月29日发布，将于2025年4月1日正式实施，替代了包括GB/T 10433-2002、GB/T 902.2-2010和GB/T 10432.1-2010等多项旧标准，形成了统一的技术规范体系。
从标准性质来看，2024版标准在保持推荐性国家标准(GB/T)属性的同时，通过技术内容的整合与提升，增强了标准的权威性和实用性。本次修订主要基于ISO 13918:2017国际标准，并结合我国实际工程需求进行了适应性调整，体现了"采标为主、国情为辅"的标准化原则。
新旧标准在框架结构上存在显著差异，2024版标准将内容扩展为11个章节和1个附录，而2002版仅有7个章节。具体框架对比如下表所示：
2024版标准框架 | 2002版标准框架 | 主要变化说明 |
前言 | 前言 | 新增编制说明和采标情况 |
1 范围 | 1 范围 | 扩大适用范围，涵盖多种螺柱型式 |
2 规范性引用文件 | 2 引用标准 | 更新引用标准，增加国际标准 |
3 术语和定义 | - | 新增术语定义章节，统一概念 |
4 符号 | - | 新增符号说明，提高可读性 |
5 技术要求 | 3 技术要求 | 细化技术要求，增加材料性能规定 |
6 螺柱尺寸 | 4 尺寸 | 扩充螺柱型式，优化尺寸参数 |
7 瓷环尺寸 | 5 瓷环 | 完善瓷环配套要求，增加新型号 |
8 制造 | - | 新增制造工艺要求 |
9 验收检查 | 6 验收检查 | 强化验收流程，增加检测项目 |
10 标志和标签 | - | 新增产品标识要求 |
11 标记 | 7 标记 | 细化标记规范，增加追溯要求 |
附录A(规范性)抗剪螺柱焊接后性能和试验方法 | - | 新增焊接性能验证方法 |
这一框架调整体现了标准从单一产品规范向综合性技术体系的转变，不仅涵盖了传统圆柱头焊钉(SD型)，还纳入了全螺纹螺柱(FD型)、近全螺纹螺柱(MD型)等多种新型式，形成了完整的电弧螺柱焊用紧固件标准体系。
2024版标准在材料性能方面进行了全面升级，最显著的变化是新增了CEV(碳当量)值要求，规定CEV<0.38，这一指标直接关系到材料的焊接性能和热影响区控制。CEV值的计算公式为：CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，通过限制碳当量，有效降低了焊接裂纹敏感性，提高了焊接接头的可靠性。
在材料种类方面，2024版标准显著扩展了适用材料范围：
· 增加了符合ISO 15510标准的SD3用材料，这类材料具有更好的焊接性和机械性能匹配性
· 新增了符合ISO/TR 15608标准的PT、UT、IT用材料，为不同焊接工艺提供了专用材料选择
· 允许螺柱由两种不同材料通过摩擦焊接组合而成(双材料螺柱)，这一创新设计解决了异种材料焊接难题
相比之下，2002版标准仅规定了ML15、ML15Al或SWRCH15A三种材料，化学成分要求也较为简单，仅对碳、硅、锰、磷、硫等元素做了基本限制，未涉及碳当量控制。下表详细对比了两版标准在化学成分要求方面的差异：
化学成分要求 | GB/T 10433-2024 | GB/T 10433-2002 | 差异分析 |
碳含量(C) | ≤0.20% | ≤0.18% | 适当放宽，提高材料适应性 |
碳当量(CEV) | <0.38% | 未规定 | 新增关键指标，控制焊接性 |
硫含量(S) | ≤0.035% | ≤0.035% | 保持一致，控制热脆性 |
磷含量(P) | ≤0.035% | ≤0.035% | 保持一致，控制冷脆性 |
材料标准引用 | ISO 15510、ISO/TR 15608 | GB/T 6478 | 国际化接轨，材料选择更广 |
双材料组合 | 允许摩擦焊接组合 | 不允许 | 技术创新，解决异种材料问题 |
2024版标准对螺柱的机械性能提出了更高要求，特别是在抗拉强度、屈服强度和延伸率等关键指标上进行了全面提升。新标准规定，SD型螺柱的抗拉强度应≥450MPa，屈服强度应≥350MPa，断后伸长率应≥20%，而2002版标准仅要求抗拉强度≥400MPa，屈服强度≥320MPa，断后伸长率≥14%。
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这一性能提升主要基于以下考虑：
1. 现代工程结构对紧固件强度要求不断提高，特别是在高层建筑、桥梁等重要结构中
2. 材料科学进步使得通过优化成分和热处理工艺实现更高性能成为可能
3. 与国际标准ISO 13918:2017接轨，提高我国产品的国际竞争力
2024版标准还新增了螺柱机械性能试验方法要求，明确规定试验方法应按GB/T 3098.1和GB/T 3098.6的规定执行。对于抗剪螺柱，新标准特别增加了焊接后性能和试验方法(附录A)，要求焊接接头在经受弯曲试验和拉伸试验后不应出现裂纹或断裂，这一要求确保了焊接接头的可靠性。
焊接性能是电弧螺柱焊用螺柱的核心性能指标，2024版标准在这方面进行了重大改进。新标准不仅通过CEV值控制间接保证焊接性能，还直接规定了焊接工艺参数和焊接后性能要求。
主要变化包括：
1. 新增了焊接电流、焊接时间和焊接提升量等工艺参数的推荐范围
2. 规定了焊接后螺柱的最小熔化长度(L2min≈3d)，公差为(+1.5，-2)
3. 要求焊接后螺柱头部与工件之间的焊缝应均匀、连续，无裂纹、未熔合等缺陷
4. 对于抗剪螺柱，新增了焊接后弯曲试验和拉伸试验的具体方法和合格标准
2002版标准对焊接性能的要求较为笼统，仅规定"焊接性能应符合供需双方协议"，缺乏具体的技术指标和试验方法。2024版标准的这些改进为焊接质量控制提供了明确依据，有助于提高焊接接头的可靠性和一致性。
2024版标准对SD型螺柱的尺寸规格体系进行了全面优化，主要变化体现在规格范围扩展、尺寸参数调整和表达形式改进三个方面。
在规格范围方面，2024版标准新增了φ8mm规格，同时删除了φ9.5mm、φ12.7mm和φ25.4mm等不符合我国工程实际的规格，形成了φ8、φ10、φ13、φ16、φ19、φ22、φ25mm的完整系列。这一调整使标准更加符合国内市场需求，特别是φ8mm小规格螺柱的增加，满足了轻型钢结构的需求。
尺寸参数调整主要体现在以下几个方面：
1. 螺柱头部角度表达形式由原来的单一数值改为140°±7°，允许一定公差范围
2. 将部分尺寸参数(如d3和h4)从强制性要求改为参考尺寸，提高了生产灵活性
3. 优化了螺柱长度系列，增加了常用长度的覆盖范围
下表对比了两版标准在关键尺寸参数方面的差异：
尺寸参数 | GB/T 10433-2024 | GB/T 10433-2002 | 差异分析 |
公称直径d(mm) | 8、10、13、16、19、22、25 | 10、13、16、19、22、25 | 新增φ8mm规格 |
头部直径dc(mm) | 16-40(根据直径变化) | 18.35-40.5(根据直径变化) | 优化头部尺寸比例 |
头部高度k(mm) | 7-12(根据直径变化) | 7.45-12.55(根据直径变化) | 简化高度系列 |
熔化长度w(mm) | 4-6(根据直径变化) | 4-6(根据直径变化) | 基本保持一致 |
焊接后长度L2 | L2+3至L2+5.5(根据直径变化) | 未明确规定 | 新增焊接后尺寸要求 |
2024版标准在公差控制方面进行了显著改进，特别是对杆径尺寸公差的调整，从2002版的单向负偏差(h14)更改为"d1±0.4"的双向公差，这一变化大大提高了尺寸精度和互换性。
主要公差调整包括：
1. 杆径公差：从h14(单向负偏差)改为±0.4mm，公差带宽度减少约30%
2. 头部高度公差：从js14/js15改为更严格的js13/js14
3. 长度公差：保持±1.5mm不变，但增加了焊接后长度L2的公差控制
4. 头部角度公差：新增±7°的角度公差要求
这些公差调整反映了现代制造业对精度要求的提高，特别是对于自动化装配和精密工程应用，严格的公差控制可以显著提高装配效率和产品质量。2024版标准还引用了GB/T 1804《一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差》作为补充，进一步完善了公差体系。
2024版标准对螺纹长度的标注方式进行了重要修订，将原来的简单标注改为更精确的表达方式。具体变化包括：
1. 螺纹螺柱的名称由"螺纹螺柱"更改为"部分螺纹螺柱(PD)"，更加准确地描述了产品特性
2. 螺纹长度最小值更改为"bmin+2P"，其中P为螺距，这一规定确保了足够的螺纹啮合长度
3. 调整了M5和M8的螺纹长度值，分别从7mm和9.5mm更改为7.5mm和12mm，提高了小规格螺柱的可靠性
这些修订使螺纹参数更加科学合理，特别是"bmin+2P"的规定，既保证了螺纹连接的强度，又避免了不必要的材料浪费。2002版标准对螺纹长度的规定较为简单，仅给出了固定数值，没有考虑不同螺距的影响。
2024版标准新增了全螺纹螺柱(FD型)，这是一种在整个杆部都带有螺纹的螺柱，主要用于需要较高连接强度和调整灵活性的场合。FD型螺柱的螺纹尺寸和公差以及两端倒角等要求按GB/T 901的规定，螺纹的基本尺寸应符合GB/T 196的规定，公差应符合GB/T 197中6g的规定。
FD型螺柱的主要技术特点包括：
1. 螺纹规格范围：M3至M10，覆盖了常用的小规格需求
2. 长度范围：15mm至100mm，可根据工程需要灵活选择
3. 头部设计：带有法兰结构，法兰直径dk根据螺纹规格在4mm至11.2mm之间变化
4. 焊接端设计：焊接角度为140°±2°，对于使用厚度≥2mm且焊接时间>60ms的应用，角度可以减小到152°
FD型螺柱的引入解决了传统部分螺纹螺柱在调整长度时受限于无螺纹区的问题，特别适用于需要精确调整连接长度的场合，如设备安装、精密机械装配等。
近全螺纹螺柱(MD型)是2024版标准新增的另一种重要型式，其特点是杆部大部分区域带有螺纹，仅在焊接端保留一小段无螺纹区。MD型螺柱采用ISO 13918(MD)-2017标准，也称为MPF(Mostly Threaded Stud with Flange)。
MD型螺柱的关键技术参数：
1. 螺纹规格：M5至M10，与FD型相同
2. 杆部直径ds：5.35mm至14.7mm，略小于螺纹大径
3. 法兰直径dk：9mm至17.8mm，提供良好的支撑面
4. 焊接角度：固定为140°，无公差要求
5. 长度范围：15mm至100mm，其中M10规格为20mm至100mm
MD型螺柱的设计兼顾了连接强度和焊接性能，无螺纹区的存在有利于焊接熔池的形成和热量控制，而大部分区域的螺纹则保证了连接强度。这种螺柱特别适用于中等强度要求的场合，如钢结构连接、设备基础等。
除FD型和MD型外，2024版标准还新增了多种螺柱型式，以满足不同工程需求：
1. 绝缘针/钉(ND型)：主要用于需要电气绝缘的场合，如电子设备、绝缘结构等。其特点是杆部直径较小(3mm至5mm)，长度范围较大(25mm至500mm)。
2. 带法兰的螺纹螺柱(PS型)：适用于短周期电弧螺柱焊，焊接角度为166°±2°，对于厚板焊接可减小至152°。法兰设计提供了良好的支撑和定位。
3. 无螺纹螺柱(US型)：也称为无头焊钉，主要用于不需要螺纹连接的场合，如标记、定位等。其直径范围为3mm至8mm，焊接后长度由焊接能量确定。
这些新增型式极大地扩展了电弧螺柱焊的应用范围，使标准能够覆盖更多工程场景。每种型式都有其特定的技术要求和适用场合，为工程设计提供了更多选择。
2024版标准对2002版中不再适用的内容进行了系统清理，主要包括淘汰规格和过时技术条款的删除。在规格方面，新标准删除了φ9.5mm、φ12.7mm和φ25.4mm等不符合我国工程实际的规格，这些规格主要是为了与国际标准(如英寸制)接轨而保留的，但在国内工程中应用极少。
删除的过时技术条款主要包括：
1. 原标准中关于"凹穴型式"焊钉的特殊规定，这种型式在现代工程中已很少使用
2. 部分陈旧的焊接工艺参数，这些参数基于当时的设备水平制定，已不适应现代焊接技术
3. 过于宽松的尺寸公差要求，这些要求已不能满足现代精密工程的需要
这些删除内容反映了标准从"全面覆盖"向"实用精准"的转变，使标准更加聚焦于当前工程实际需求，避免了不必要的技术负担。
2024版标准的一个重要特点是整合了多项旧标准，形成了统一的技术规范。被替代的标准包括：
· GB/T 10433-2002《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》
· GB/T 902.2-2010《电弧螺柱焊用焊接螺柱》
· GB/T 902.3-2008《储能焊用焊接螺柱》
· GB/T 10432.1-2010《短周期电弧螺柱焊用焊接螺柱》
这种整合解决了以往多个标准并存、内容交叉甚至矛盾的问题，为用户提供了统一、一致的技术依据。新标准在整合过程中不是简单的内容叠加，而是进行了系统性的技术协调和优化，确保了标准的科学性和实用性。
虽然2024版标准将于2025年4月1日实施，但在过渡期内，企业和工程单位需要注意以下执行风险：
1. 产品库存风险：基于旧标准生产的产品在标准实施后可能不符合新要求，特别是被删除规格的产品
2. 设计变更风险：正在进行中的工程设计如果基于旧标准，可能需要重新审核和调整
3. 工艺调整风险：生产企业需要调整生产工艺和检测设备，以满足新标准的更高要求
4. 供应链风险：上下游企业对新标准的理解和执行可能存在差异，导致供应链不协调
为降低这些风险，建议相关单位：
· 尽快组织新标准培训，确保技术人员准确理解新要求
· 梳理现有产品和设计，评估需要调整的项目
· 与供应链伙伴沟通，协调过渡期执行方案
· 制定详细的实施计划，分阶段推进标准转换
针对2024版标准的实施，建议相关单位采取以下过渡期执行方案：
1. 时间节点规划：
o 2024年10月-2024年12月：标准宣贯和技术培训阶段
o 2025年1月-2025年3月：工艺调整和产品试制阶段
o 2025年4月1日起：全面执行新标准
2. 技术准备措施：
o 采购符合新标准的原材料，特别是关注CEV值要求
o 更新生产工艺文件，调整焊接参数和公差控制
o 升级检测设备，确保能够满足新标准的检测要求
3. 产品转换策略：
o 对于仍在库存的旧标准产品，明确标识并限期使用
o 新产品开发严格按照新标准执行
o 重点工程项目的材料选型优先考虑新标准产品
2024版标准对质量控制提出了更高要求，建议相关单位从以下几个方面进行调整：
1. 材料入厂检验：
o 增加CEV值检测项目，确保原材料焊接性能
o 严格按照新标准规定的化学成分范围进行验收
o 对于双材料螺柱，需分别检验两种材料的性能
2. 生产过程控制：
o 优化冷镦和热处理工艺，确保机械性能达标
o 加强尺寸公差控制，特别是杆径±0.4mm的要求
o 实施焊接工艺评定，验证焊接参数的合理性
3. 成品检验要求：
o 增加焊接后性能试验，特别是抗剪螺柱的弯曲和拉伸试验
o 严格按照新标准规定的抽样方案进行检验
o 建立产品质量追溯系统，满足新标准的标记要求
2024版标准的实施将对行业技术发展产生深远影响，主要体现在以下几个方面：
1. 材料技术进步：CEV值要求和双材料螺柱的引入将推动材料技术的发展，促进高性能焊接材料的研发和应用
2. 制造工艺升级：更严格的公差控制和更高的性能要求将促使制造企业升级设备和工艺，提高自动化和智能化水平
3. 焊接技术创新：标准中新增的焊接工艺参数和性能要求将推动焊接技术的创新，特别是在焊接过程控制和焊接质量检测方面
4. 国际竞争力提升：通过与国际标准ISO 13918:2017接轨，我国电弧螺柱焊产品的国际竞争力将得到提升，有利于出口贸易的发展
5. 工程质量保障：新标准的更高要求将直接提高工程质量和安全性，特别是在高层建筑、桥梁等重要结构中
总体而言，GB/T 10433-2024标准的实施是我国紧固件行业技术进步的重要标志，将推动行业向高质量、高标准的方向发展，为工程建设提供更加可靠的技术保障。
1. GB/T 10433-2024 紧固件 电弧螺柱焊用螺柱和瓷环
2. GB/T 10433-2002 电弧螺柱焊用圆柱头焊钉
3. GB/T 902.2-2010 电弧螺柱焊用焊接螺柱
4. GB/T 902.3-2008 储能焊用焊接螺柱
5. GB/T 10432.1-2010 短周期电弧螺柱焊用焊接螺柱
6. ISO 13918:2017 Welding-Studs and ceramic ferrules for arc stud welding
7. GB/T 3098.1-2010 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱
8. GB/T 3098.6-2014 紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱
9. GB/T 196-2003 普通螺纹 基本尺寸
10. GB/T 197-2003 普通螺纹 公差
11. GB/T 1804-2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差
