ISO 18278-2:2016

Resistance welding - Weldability - Part 2: Evaluation procedures for weldability in spot welding

ISO 18278-2:2016 provides specific test procedures for the determination of the acceptable welding current range and the electrode life. It is applicable for the evaluation of the weldability of assemblies of uncoated and coated sheets of individual thicknesses from 0,4 mm to 6,0 mm.

Soudage par résistance — Soudabilité — Partie 2: Méthodes d'évaluation de la soudabilité par points

ISO 18278-2:2016 spécifie une méthode d'essai spécifique permettant la détermination du domaine de soudabilité acceptable et de la durée de vie des électrodes. Le présent document est applicable à l'évaluation de la soudabilité d'assemblages de tôles revêtues et non, d'épaisseurs individuelles comprises entre 0,4 mm et 6,0 mm.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 14-Jan-2016
• ICS: 25.160.40 - Welded joints and welds
• Technical Committee: ISO/TC 44/SC 6 - Resistance welding and allied mechanical joining
• Drafting Committee: ISO/TC 44/SC 6/WG 3 - Quality management and testing
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Start Date: 21-Jun-2021
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Revises: ISO 18278-2:2004 - Resistance welding - Weldability - Part 2: Alternative procedures for the assessment of sheet steels for spot welding
• Effective Date: 28-Feb-2009

Overview

ISO 18278-2:2016 - Resistance welding - Weldability - Part 2: Evaluation procedures for weldability in spot welding specifies laboratory test procedures to determine the acceptable welding current range and electrode life for resistance spot welding. It applies to assemblies of uncoated and coated sheets with individual thicknesses from 0.4 mm to 6.0 mm and is intended to characterize the effects of electrode design, material, cooling and welding equipment on spot weld quality.

Key topics and technical requirements

• Scope and purpose: Defines procedures to evaluate weldability in spot welding by measuring welding current range and electrode life.
• Welding equipment & electrodes:
  • Electrodes shall be of type A 2/2 material (see ISO 5182) and have geometry defined per ISO 5821.
  • Electrode conditioning: electrodes shall not be conditioned before tests.
• Welding current and control:
  • Specify AC or DC; use constant current control.
  • For AC equipment, welding current shall be at least 30% of RMS value at full conduction angle.
• Mechanical settings:
  • Limit electrode impact (recommend approach speed 0.15 m/s and/or peak force < 150% of nominal).
  • Squeeze time must allow electrode force to build before current initiation.
• Electrode cooling:
  • Inlet water 20 °C (max 30 °C); separate water supply per electrode; minimum 4 l/min per electrode. Cooling passages and dimensions must comply with referenced ISO requirements.
• Measurements & detection:
  • Welding current and force per ISO 18278‑1.
  • Weld diameter measured after destructive testing (see ISO 17677‑1).
  • Expulsion detection via visual inspection or monitoring of electrode displacement, welding voltage or electrode force signals.
• Test procedures:
  • Use three specimens per current setting (two for destructive testing, one reserved).
  • Start below bonding current and increase current in 200 A steps, never decreasing. Continue until 10% above the current at which splashing (expulsion) first occurred.
• Alignment tolerances:
  • Electrode eccentricity < 0.5 mm; angular deflection ≤ 5° (methods in Annex A).

Practical applications and users

This standard is used by:

• Welding engineers and R&D teams evaluating material and coating weldability
• Process qualification and quality assurance teams in automotive, aerospace and metal fabrication
• Resistance welding equipment and electrode manufacturers
• Test laboratories performing spot weld characterization and electrode life testing

Benefits include standardized, repeatable methods to define safe welding current ranges, optimize electrode design/cooling and predict electrode life to reduce scrap and improve production consistency.

Related standards

Normative references include: ISO 669, ISO 5182, ISO 5821, ISO 10447, ISO 14270, ISO 14272, ISO 14273, ISO 14373, ISO 15609‑5, ISO 17653, ISO 17677‑1, ISO 18278‑1 - all relevant for implementing and interpreting ISO 18278-2 test procedures.

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18278-2
Second edition
2016-01-15
Resistance welding — Weldability —
Part 2:
Evaluation procedures for weldability
in spot welding
Soudage par résistance — Soudabilité —
Partie 2: Méthodes d’évaluation de la soudabilité par points
Reference number
©
ISO 2016
© ISO 2016, Published in Switzerland
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written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Welding equipment . 2
4.1 General . 2
4.2 Electrodes . 2
4.3 Welding current . 2
4.4 Mechanical settings . 2
4.5 Measurement of parameters . 2
4.5.1 Welding current and electrode force . 2
4.5.2 Electrode cooling water flow rate . 2
4.6 Measurement of results . 3
4.6.1 Weld diameter . 3
4.6.2 Detection of expulsion . 3
5 Preliminary adjustments . 3
5.1 Electrode alignment . 3
5.2 Electrode conditioning . 3
6 Determination of the welding current range . 3
6.1 Test specimens . 3
6.2 Welding parameters . 3
6.3 Test procedure . 3
6.4 Current range criteria . 4
6.5 Three sheet and multiple stack-ups . 4
7 Estimation of electrode life . 4
7.1 Test specimens . 4
7.2 Welding parameters . 4
7.3 Procedure . 5
7.4 Test criteria, interpretation of results . 5
8 Test report . 6
8.1 General . 6
8.2 Welding current range . 6
8.3 Electrode life . 6
Annex A (informative) Electrode alignment . 7
Annex B (informative) Specific conditions for steel sheet customer qualification .9
Annex C (informative) Test specimens for mechanical characterization .12
Annex D (informative) Example of test report for welding current range .14
Annex E (informative) Example of test report for electrode life test .15
Bibliography .16
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 44, Welding and allied processes, Subcommittee
SC 6, Resistance welding and allied mechanical joining.
Requests for official interpretations of any aspect of this document should be directed to the
Secretariat of ISO/TC 44/SC 6 via your national standards body. A complete listing of these bodies can
be found at www.iso.org.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 18278-2:2004), which has been
technically revised.
ISO 18278 consists of the following parts, under the general title Resistance welding — Weldability:
— Part 1: General requirements for the evaluation of weldability for resistance spot, seam and projection
welding of metallic materials
— Part 2: Evaluation procedures for weldability in spot welding
iv © ISO 2016 – All rights reserved

Introduction
This document describes procedures for evaluating the resistance spot welding weldability by
determining the welding current range and electrode life.
These procedures can be used to evaluate the following:
a) the effect of electrode material, shape, dimensions and electrode cooling;
b) the effect of material types and thicknesses and coatings being welded;
c) the effect of welding conditions;
d) the effect of welding equipment.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 18278-2:2016(E)
Resistance welding — Weldability —
Part 2:
Evaluation procedures for weldability in spot welding
1 Scope
This part of ISO 18278 provides specific test procedures for the determination of the acceptable welding
current range and the electrode life.
It is applicable for the evaluation of the weldability of assemblies of uncoated and coated sheets of
individual thicknesses from 0,4 mm to 6,0 mm.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 669, Resistance welding — Resistance welding equipment — Mechanical and electrical requirements
ISO 5182, Resistance welding — Materials for resistance welding electrodes and ancillary equipment
ISO 5821, Resistance welding — Spot welding electrode caps
ISO 10447, Resistance welding — Testing of welds — Peel and chisel testing of resistance spot and
projection welds
ISO 14270, Resistance welding — Destructive testing of welds — Specimen dimensions and procedure for
mechanized peel testing resistance spot, seam and embossed projection welds
ISO 14272, Resistance welding — Destructive testing of welds — Specimen dimensions and procedure for
cross tension testing of resistance spot and embossed projection welds
ISO 14273, Resistance welding — Destructive testing of welds — Specimen dimensions and procedure for
tensile shear testing resistance spot, seam and embossed projection welds
ISO 14373, Resistance welding — Procedure for spot welding of uncoated and coated low carbon steels
ISO 15609-5, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Welding
procedure specification — Part 5: Resistance welding
ISO 17653, Resistance welding — Destructive tests on welds in metallic materials — Torsion test of
resistance spot welds
ISO 17677-1, Resistance welding — Vocabulary — Part 1: Spot, projection and seam welding
ISO 18278-1, Resistance welding — Weldability — Part 1: General requirements for the evaluation of
weldability for resistance spot, seam and projection welding of metallic materials
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 669, ISO 14373, ISO 17677-1
and ISO 18278-1 apply.
4 Welding equipment
4.1 General
Methods to characterize resistance welding equipment can be found in ISO 669.
The mass and friction of the movable electrode assembly can be determined in accordance with
ISO 18278-1.
4.2 Electrodes
The electrodes shall be of type A 2/2 material as defined in ISO 5182. Their geometry shall be defined
according ISO 5821.
4.3 Welding current
The type of welding current used (AC or DC) shall be specified before testing. Constant current control
settings shall be used.
When using AC resistance welding equipment, it shall be set so that welding current is not less than
30 % of R.M.S. value at full conduction angle.
4.4 Mechanical settings
The mechanical settings shall be chosen to limit the impact of the electrode meeting the sheet.
NOTE To limit the impact of the electrode an electrode approach speed of 0,15 m/s is recommended and/or
the peak force should be less than 150 % of the nominal electrode force.
The machine squeeze time should be of sufficient duration to overcome electrode bounce effects and
machine inertia so as to allow the electrode force to build up to the required value before the welding
current is initiated.
4.5 Measurement of parameters
4.5.1 Welding current and electrode force
Measurement of welding current and electrode force requirements shall be in accordance with
ISO 18278-1.
4.5.2 Electrode coolin
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 18278-2
Deuxième édition
2016-01-15
Soudage par résistance —
Soudabilité —
Partie 2:
Méthodes d’évaluation de la
soudabilité par points
Resistance welding — Weldability —
Part 2: Evaluation procedures for weldability in spot welding
Numéro de référence
©
ISO 2016
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ii © ISO 2016 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Matériel de soudage . 2
4.1 Généralités . 2
4.2 Électrodes . 2
4.3 Courant de soudage . 2
4.4 Réglages mécaniques . 2
4.5 Mesurage des paramètres . 2
4.5.1 Courant de soudage et effort de soudage . 2
4.5.2 Débit de l’eau de refroidissement des électrodes . 2
4.6 Mesurage des résultats . 3
4.6.1 Diamètre de soudure . 3
4.6.2 Détection d’expulsions. 3
5 Réglages préliminaires . 3
5.1 Alignement des électrodes. 3
5.2 Conditionnement des électrodes . 3
6 Détermination du domaine de soudabilité . 3
6.1 Éprouvettes . 3
6.2 Paramètres de soudage . 4
6.3 Procédure d’essai . 4
6.4 Critères pour le domaine de soudabilité . 4
6.5 Trois tôles et empilement multiple . 4
7 Estimation de la durée de vie des électrodes . 5
7.1 Eprouvettes d’essai . 5
7.2 Paramètres de soudage . 5
7.3 Procédure . 5
7.4 Critère d’essai, interprétation des résultats . 6
8 Rapport d’essai . 6
8.1 Généralités . 6
8.2 Domaine de soudabilité . 6
8.3 Durée de vie des électrodes . 7
Annexe A (informative) Alignement des électrodes . 8
Annexe B (informative) Conditions spécifiques pour la qualification client des tôles d’acier .10
Annexe C (informative) Eprouvette pour la caractérisation mécanique .13
Annexe D (informative) Exemple de rapport d’essai de soudabilité .15
Annexe E (informative) Exemple de rapport d’essai pour l’essai de durée de vie des électrodes .16
Bibliographie .17
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer
un engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 44, Soudage et techniques connexes,
sous-comité 6, Soudage par résistance et assemblage mécanique allié.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 18278-2:2004), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
L’ISO 18278 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Soudage par
résistance — Soudabilité:
— Partie 1: Exigences générales pour l’évaluation de la soudabilité pour le soudage par résistance par
points, à la molette et par bossages des matériaux métalliques
— Partie 2: Méthodes d’évaluation de la soudabilité par points
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés

Introduction
Le présent document décrit des méthodes pour l’évaluation de la soudabilité pour le soudage par
résistance par points en déterminant le domaine de soudabilité et la durée de vie des électrodes.
Ces procédures peuvent être utilisées pour procéder aux évaluations suivantes:
a) effet du matériau de l’électrode, de la forme, des dimensions et du refroidissement de l’électrode;
b) effet du type de matériau soudé et de son épaisseur et des revêtements soudés;
c) effet des conditions de soudage;
d) effet du matériel de soudage.
NORME INTERNATIONALE ISO 18278-2:2016(F)
Soudage par résistance — Soudabilité —
Partie 2:
Méthodes d’évaluation de la soudabilité par points
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 18278 spécifie une méthode d’essai spécifique permettant la détermination
du domaine de soudabilité acceptable et de la durée de vie des électrodes.
Le présent document est applicable à l’évaluation de la soudabilité d’assemblages de tôles revêtues et
non, d’épaisseurs individuelles comprises entre 0,4 mm et 6,0 mm.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le
présent document et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition
citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique
(y compris les éventuels amendements).
ISO 669, Soudage par résistance — Matériel de soudage par résistance — Exigences mécaniques et électriques
ISO 5182, Soudage par résistance — Matériaux pour électrodes et équipements annexes
ISO 5821, Soudage par résistance — Embouts amovibles de pointes d’électrodes pour soudage par points
ISO 10447, Soudage par résistance — Essais des soudures — Essais de pelage et de déboutonnage au burin
appliqués aux soudures par résistance par points et par bossages
ISO 14270, Dimensions des éprouvettes et mode opératoire pour l’essai par déboutonnage mécanisé des
soudures par résistance par points, à la molette et par bossages
ISO 14272, Dimensions des éprouvettes et mode opératoire pour l’essai de traction sur éprouvettes en croix
des soudures par résistance par points et par bossages
ISO 14273, Dimensions des éprouvettes et mode opératoire pour l’essai de cisaillement des soudures par
résistance par points, à la molette et par bossages
ISO 14373, Soudage par résistance — Mode opératoire pour le soudage par points des aciers à bas carbone
revêtus et non revêtus
ISO 15609-5, Descriptif et qualification d’un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques —
Descriptif d’un mode opératoire de soudage — Partie 5: Soudage par résistance
ISO 17653, Soudage par résistance — Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques — Essai de
torsion de soudure par résistance par points
ISO 17677-1, Soudage par résistance — Vocabulaire — Partie 1: Soudage par points, par bossages et à la
molette
ISO 18278-1, Soudage par résistance — Soudabilité — Partie 1: Exigences générales pour l’évaluation de la
soudabilité pour le soudage par résistance par points, à la molette et par bossages des matériaux métalliques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 669, l’ISO 14373,
l’ISO 17677-1 et l’ISO 18278-1 s’appliquent.
4 Matériel de soudage
4.1 Généralités
Les méthodes pour caractériser le matériel de soudage par résistance peuvent être trouvées dans
l’ISO 669.
La masse et la friction de l’assemblage de l’électrode mobile peuvent être déterminées conformément à
l’ISO 18278-1.
4.2 Électrodes
Les électrodes doivent être en matériau de type A 2/2 tel que défini dans l’ISO 5182. Leur géométrie
doit être définie selon l’ISO 5821.
4.3 Courant de soudage
Le type de courant de soudage utilisé (Courant alternatif, CA ou courant continu, CC) doit être spécifié
avant les essais. Une régulation de courant doit être utilisée.
Lors de l’utilisation de matériel de soudage à courant alternatif, celui-ci doit être réglé de telle manière
que le courant de soudage ne soit pas inférieur à 30 % de la valeur efficace maximale correspondant à
l’angle de conduction maximal.
4.4 Réglages mécaniques
Les réglages mécaniques doivent être choisis de telle sorte que l’impact de l’électrode sur la tôle soit limité.
NOTE Pour limiter l’impact de l’électrode, une vitesse d’approche de 0,15 m/s est recommandée et/ou il
convient que l’effort maximal soit inférieur à 150 % de l’effort nominal de soudage.
Il convient que le temps d’accostage de la machine soit d’une durée suffisante pour surmonter les effets
de rebond et l’inertie de la machine de façon à permettre à l’effort de soudage d’atteindre la valeur
requise avant que le courant de soudage soit déclenché.
4.5 Mesurage des paramètres
4.5.1 Courant de soudage et effort de soudage
Le mesurage du courant de soudage et les exigences relatives à l’effort de soudage doivent être
conformes à l’ISO 18278-1.
4.5.2 Débit de l’eau de refroidissement des électrodes
Étant donné que la température de l’eau influe notablement sur la durée de vie de l’électrode, il convient
que la température de l’eau soit maintenue à 20 °C et ne dépasse pas 30 °C à l’entrée. Il convient d’utiliser
une alimentation en eau distincte pour chaque électrode, et le débit de l’eau pour chaque électrode doit
atteindre au moins 4 l/min. Il convient que le tube de circulation d’eau de refroidissement soit disposé
de telle sorte que l’eau refroidisse directement l’électrode.
Les dimensions des trous et tubes de circulation d’eau doivent satisfaire aux exigences de la norme
ISO applicable aux divers types d’électrode. Il convient que la distance entre l’envers et l’endroit de la
2 © ISO 2016 – Tous droits réservés

surface active de l’électrode ne dépasse pas les valeurs indiquées dans la norme ISO 5821, qui spécifie
les dimensions des électrodes.
Tout écart doit être consigné.
Tous les détails relatifs à la machine et au refroidissement par eau doivent être consignés dans le
formulaire présenté à l’Article
...