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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。
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:
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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?
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:
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
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:
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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