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高层结构钢厚板气保焊接的质量控制QC成果报告二十二冶一公司安装处2005年10月27日一、工程概况本工程为北京西西工程4#地项目2#组团钢结构部分，主要包括①-⑤/A,A-E/①两榀钢桁架的制作。钢桁架由三个直径为2.2米的钢管混凝土柱支撑，上部承受5层结构传来的荷载。钢桁架所有钢板均采用Q345D（Z15）钢材，钢板厚度均为50mm，单榀桁架重量为100吨，所有焊缝均为一级焊缝，质量要求高，给施工带来较大的困难。为保证工程质量，重点在控制构件的焊接质量二、QC小组情况简介1、QC小组成员概况（如表1）QC小组成员登记表表1序号姓名年龄职务性别学历组内分工1奚会祥33处长男大专组长2杨军25技术负责人男大专副组长3刘宝成52制作负责人男中专副组长4张俊生49制作负责人男中专副组长5张立俊47质检员男中专组员6杨生林63技术员男高中组员7滕宇26技术员男本科组员8王少轮48焊接班长男中专组员2、QC小组成员分工（如表2）QC小组成员分工表表2姓名组内分工负责工作奚会祥组长全面负责QC小组活动杨军副组长现场实施过程总监督、指导、数据分析刘宝成副组长现场实施过程监督张俊生副组长负责反映现场施工中发现的问题，并提出初步解决办法张立俊组员现场质量监督杨生林组员数据整理、统计分析滕宇组员质量监督、数据记录王少轮组员质量检查、记录三、课题确认及活动目标：1、课题确定我处承担的北京西西工程钢桁架的结构制作，钢板厚度大，钢板均为50mm，所有焊缝均为一级焊缝，钢桁架的组对与拼装量大，主要采用气保焊接，焊接难度极大。为了有效地控制厚板的焊接质量，特成立专项质量管理小组（QC小组）。课题为“高层结构钢厚板气保焊接的质量控制”。2、活动目标经过三次PDCA循环，焊缝探伤一次合格率达到100％。1、活动目标四、QC小组活动1、QC小组活动计划序号日期步骤使用方法成果12005.07.10QC小组成立QC成员全体会议确定活动目标小组成员分工207.12~07.14QC小组TQC培训授课、培训了解QC活动意义307.20~08.15第一次PDCA循环PDCA循环法通过三次PDCA循环确保工程质量408.15~08.30第二次PDCA循环PDCA循环法508.30~09.30第三次PDCA循环PDCA循环法609.30~10.17数据整理、成果总结统计分析法形成QC成果PDCA循环法1P阶段计划阶段制定方针、目标、计划书、管理项目2D阶段实施阶段按计划对策贯彻实施3C阶段检查阶段现场监检查记录、评价对策效果4A阶段处置阶段总结经验、形成标准，按标准进行2、施工工艺的确定根据以往焊接经验，我公司进行多次了焊接实验，并针对此工程钢板进行焊接工艺评定，并制定焊接工艺评定指导书，严格按焊接工艺进行施工。焊接工艺具体参数及坡口形式如下：CO2气体保护焊焊接参数表4编号焊接形式焊条或焊丝焊接电流（A）焊接电压（V）气体流量(L/min））焊接伸出长度（mm）牌号直径（mm）1平焊ER50-61．2250-27026-2725-3520-252横焊ER50-61．2230-25026-2730-3522-253立焊ER50-61．2230-24025-2645-5525-35CO2CO2气体保护坡口形式（图1）五、小组QC活动１、第一次PDCA循环P阶段（计划对策阶段）（1）现状分析：从现在施工的焊缝质量来看，主要存在以下问题：a．焊缝坡口部位出现未熔合、夹渣现象。b．在焊缝的每道之间接合处出现气孔现象。c．焊缝表面成形不良。d．个别焊缝出现表面裂纹。（1）原因分析：针对这些问题，QC小组相关的技术人员到现场进行技术分析与操作指导，结合现场实际情况，集思广益，对造成以上问题的原因进行了分析，并采取相应的计划对策如图1及表5a.工人操作不熟练，责任心不强。b.机械设备使用不当，没有按要求进行设备检修。c.焊接材料采用普通焊材，应严格对焊接材料进行复检。d.构件的表面清理及焊接坡口角度不准确。e.由于施工时为露天做业，现场操作与焊接工艺报告有一定差别，受环境影响极大。计划对策图2第一次PDCA循环计划对策表表5项目因素造成后果计划对策1责任心不强操作不熟练未严格执行施工方案厚板焊接接触少焊接经验不足操作准确率降低，造成咬边、未焊透、气孔、夹渣、裂纹、焊瘤等焊接缺陷加强人员培训，严格按照施工方案施工人为因素2345机械因素12345测量不准碳弧气刨故障焊接机具故障切割机具故障设备调试不佳坡口、间隙不准，预热温度不准，夹碳、清根不净、油污坡口有缺陷咬边、焊缝堆积过高对所有设备进行校正调试，加强相关部门检查监督材料因素123母材材质要求焊接材料与母材匹配焊接材料不符合要求焊材与母材不匹配产生裂纹、不熔合母材及焊接材料进行复检，选择与母材匹配最优的焊接材料方法因素123456预热温度不够后热处理不当焊接层次不当构件表面清理不净坡口角度不对焊接工艺参数不当裂纹及层状撕裂裂纹夹渣、未焊透气孔、未焊透咬边、气孔、未熔合严格控制预热、后热过程及坡口角度，做焊接工艺评定试件，及时清理构件表面环境因素123设备环境影响自然条件影响夜间施工、照明影响裂纹、焊缝撕裂、咬边、气孔、夹渣焊缝表面成形不良加强设备的检修、检查，做好防风、防雨措施，夜间加强施工照明D阶段（实施阶段）(1)针对工人的责任心及操作问题，施工中QC小组织对所有焊接工人进行焊前教育，提高责任心，并请有经验的焊接专家到现场进行观摩指导，进行焊接操作示范，并对注意事项进行的详细讲解。(2)所有设备使用前，由专业人员进行调试，对检测设备送相关的检测部门进行检测，合格后方可使用。(3)根据规范要求选用与母材相适用的焊丝，并进行焊接实验；焊接所用的焊接材料及钢板均进行复检，确认无误后方可使用。(4)做好焊接工艺评定，确定焊接参数，技术交底交到每一位施工人员，由QC小组成员认真做好焊前、焊中、焊后的检查和指导工作，使预热温度、焊接层间温度和后热保温严格控制在规范要求内。(5)由于露天作业，施工条件相对较差，给气保焊接带来较大困难，焊接质量不易保证，为此，在焊接场地搭设临时防护棚，并增设焊接专用照明，以保证焊接质量。C阶段（检查阶段）按照因果分析图及计划对策表，在施工中积极进行实验改进，对焊接完的60道焊缝进行超声波探伤检验，并对不合格焊缝隙进行返修，存在以下质量问题，具体缺陷见下表（表6）质量缺陷统计表表6序号项目频数累计频数累计频数（%）1未焊透5533.3%2夹渣3853.3%3气孔31173.3%4表面成形不良21386.7%5未熔合11493.3%6裂纹113100%合计未焊透15100%根据上表，做频数、频率图（如图2）由表6及图2可以看出，在焊接过程中，大部分焊缝质量已经得到控制，但还存在一些问题。A阶段（处置阶段）2005年8月15日QC小组召开总结会，得出以下结论：a、总体上钢结构焊接质量得到了有效的控制，大部分焊缝满足施工规范要求；b、在检查的60道焊缝中，探伤一次合格率达到75%，一部分焊缝存在少量的气孔和表面成形不良；c、在不合格的焊缝中，主要是未焊透和夹渣。针对上述存在的问题，进行下一次PDCA循环。2、第二次PDCA循环P阶段（计划对策阶段）针对第一次PDCA循环对焊接参数重新进行调整并制定相应的对策计划，具体参数及对策计划如表7和表8第二次PDCA循环计划对策表表8编号项目因素计划对策1气孔1、接头未清理干净2、焊剂潮湿3、电压过高4、焊丝表面清理不够1、接头必须清理干净2、焊剂按规定烘干3、调节电压4、焊丝必须清理，清理后尽快使用设专人进行检查2夹渣1、焊接时，层间清渣不干净2、多层分道焊接时，焊丝位置不当1、层间清渣彻底2、每层焊后发现咬边夹渣必须清除修复3未焊透1、坡口加工不合适2、焊丝未对准1、修整坡口2、调节焊丝4未熔合1、焊丝未对准2、焊缝局部弯曲过大1、调节焊丝2、精心操作5裂纹1、多层焊的第一道焊缝截面过小2、焊缝形状系数过小3、焊接顺序不合理4、预热温度不够1、焊前适当预热或减小电流，降低焊速（双面焊适用）2、调节焊接规范或改进坡口3、合理安排焊接顺序4、焊前预热和焊后缓冷6焊缝表面形成不良1、焊丝位置或角度不正确2、焊接规范不当1、调节焊丝2、调节规范D阶段（实施阶段）针对以上存在的问题，主要原因是由操作人员不严格执行规范要求所引起的，为此，QC小组组织所有的焊接操作人员进行质量控制培训，并对质量控制建立相关的奖惩制度，提高所有人员的责任心和积极性，并严格按规范要求施工。C阶段（检查阶段）按照因果分析图及计划对策表，在施工中积极进行实验改进，对焊接完的60道焊缝进行探伤检验，并对不合格焊缝进行返修，存在的质量问题，详见表9：质量缺陷统计表表9序号项目频数累计频数累计频率（%）1气孔4450%2夹渣2675%3焊缝表面成形不良28100%合计8100%根据上图，做频数、频率图如图386420020406080100气孔夹渣主要因素频数、频率图表面成形不良频数频率（%）5042275A阶段（处置阶段）经过两次PDCA循环，焊缝质量已经得到保证。合格率达到91%。经全体组员共同努力，大部分控制因素已基本被消除，但还存在问题，主要是操作人员在操作过程中造成的。3、第三次PDCA循环P阶段（计划对策阶段）在本次PDCA循环中对以上问题予以解决，加强对现场施工人员的监督检查并将责任落实到人，严格执行奖惩制度，探伤合格率达到100%。D、C阶段（实施、检查阶段）在以后的焊接中，每次焊完在24小时内进行超声波探伤，所有焊缝全部合格，没有返修现象，焊缝外观成形良好。A阶段（处置阶段）通过三次PDCA循环，焊缝质量得到了很好的控制，其合格率统计分析如下（图4），实现了本次活动的目标。根据上表，做频数、频率图如图386420020406080100气孔夹渣主要因素频数、频率图表面成形不良频数频率（%）5042275六、巩固及保持措施的制度化1、施工过程质量管理制度化：对焊接施工工艺进行严格的监督控制，细化分工，责任落实到人。2、施工质量检查制度化：实施队伍自检、工段自检和技术员、质检员联检体制，并赋予质检员相应的决策权力。七、QC小组活动效果1、通过此次QC活动，很好地控制了厚板气保焊接的质量问题，焊缝一次探伤合格率达100%，达到了开展QC活动的目的。2、在此次活动中，由于采用气保焊接，焊接速度得到了明显的提高，施工工期得到了有效的控制，比预计工期提前了5天，满足施工要求。3、增强了工段、技术与质检三方的质量意识和协调作战的能力；同时，所有焊接操作人员的技术操作水平又有了进一步的提高。4、在此后类似工程中，操作人员及管理人员都有了相应的实践经验，为以后工作的顺利开展奠定了良好的基础。八、设想与展望随着建筑企业市场化进程的发展，质量已成为企业生存与发展的命脉。而开展QC小组活动能够体现现代管理以人为本的精神，调动全体员工参与管理、质量改进的积极性和创造性，可以为企业提高质量、降低成本、创造效益；通过小组成员共同学习、相互切磋，有助于提高员工的素质，塑造充满生机和活力的企业文化。我们将再接再励运用科学的质量管理方法，为企业的竞争及中国建筑业的腾飞做出更大的贡献。