焊接螺帽沒有性能等級

9 級已經不在標準裡了

螺帽的性能等級寫在 ISO 898-2，而 2022 年的第四版列的是 04、05、5、6、8、10、12。 那一版前面的變更清單寫得很直白：性能等級 9 已完全刪除。 前言給了理由，市場需求消失或減少，而且順手給了代換： 5 級與 9 級分別由 6 級與 10 級取代。

所以標著 9 的螺帽不是錯的，它是上一版的件，而它現在對應的是 10 級，不是 8 級。查故障查到一半有人要找替代品的時候，這一條會決定他拿錯什麼。 有哪些等級、每個數字承諾了什麼、什麼時候可以往上代換， 見螺帽只有一個數字。

那焊接螺帽的標準規定的是什麼

ISO 21670 管的是帶法蘭的六角焊接螺帽，M5 到 M16。 把它的技術交貨條件那一節讀完，會看到一個沿著完全不同的軸被規定出來的零件。

• 先顧可焊性。鋼的含碳量上限 0.25 %，碳當量上限 0.53 %， 算式是 C 加 Mn/6 加 (Cr+Mo+V)/5 加 (Ni+Cu)/15。不得使用易切鋼。
• 淬火回火是選配，而且有天花板。標準自己的標示範例是 Weld nut ISO 21670 - M10 - St， 而且把意思寫出來：鋼製、未淬火回火、適用於性能等級 10.9 的對應螺栓或螺釘。 要淬火回火的話標示後面加 QT，然後 硬度不得超過 300 HV。 能把硬度再往上推的碳，已經被可焊性那條上限花掉了。
• 強度是以保證荷重出現的，不是以等級。Table 2 每個尺寸給一個數字： M5 是 14,800 N、M10 是 60,300 N、M12 是 88,500 N、M16 是 164,900 N。 試驗方法是跟 ISO 898-2 借的，等級體系沒有借。
• 螺紋是 6G。不是 6H。產品等級 A，牙依 ISO 724， 公差等級 6G 依 ISO 965-3。那個字母與那個數字各自在管什麼， 見牙的公差等級。
• 出貨不鍍。製造商做的任何防鏽處理都不得損及可焊性， 所以平常那套鍍層對話在這裡不會發生。鍍層平常在牙合上花掉什麼， 見鍍層與牙的公差。
• 打的標記是製造商標記。整條要求就這樣， 打在法蘭的反面，M5 以上適用。 沒有等級標記，因為沒有等級。 有等級標記的時候那個標記代表什麼， 見頭上那個 10.9 是聲稱，不是證書。

符合性試驗會把焊接那部分刪掉

機械性質那一節裡有一句話，值回整份標準的票價。 螺帽要滿足 Table 2 的保證荷重，方法依 ISO 898-2，然後接著寫： 有爭議時，焊接凸點應於試驗前去除。

把這句話當成「那個數字涵蓋了什麼」的宣告來讀。 保證荷重是在一顆沒有附著在任何東西上的螺帽上驗的， 而且要先把「讓它成為焊接螺帽」的那幾顆凸點車掉。它描述的是螺紋與本體， 對你實際做出來的那個接頭一句話都沒說。 焊道、鈑金、孔、熱，全部在那個數字外面， 而它們在機械性質那一節裡一次都沒有出現。

這不是標準的缺陷，那是拿到可重複數字的唯一辦法。 但它確實表示，型錄上抄來的保證荷重不是對「裝在你零件上的那顆螺帽」的承諾。 這跟螺帽的等級講的是螺帽、不是你的母材實際咬得住多少牙，是同一個結構， 那件事寫在母材當不了螺帽的時候。

那熱處理那個說法呢

這是最自然的假說，值得給一個正面的回答， 因為標準在它前面擺了兩道關卡，而兩道都不明顯。

第一道是：預設的那個零件沒有熱處理可以失去。 ISO 21670 自己的標示範例把素鋼的焊接螺帽描述成未淬火回火， 要 QT 得另外指定。如果線上那顆就是預設件， 焊接的熱不可能回火掉一個從來不存在的麻田散鐵組織。 而如果是 QT 版，上限只有 300 HV，硬度能掉的距離本來就短。

第二道關卡卡在大家最先想到的那個試驗上。 ISO 898-2 說明，對於冷鍛未淬火回火螺帽典型的加工硬化狀態， ISO 18265 沒有提供硬度對抗拉強度的換算。 所以那類螺帽的最低硬度只是參考值，爭議時明文不構成判定準則。 強制的是最高值 334 HV，它存在的目的是抓出讓螺帽變脆的意外製程。 把失效品送去驗硬度，很可能拿回一個什麼都判不了的數字； 而同一個試驗真正有用的版本，是去找一個偏高的值。

這些都不能證明焊接是無辜的。它說的是：那個假說要先改寫才驗得動， 而最直覺的那個試驗不一定回答得了它。 剝掉的牙要怎麼讀出到底什麼先壞，見牙被剝掉的時候； 至於斷面上被磨亮的那一半， 在不鏽鋼為什麼會咬死裡有它自己的讀法。

同樣的懷疑放到有等級的螺栓上，答案剛好相反：在那邊，淬火回火正好就是等級號碼在描述的東西， 而標準替它訂了一個最低回火溫度。 決定這個論證的，是那顆零件到底有沒有處在論證預設的狀態裡。

沒有人打開的那張表

ISO 21670 最後給的是連接尺寸，而這一節安安靜靜地決定了 一次焊接螺帽的安裝到底在不在標準裡面。每個牙徑都配了 板厚的下限與上限，以及一個 H11 的孔徑。

會嚇到人的是上限。M12 的焊接螺帽，規定的板厚是 1.5 到 3.0 mm。 因為手邊剛好有一塊 6 mm 的支架就焊上去， 焊接參數、凸點潰陷與熱的走向就全部離開了尺寸表所假設的範圍。 孔也一樣：那是給導引部的餘隙，而 H11 是一個規格， 不是雷射切完剛好是多少就是多少。

焊接螺帽上圖之前先定案的幾件事

• 寫標準，不要寫等級。用等級去叫一顆焊接螺帽， 叫的是 ISO 21670 根本不發的東西。它會發的標示長這樣： Weld nut ISO 21670 - M12 - St， 而 QT 是另一個決定，後面掛著 300 HV 的上限。
• 拿板厚去對 Table 3。兩端都要對，不是只對薄的那端。
• 問那個扭矩值是從哪裡來的。ISO 21670 給的是保證荷重、沒有扭矩， 而 ISO 898-2 在適用範圍裡寫明它不規範扭矩與夾持力性質。 一個焊接接頭的鎖付規格必然來自別的地方，那個地方值得被講出名字。
• 問保證荷重是不是在凸點去除的狀態下驗的。 標準寫的是有爭議時就這樣做，所以那正是那個數字描述的狀態。

這一篇不屬於六步中的任何一步。它橫跨各步，或者發生在組裝之後。導致它的那些決定是在哪裡做的，見指定一顆螺絲，那篇寫的是順序，以及為什麼順序做反了是重工。

常見問題

真的有 9 級螺帽這種東西嗎？

有過。ISO 898-2:2012 裡有性能等級 9，而 2022 年的第四版把它完全刪除，理由寫的是市場需求消失或減少。同一段前言也給了代換方式：5 級與 9 級分別由 6 級與 10 級取代。所以標著 9 的螺帽是舊版的件，不是不合格品，而它現在對應的是 10 級。

為什麼焊接螺帽有保證荷重卻沒有性能等級？

因為這兩個要求互相拉扯。低等級以上的性能等級要靠碳與熱處理去達成，而 ISO 21670 把含碳量壓在 0.25 %、碳當量壓在 0.53 %，才焊得起來。於是它改成直接依尺寸規定保證荷重，並允許選配的淬火回火版本，硬度上限 300 HV。強度是以一個荷重講出來的，不是從一個等級推出來的。

焊接會不會把焊接螺帽的熱處理毀掉？

要先看標示。ISO 21670 把素鋼的焊接螺帽描述成未淬火回火，所以預設件上根本沒有麻田散鐵組織給焊接的熱去回火。如果是 QT 版本，標準把硬度壓在 300 HV，能掉的範圍本來就窄。這不能證明焊接製程沒有造成失效，但它表示「熱處理跑掉了」不能當成前提，必須針對那個特定零件建立起來。

我們把失效的螺帽送去驗硬度，這樣驗得出東西嗎？

可能驗得出，但先看 ISO 898-2 怎麼講那些界限。對未淬火回火的螺帽（而冷鍛大量生產的螺帽通常就是這一類），最低硬度只是參考值，標準明文說爭議時不構成判定準則，因為 ISO 18265 對加工硬化狀態的鋼沒有硬度對抗拉的換算。強制的是 334 HV 這個上限，它存在的目的是抓出把螺帽做脆了的製程。所以驗出來偏低證明的比多數人以為的少，偏高反而證明得比較多。

M12 的焊接螺帽可以焊在 6 mm 的板上嗎？

在 ISO 21670 裡面不行。它的連接尺寸表給 M12 的板厚是 1.5 到 3.0 mm，配 14.8 mm 的 H11 孔。板厚在這裡不是愈厚愈牢，因為設計所假設的凸點潰陷與熱的走向都已經變了。如果板一定要更厚，那是一個要跟焊接製程一起決定的事，不是翻螺帽型錄翻得出來的。

參考資料

• ISO 21670:2014 — 帶法蘭六角焊接螺帽；4.2 材料與碳當量、4.3 公差等級 6G、4.4 保證荷重與凸點去除、4.5 不鍍交貨、第 5 節標示法、第 6 節打標、第 7 節與 Table 3 連接尺寸
• ISO 898-2:2022 — 有規定性能等級的螺帽；第 1 節適用範圍（含不規範可焊性）、前言與導言中關於刪除 9 級與未淬火回火螺帽硬度的說明
• ISO 965-3 — ISO 通用公制螺紋，構造用螺紋的偏差（6G 公差等級的出處）
• ISO 18265 — 金屬材料硬度值換算（ISO 898-2 引用它說明加工硬化狀態下換算不成立）

兩份 ISO 都是讀公開的預覽 PDF。ISO 21670:2014 的預覽含完整的技術交貨條件與兩張表；ISO 898-2:2022 的預覽含適用範圍、前言與導言，但不含性能表。本篇引用的條文出自那些頁面；任何取自 ISO 898-2 表格的數字都應該對購買版複查。ISO 21670 只涵蓋帶法蘭的六角焊接螺帽。方形焊接螺帽、無法蘭焊接螺帽、壓合螺帽與拉帽各有自己的文件、材料與尺寸規則，本篇的數字一個都不能搬過去。ISO 965-3 與 ISO 18265 的目錄編號沒有用第二個來源交叉核對。