定位焊

定位焊是指為裝配和固定焊件接頭的位置而進行的焊接。定位焊的起頭和結尾處應圓滑，否則，易造成未焊透現象。焊接件要求預熱，則定位焊時也應進行預熱，其溫度應與正式焊接溫度相同。定位焊的電流比正常焊接的電流大10-15%。在焊縫交叉處和焊縫方向急劇變化處不要進行定位焊，確需定位焊時，宜避開該處50mm左右。定位焊縫高度不超過設計規定的焊縫的2/3，以越小越好。含碳量大於0.25%或厚度大於16mm的焊件，在低溫環境下定位焊後應儘快進行打底焊，否則應採取後熱緩冷措施。定位焊應考慮焊接應力引起的變形，因此定位焊點的選定應合理，不能影響焊接的質量，並保證在焊接過程中，焊縫不致開裂。

基本介紹

• 中文名：定位焊 
• 外文名：Tack welding
• 定義：為裝配和固定
• 焊接法： 定位焊接
• 注意事項：起頭和結尾處應圓滑等
• 學科：冶金工程

工藝介紹

定位焊是指為裝配和固定焊件接頭的位置而進行的焊接。

（1）定位焊的起頭和結尾處應圓滑，否則，易造成未焊透現象。

（2）焊接件要求預熱，則定位焊時也應進行預熱，其溫度應與正式焊接溫度相同。

（3）定位焊的電流比正常焊接的電流大10-15%。

（4）在焊縫交叉處和焊縫方向急劇變化處不要進行定位焊，確需定位焊時，宜避開該處50mm左右。

（5）定位焊縫高度不超過設計規定的焊縫的2/3，以越小越好。

（6）含碳量大於0.25%或厚度大於16mm的焊件，在低溫環境下定位焊後應儘快進行打底焊，否則應採取後熱緩冷措施。

（7）定位焊應考慮焊接應力引起的變形，因此定位焊點的選定應合理，不能影響焊接的質量，並保證在焊接過程中，焊縫不致開裂。

工藝要求

（1）正式焊件要求預熱時，定位焊的焊接也應預熱，溫度區間與正式焊接溫度區間相同。（2）定位焊的電流比正常焊接的電流高10%-15%。

（3）定位焊的焊縫起頭和結尾處應圓滑，焊縫高度不超過設計規定焊縫的三分之二，以越小越好。

（4）含碳量大於25%或厚度大於16mm 的焊件，在低溫環境下定位焊後，應儘快進行打底焊，否則應採取後熱緩冷措施。

（5）大厚度工件定位焊，定位焊縫的長度為15-25mm，焊縫間隙100-250mm 在坡口上的定位焊，焊縫高度不超過焊件厚度的三分之二。

（6）定位焊縫如果出現缺陷，應完全清除掉，不應熔在正式焊縫中。

產生的機理

弧坑裂紋是在焊縫結晶、凝固冷卻過程中產生的熱裂紋，裂紋表面有氧化色彩，通常沿焊縫縱向分布，屬於縱向裂紋。弧坑裂紋的產生主要是在合金元素的偏析和焊接拉應力的共同作用下形成。

偏析

焊接過程中，在焊接熱循環峰值溫度作用下，母材的近縫區金屬和焊縫金屬在結晶過程中，先結晶的是比較純的金屬，而由於S、P、Si 等雜質形成的低熔點共晶物就會被不斷生長的柱狀晶推向晶界並在晶界聚集。在液態焊縫已經凝固時，形成的低熔點共晶由於熔點較低認為凝固，就會在晶界間形成了一層液體夾層“液態薄膜”。在液態薄膜的作用下，晶粒與晶粒之間的結合力變弱，在受到拉應力時晶體間的縫隙增大，而低熔點共晶液體難以填充擴大的縫隙，形成了裂紋。

在定位焊的弧坑處，加熱時間短，保護效果差，焊接冶金反應短促，焊縫金屬填充不足，雜質多，形成了較多的低熔點共晶雜質，偏析嚴重。

焊接拉應力

焊縫金屬在凝固結晶過程中，液態金屬變成固態，體積要縮小，凝固後的焊縫金屬在冷卻過程也會產生收縮，而焊縫周圍金屬就會阻礙這種收縮，焊縫就會受到一定的拉應力的作用。在焊縫金屬剛結晶時，由於液體金屬較多，流動性好，可以再晶粒間自由流動，不會產生裂紋。在焊縫結晶後期，液體金屬較少和低熔點雜質的共同作用易產生裂紋。

定位焊中由於焊接收弧時電流突然降低甚至熄滅，熔池中心凝固過快，焊縫金屬填充不足，周圍金屬收縮產生拉應力。綜上所述，定位焊弧坑處裂紋主要由於雜質元素形成的低熔點共晶和收縮拉應力共同作用產生。

裂紋檢測

弧坑裂紋出現後，往往肉眼不易發現。對於弧坑裂紋的檢測主要採用磁粉或者滲透的檢測方法進行。通過表面檢測可以及時清楚的發現弧坑裂紋，對提高焊接質量改善焊接工藝有很大幫助。

磁粉檢測

磁粉檢測是發現弧坑裂紋的常用方法，主要套用於鐵磁性物質的表面近表面尺寸很小、間隙極窄的缺陷檢測。可檢測出長0.1mm，寬微米級的裂紋。磁粉檢測對弧坑裂紋的檢測具有很大優勢，檢測靈敏度高，操作簡單快捷，成本低，污染少。

磁粉檢測的時機為焊後表面完全冷卻，弧坑裂紋的磁痕顯示強烈，磁粉附著力強，磁痕清晰而不濃密，多呈樹枝狀或放射狀。磁粉檢測後下一工序如受磁場影響，需要對工件進行退磁處理。

滲透檢測

滲透檢測是發現弧坑裂紋的主要手段之一，主要套用於表面開口缺陷的檢測，可以檢測黑色金屬及有色金屬。滲透檢測靈敏度受缺陷尺寸影響，缺陷越狹，越淺，越短，越不易被發現。

滲透檢測的最高靈敏度可以達到0.1μm 左右。對弧坑裂紋的滲透檢測多採用溶劑去除型著色法，焊縫顯像以噴塗最好，均勻噴灑與焊縫表面。由於弧坑裂紋多為微小裂紋，所以對弧坑裂紋的檢測可將顯像時間適當延長。滲透檢測完成後應及時清洗工件並吹風乾燥，避免對工件造成污染。

防止措施

焊接工藝

定位焊往往不被焊工重視，焊接過程應嚴格控制焊材中S、P 等雜質元素的含量。正式焊縫需要預熱、低溫環境中工作及焊接大厚度構件時，定位焊也要按照溫度區間預熱。

調整冷卻速度

可以通過改變熱輸入來降低冷卻速度，定位焊在收弧時要增加擺動頻率，增大停留時間，減小弧坑的凹度。

控制焊縫

熔焊時，焊縫的成形係數φ（φ = B/H）影響柱狀晶長大的方向金額區域偏析。為了防止裂紋，保證枝晶呈人字形向上生長，避免因晶粒相對生長而在焊縫中心形成雜質聚集的脆弱面，要選擇合適的成形係數。定位焊時採用寬而淺的焊縫，增加焊縫的寬度，降低裂紋傾向。

焊接應力

定位焊時焊縫不宜過長過高，選擇合理的焊接順序，直縫的點固焊順序可採用依次順序定位和兩端固定定位，管子定位焊可採用對稱定位焊。採用合理的焊接順序，能夠降低接頭的剛性，減小內變形，保證焊縫的自由收縮，從而減小焊接應力。

焊接設備

在定位焊收弧時，有衰減裝置的焊接設備能形成較小的焊接電流，能維持電弧的穩定燃燒，並能過渡1-2 滴熔滴，填滿弧坑。

總結

定位焊是整個焊接過程中至關重要的一環，定位焊的弧坑處產生的裂紋不容忽視。上述工藝措施可以有效的減少焊接弧坑裂紋的形成，可以有效的改善構件接頭性能，降低成本，提高焊接質量。對定位焊弧坑裂紋的防止，應制定專門的工藝規範及檢測要求，完全杜絕弧坑裂紋對整個焊接構件產生影響。