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1、QC小组成果发布材料,新钢厚板工程48米吊车梁制作质量控制,中国十五冶三公司金属结构厂 二00四年九月,新钢48米吊车梁制作质量控制,一、工程概况新余钢厂厚板工程冷床区域主厂房4.5*48m吊车梁共有11根，分布区域：3-13-2列3-C、3-D跨为LCQ-DL-9 2件、LCQ-DL-8 1件、LCQ-DL-10 1件；3-43-6列3-C、3-D跨为LCQ-DL-16、-15、-14、-13，各1件；3-73-8列3-B跨为LCQ-DL-6 1件，3-D跨为LCQ-DL-22、-21，各1件；新钢工程48米吊车梁截面高度为4.5米，长度为48米，构件的最大重量102吨，翼缘板厚度为45mm
2、,腹板厚板为32mm,材质均为Q345C，制作的难点为构件的起拱度和焊接质量控制以及构件的焊接变形的控制措施。 二、QC小组概况新钢48米吊车梁制作质量QC小组成立于2004年6月，注册号为JGC- QC200401，小组成员均接受过TQC学习培训，每年均根据工程项目开展活动，QC小组的成员情况见下表：,QC小组成员表表 一,三、PDCA循环,（一）P阶段计划阶段,1、选题理由,2、现状调查我们QC小组对第一根48米吊车梁的制作质量的焊接质量、48米吊车梁的整体起拱度、腹板的局部不平度、构件的弯曲构件的总长度构件的扭曲等进行检查如下（见表二）：,新钢厚板工程48米吊车梁制作质量缺陷调查统计表
3、表 二,制表人：赵小兵 制表日期：2004年6月28日,小组共抽查了125个点，不合格点27个，48米吊车梁制作质量合格率为78.4%。按上表的数据，绘制出48米吊车梁制作质量缺陷 排列图（见图一）。,由排列图可知，新钢48米吊车梁制作质量的主要缺陷是：一级焊缝的焊接质量。,3、确定目标及可行性论证,目标： 彻底改变新钢48米吊车梁制作质量不合格的通病。48米吊车梁制作质量质量合格率控制目标为96%以上。活动前水平与目标值对比（见图二）：,图二 活动前水平与目标值对比,制图：陈海诗 制图日期：2004年6月30日,优势： 金属结构厂领导全力支持工程创优，三公司已通过质量、环境 职业健康安全管理
4、体系认证。 新钢项目业主对该工程质量非常重视，明确优质、优奖。 金属结构厂的全体人员具有敢为人先的创新精神，创优意识浓。,难点： 由于焊接变形计算较为复杂，受环境因素影响较大，质量难控制。 操作工人的技术素质参差不齐，设备老化，焊接规范参数不稳定。,结论：小组成员对控制48米吊车梁的制作质量充满信心，一致认为:发挥优势，攻克难关，加强各工序的过程控制，本小组所制定的目标值是可行的。,4、原因分析：我们QC小组召开原因分析会，分析48米吊车梁的制作缺陷并加以归纳、总结，画出系统图，并得出11条末端因素（见图三）； 并根据末端因素画出因果分析图（见图四）：,图四 新钢48米吊车梁焊缝质量因果关系图
5、,5、要因确认针对系统图查找出的影响焊接质量的末端因素，经现场调查及对实测的数据分析，召开要因分析会，确认 出要因（见表三）。,要因确认表 表 三,表三,根据上述验证情况，找出影响焊接质量的五个主要因素：1、焊接坡口加工不均匀坡口不光洁；2、焊接规范参数不稳定、焊接成型不良； 3、经无损检测发现根部较多缺陷；4、PL45的厚板容易出现焊接裂纹；5、焊缝的冲击韧性太高、硬度较高。,6、制定对策针对影响一级焊缝焊接质量的五个要因，QC小组成员根据5W1H的原则，进一步研究对策，制定目标，采取措施，专人负责，具体见对策措施表（见表四）。,对 策 表 表 四,（二） D阶段组织实施根据对策，采取有效措
6、施落实到位，认真实施。实施一： 焊接坡口加工不均匀和光洁度的控制为了保证坡口的光洁度和坡口的均匀加工，由于结构厂设备的限制不可能在一个月的时间内购买刨边机，我们QC小组根据实际情况，只有改善切割条件和组织人员培训和加强操作人员的责任心。对此我们的措施为，对半自动切割机械的轨道进行调直使其直线度的误差控制在1mm的范围以内，购买纯度较高的乙炔和氧气并且采用集中供气系统保证在切割过程中不断切割的气体，在人员方面由于切割量不太大，尽量用技术熟练的气割操作工人， 在操作过程中技术人员随时检查坡口的钝边和角度和切割面的光洁度等技术参数，确保用氧乙炔火焰加工的坡口满足GB50205-2001的技术和规范要
7、求，经过质量检验员检查合格后方可流入下一道工序的施工。,实施二： 焊接规范参数的不稳定焊接成型不良的控制为了保证焊接的外观质量和内部质量符合规范和设计的技术要求，焊接参数的不稳定主要受焊接设备和人员素质的影响，首先要将所有的焊接设备进行维修，焊接设备的电流表和电压表和自动焊接机械的小车都处于良好的状态。在正式的构件焊接之前要作好焊接工艺评定工作，对于48米吊车梁结构厂主要的工艺评定为平板对接的工艺评定和T型焊缝的工艺评定，通过两项工艺评定确定埋弧自动焊接的主要的技术参数，经过无损检测和力学性能检验合格后用于指导正式焊接焊缝的焊接生产。通过焊接工艺评定确定了埋弧自动焊接的规范参数，经过无损检测焊
8、接内部缺陷的合格率为98%，焊接成型不良主要的影响因素为焊接规范参数和焊接材料的影响。主要的原因碱性HJ350在金属结构厂比较少用，但是为了保证焊缝的冲击韧性必须用碱性焊剂，只有通过工艺评定来确定焊接规范参数和人员培训来保证焊接外观质量。,图四 埋弧自动焊接工艺评定焊接参数,实施三： 清根部位有较多焊接缺陷质量的控制焊接清根部位有较多的焊接缺陷在LCQ-DL-15上表现比较明显，通过以下的工艺措施来控制清根部位的焊接缺陷，清根部位有较多的焊接缺陷受正面焊接焊缝的影响较大，实施措施一就保证了正面焊接焊缝的融合比，特别注意焊接时一定要采用直流反接来保证正面焊接缝的熔透深度，焊接工程师要通过焊接的线
9、能量计算正面焊接缝的熔透深度，通过正面焊接焊缝的焊接规范参数的控制，特别是融合比的控制和坡口角度和钝边的控制直接影响反面清根的难度，正面焊缝焊接完毕后，反面用碳弧气刨清根，清根时特别注意坡口的融合比和将正面焊接时的焊接缺陷清理干净，清根完毕后用角磨机将坡口以及坡口两侧的杂物清理干净，反面焊接时严格按照评定合格的焊接工艺施工焊接。通过人员的培训严格控制焊接规范参数和焊接工程师和焊接技师的现场技术指导，在以后的焊接的一级的焊缝的合格率达到了96%以上。清根后的第一道焊缝的焊接规范参数直接影响整个焊缝的焊接质量。清根打底层焊接规范为：,实施四： PL45（Q345C）厚板的焊接裂纹的控制PL45（Q
10、345C）调质钢的焊接在金属结构厂还属于首次，也是48米吊车梁焊接的难点，通过QC小组的研究决定采用埋弧自动焊接来保证焊接缝的焊接质量。厚板的焊接裂纹主要受母材本身的S、P的含量和焊接材料以及焊接规范的影响，针对以上的影响因素QC小组做出了以下的工艺措施。焊接材料采用高锰焊丝H10Mn2配合碱性焊接HJ350来进行施工焊接；焊接前严格按规范预热到2000C左右；焊接过程中严格控制层间温度不低于1500C；正面焊接完毕后反面焊接时要预热温度也要达到2000C左右，并用测温仪器进行检查。影响厚板焊接裂纹的最主要的因素为焊接后的热处理温度和保温时间。PL45厚板在焊接完毕后及时用石棉灰保温两小时。通
11、过焊接前的预热，焊接过程中严格控制焊接线能量和层间温度以及焊接后及时采取保温处理。PL45（Q345C）焊接后经过无损检测基本无超标的焊接热裂纹和焊接冷裂纹产生。通过严格的焊接工艺评定和先进的检测手段PL45厚板的焊接质量基本得到了保证。,实施五：焊缝的力学性能的控制影响焊缝力学性能的主要因素为母材和焊接材料，除上述的因素外还有焊接线能量和焊接后的热处理，其中影响焊缝的冲击韧性的主要因素为焊接后的热处理。焊缝的拉伸、弯曲和冲击主要的焊接影响因素为焊接线能量和焊接后的热处理，所以严格控制焊接规范参数和焊接后的热处理规范参数是保证焊缝力学性能的主要的焊接因素，焊接后的保温措施和保温时间要严格按照焊
12、接工艺评定执行。预热和焊接后的热处理温度要用测温仪器来进行控制。,实施过程的技术总结上述五大措施的技术措施可以归结为人、机、料、法、环、测等技术要素的实施过程，重点是加强人员的培训、焊接设备正常、母材和焊接材料符合规范的技术要求、严格按照评定合格的焊接工艺施工，11根48米大梁经过60天的日夜制作最后保质量和保工期的顺利完成了制作任务，以上48米吊车梁的质量成果的取得主要是得到结构厂领导的大力支持和公司领导的技术指导，通过焊接规范参数的控制，48米吊车梁的焊接质量得到有效的控制。,（三） C 阶段 效果检查小组成员会同质监站、监理一起于2004年8月28日开始检查，采用超声波检测仪器和焊接量规
13、检查，共检查200处（详见下表）：表,其实测合格率已从QC小组活动前的78.4%提高到98%（见图五）,图五：活动前后效果对比图,（四） A阶段总结阶段1、质量情况：经统计汇总，活动前制作的第一根48米吊车梁施工存在质量缺陷，合格率为78.4%，活动后，质量合格率为98%。,2、社会效益：本工程进行Q C小组活动后，质量管理得到有效提高，达到了预期效果，目前已顺利通过甲方、监理和上级质量部门的验收检查，48吊车梁的制作在十五冶第一次制作，通过焊接技术的攻关使得构件的焊接变形、焊接质量和构件的起拱度均得到了有效的控制。并且通过安装一次验收合格。,3、无形效益： 小组组长带领小组成员对活动前后进行
14、自我评价，使我们QC小组又得到了一次全新的锻炼，针对这次活动的收获和体会，我们绘制了雷达图（见下表和下图）。,自我评价表 表 六,图14 无形效益分析雷达图,质量意识,技术水平,QCC知识,解决问题信心,个人能力,团队精神,0,20,40,60,活动后,活动前,四、巩固措施：本工程运用QC方法，解决了厚板焊接的质量通病，实现了质量管理目标，通过对QC活动成果的总结，结构厂编写了48米吊车梁施工的工艺，通过结构厂施工技术组组织编写了48米吊车梁厚板的焊接质量控制措施，为大跨度的吊车梁提供了焊接技术保证，同时编写了5套焊接工艺评定来保证48米大梁的焊接质量。根据48米吊车梁的焊接方法、焊接材料以及
15、接头形式以及板厚度的不同编写了5套工艺评定分别为：PL45平板对接双面埋弧自动焊接工艺评定；PL32与PL45全熔透T型焊缝的工艺评定；PL45单面V型坡口手工电弧焊的工艺评定； PL45单面V型坡口CO2气体保护焊的工艺评定； PL32与PL45角焊缝工艺评定。,五、体会与打算：在QC小组活动过程中，我们深深体会到每个分项工程的质量均受人、料、机、法、环五大因素的影响，只有每个环节都高标准、严要求地管理，才能创造出质量一流的精品工程。我们QC小组通过这次活动，消除了厚板焊接质量通病，达到了预期的目的。我们QC小组下一个QC课题将是CO2焊接质量攻关。开展QC小组活动，为工程质量不断提高再作新贡献。,
