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[焊接] 现场焊接:定位焊和临时焊的要求与处理方法

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阿斯米 发表于 2 小时前 | 查看全部 阅读模式

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在钢结构、管道及设备安装的现场焊接中,定位焊(俗称点焊,Tack weld)以及各类临时性焊缝,看似只是一个临时固定的“小焊点”,却直接关系到整个结构的安全与质量。一旦定位焊出了问题,轻则产生气孔、夹渣,重则引发裂纹甚至结构断裂。

本文结合主流标准规范,系统梳理了定位焊和临时焊的核心要求,并针对实际工程中常见的热点争议给出明确、可操作的答案。

  • 定位焊就那么一个点焊,还需要焊评和焊工资质吗?
  • 定位焊前不预热,正式焊前打磨掉行不行?
  • 定位焊前必须要做预热,应该多少度呢?


一、定位焊与临时焊的作用及区别

  • 定位焊(点焊):在正式焊接前,将装配好的工件临时固定,保证结构的几何尺寸和装配精度。定位焊通常会被正式焊缝覆盖或熔入最终结构中。
  • 临时焊(如工装固定、马板、连接板等):用于辅助装配、防止变形的临时性焊缝,在焊接完成后通常需要拆除。

定位焊和临时焊有着相似的现场状况。两者虽然都是“临时”性质,但对质量和安全的要求不容小视。很多质量事故的源头,恰恰是一个被忽视的定位焊裂纹或一组不规范的临时焊点。
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二、定位焊的尺寸与布置

结合NB/T47015、AWS D1.1和ASME BPVC Ⅷ-1和EN1090-2 条款7.5.7,建议的定位焊操作如下:

  • 长度/间距:
    定位焊的最小长度应为较厚板件厚度的四倍或 50mm中的较小值。间距300–500mm。

  • 焊脚尺寸:
    不得小于设计焊缝厚度的 1/3,通常控制在 4–8mm,且不应超过正式焊缝尺寸。
  • 位置布置:
    避免设置在应力集中区(如拐角、孔洞边缘),尽量布置在平直段。

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三、定位焊和临时焊的常见缺陷

在定位焊和临时焊的施焊过程中,由于操作不当、工艺参数选择不合理或焊前准备不足,容易出现各类焊接缺陷。这些缺陷如果未被及时发现和处理,很可能延伸至正式焊缝,成为结构失效的根源。

  • 定位焊裂纹(头号风险)

由于定位焊的焊缝短小且暴露在空气中,冷却速度远快于正式焊缝,加上定位焊点往往承受装配应力和结构拘束,因此冷裂纹(氢致裂纹)和弧坑裂纹的发生率很高。厚板、高强钢、低温环境或不预热时尤其容易出现。裂纹一旦出现,绝对不能在其上面直接覆盖焊接,必须彻底清除(打磨或碳弧气刨至露出完好母材),重新预热后补焊。

  • 弧坑裂纹与收缩孔

定位焊的起弧和收弧非常频繁,如果收弧时没有填满弧坑,就会在焊道末端形成星形裂纹(弧坑裂纹)或凹陷的收缩孔。这是定位焊区别于连续焊的典型问题。处理方法是:将弧坑部位打磨干净,重新补焊时注意收弧动作,稍微回烧一下或采用衰减收弧,确保弧坑被填满。

  • 强制组对造成的应力裂纹

这不是定位焊本身的冶金缺陷,而是装配应力导致的后果。当工件间隙过大或错边超标时,工人用锤、葫芦、千斤顶强行拉拢后进行定位焊,此时定位焊点承受了巨大的弹性回复力。焊后不久(甚至在正式焊之前)就可能在定位焊处出现裂纹。纠正方法只有一个:彻底拆除所有定位焊,释放应力,让工件自然回弹,然后重新按正确间隙装配,不得强制组对。此外,在厚板的定位焊时,局部预热的拘束应力较大,应力裂纹也多发。

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三、定位焊需要焊评和焊工资质吗?

这是很多现场人员最困惑的问题:“就那么一个小点焊,至于这么较真吗?”

然而主流标准规范,对于定位焊的焊评和焊工均有要求。

3.1 标准规范的要求

  • NB/T 47015-2023 条款4.4:

受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝的定位焊缝,施焊熔入上述永久焊缝内的定位焊缝。焊接工艺应按NB/T 47014 评定合格,焊工应按TSG Z6002考核合格。

  • AWS D1.1-2025 条款7.17:

定位焊焊缝和施工辅助焊缝的施焊,应使用经评定或预评定的焊接工艺规程(WPS),并由合格人员进行操作。

  • ASME BPVC Ⅷ-1-2025 条款UW-31:

定位焊焊缝,无论是否去除或保留,均应使用依据第Ⅸ卷评定的角焊缝或对接焊缝工艺进行施焊。需保留的定位焊焊缝应由依据第Ⅸ卷评定的合格焊工施焊,并进行外观检验,以确认缺陷。

  • EN 1090-2-2018 条款7.5.7

对于EXC2、EXC3 和 EXC4 等级,定位焊焊缝应依据基于经评定合格的焊接工艺规程(WPS)进行施焊。将要熔入最终焊缝的点焊焊缝应具有合适的形状,并由合格焊工施焊。

总得来说:定位焊焊接应有经评定合格的WPS;但定位焊工资质:AWS D1.1要求有合格资质,但是NB/T47015、ASME BPVC和EN1090-1要求熔入永久焊缝的定位焊工应具有合格资质。在AWS D1.1对定位焊工简化了考试要求,制定了专项考试规定。

个人认为实际生产中,很难判定定位焊是否熔入了最终焊缝。一个常见的问题:怎么证明打磨干净了,根部有点剩余算不算熔入最终焊缝?由此,为降低现场管理难度,建议所有定位焊工都具有合格资质,以免互相扯皮,纠缠不清。



四、定位焊前不预热,正式焊前把定位焊打磨掉,可以吗?

生产在组对时,经常手忙脚乱的,要确保组对尺寸,又要扶着工件。再腾出手来进行定位焊前预热,有些时候确实困难。

答案:理解现场的不易,但原则上不可以。极特殊情况下经严格审批可作为应急手段,但不推荐作为常规工艺。

为什么不行?

  • 即使定位焊缝被打磨掉,定位焊时的热循环已经在母材上留下了热影响区(HAZ)。如果冷却过快,HAZ可能产生马氏体等脆硬组织或微裂纹,打磨往往无法彻底清除。
  • 微裂纹可能从焊缝根部向母材内部延伸,肉眼看不见,却成为正式焊接的裂纹源。


什么情况下“勉强可行”?

以下条件,经焊接工程师和业主监理的批准:

  • 母材裂纹敏感性很低(如Q235B、20钢,板厚≤12mm);
  • 结构拘束度小;
  • 气刨打磨深度≥1.5倍定位焊熔深。

即便如此,可能大多数业主和监理仍不会接受。最好的做法:该预热就预热,或用机械固定代替定位焊。


五、定位焊前必须要做预热,应该多少度呢?

主流标准中通常只要求定位焊的预热条件不得低于正式焊缝要求,即WPS中规定的预热温度。

在某些业主规格书或公司内部中,要求定位焊的预热温度要比正式焊接的再提高50℃,这是为什么呢?

答案:这不是标准硬性规定,而是高风险场景下的经验安全余量。在厚板(≥30mm)、低合金高强钢(Q355、Q390等)、低温环境(≤0℃)、高拘束度结构中,定位焊的预热温度往往不均匀,冷却速度更快、裂纹风险更高。因此建议将定位焊的预热温度再提高50℃,就是作为安全余量的存在。但定位焊预热温度也不应过高,建议最高温度不应超过WPS规定的道间温度(层间温度)上限。


六、常见误区对照表
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七、写在最后

定位焊虽小,却直接关系到整个焊接结构的安全。现场作业中,务必守住三条底线:

  • 定位焊必须有合格的焊接工艺评定覆盖,并由持证焊工操作。
  • 该预热必须预热,厚板、高强钢、低温环境下定位焊的预热条件不得低于正式焊缝要求,别指望“焊后打磨”能补救裂纹隐患;

  • 缺陷零容忍,定位焊出现裂纹、气孔或弧坑时,必须彻底清除重焊,不得覆盖或敷衍。

现场焊接无小事,把定位焊当正式焊一样认真对待,才能焊出真正放心的结构。


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