人行天桥主拱钢结构异型拱箱梁焊接质量控制QC

合肥市紫兰街人行天桥主拱钢结构异型拱箱梁焊接质量控制中国铁中一、前言（一）工程概况紫兰街人行天桥毗邻森林公园，上跨合肥市四里河路，是森林公园旁的一座景观人行天桥。天桥由中间主桥和东西两侧梯道组成，主桥采用三维网格中承式拱桥结构，由主拱、横拱、吊杆、主梁等构件组成。主拱结构由左拱、中拱和右拱三片组成，均为二次抛物线曲率轮廓，其截面为“”的拱箱梁。左、中、右三条主拱为主要承重受力构件。本工程三片主拱总长约240m，顶板、腹板和底板板材厚度均30mm，材质为Q345C，三片拱箱梁主焊缝长度约960m，施工难度大，焊接质量要求高（设计要求坡口全熔透焊，100%超声波探伤，焊缝达II级标准为合格）。一、前言（二）QC小组概况1.QC小组简介把主拱箱梁焊接质量控制作为一项攻关项目，我们由分公司、工程技术部、安质部、施工班组于2007年2月25日，在制作车间成立了QC小组。小组简介见QC小组简介表（表1）。2．QC小组活动计划（1）活动形式为集中和分散相结合，集中讨论、研究、决策，分散检查，组织实施。（2）组织专题学习讨论，熟悉操作工艺、规程及质量控制点。（3）严格控制工序质量，以预防为主，自检、互检、专检相结合，并做好记录，对查出的问题做到及时整改。（4）每道施焊前，进行一次全面检查、分析，制定下次施焊的要求和措施。一、前言（二）QC小组概况表1小组名称紫兰街人行天桥主拱箱梁制作QC小组小组注册编号课题名称异型拱箱梁焊接质量控制组建日期2007.2.25活动日期2007.2——2007.5小组类型现场型序号姓名分工性别年龄职称职务接受TQM教育时间（h）1李德文组长男42工程师制造部副经理482侯桂敏副组长男30工程师制造部总工483王欣副组长男29工程师车间主任484代苗苗组员女26助理工程师技术室主任485段金武组员男34技师安质室主任486代天兵组员男24助理工程师制造部技术员487顾礼明组员男56技师制造部质检员488张春侠组员男29助理工程师制造部技术员489任晓东组员男25助理工程师制造部技术员4810黄绍泉组员男33技师电焊4811李民组员男33技师电焊4812王丽组员女35技师电焊4813王磊组员男30技师电焊48表1二、选题理由1.贯彻公司的质量方针：“科学管理，质量第一；持续改进，满足客户”。2.履行施工合同“创优质工程”的质量要求。3.该工程中主拱箱梁为主要受力构件，板材厚（30mm厚），材质为Q345C，我单位在以前施工过的工程中较少使用，焊接工艺尚不成熟，且本工程中焊接质量要求高，施工难度大。运用QC理论来加强施工生产中的质量管理，确保施工质量。4.主拱箱梁制作直接制约本工程后期安装进度，提高焊接首次检测合格率，避免返工，可以加快施工进度，节约成本。三、现状调查2007年2月25日—3月25日，QC小组按以前所施工的类似工程施工经验，制定了焊接工艺并进行实际施工，投入4台电焊机连续试焊2段拱箱梁，焊件长度约15m，焊缝总长度约60m，CO2气体保护焊，焊丝ER50-6,Φ1.2，焊接方法为单边V型坡口，加衬铁平焊施焊。焊接过程中和焊后检查发现多种质量缺陷。现将数据统计如表2和图1所示。序号缺陷名称频次（处）频率（%）累计频率（%）1打底焊出现裂纹6475.375.32气孔89.484.73咬边67.191.84未焊透44.796.55夹渣22.398.86弧坑11.2100合计N=85焊缝质量缺陷调查统计表表2三、现状调查结论：从图1中可以看出，打底焊出现裂纹问题是影响拱箱梁焊接质量的主要问题。根据缺陷统计表，列出直方分布图如下：01734516885100806040200A75.3%B84.7%C96.5%打底焊出现裂纹气孔咬边未焊透夹渣弧坑频数（点）N=85累计频率（%）图1焊缝缺陷排列图四、课题目标及可行性分析1、课题目标（1）为确保主拱主焊缝焊接质量优良，须对以前的焊接工艺进行改进，确保本工程主拱焊缝质量检测一次合格率达到97%。（2）创优质工程，一次交验合格。2、可行性分析（1）该工程是钢结构公司制造部2007年重点工程，制造部领导高度重视，在人力和财力等资源的配备上能够确保满足施工需要。（2）针对工程难度大的特点，制造部领导亲自挂帅组建项目管理部，主要负责人有丰富的施工经验，且各员工信心十足，准备工作比较充分。（3）小组成员的文化素质、管理及技术水平较高，质量意识较强。（4）施工班组均为自有专业施工班组，施工人员责任心强，对该项焊接技术的成功充满信心。五、原因分析1、我小组成员对前述主要问题进行原因分析，并绘制因果图如图2所示。图2打底焊出现裂纹的因果图打底焊出现裂纹环境温度低操作手法不对焊前未预热焊接参数选择不当焊丝不匹配坡口间隙大运行不稳故障率高操作不熟练责任心不强环境方法材料机器人员五、原因分析2、要因确认表3原因验证方法处理方法要因确认责任心不强走访员工加强监督、检查，质量控制否操作不熟练走访员工员工培训，提高员工焊接水平否焊机运行不稳、故障率高现场分析加强设备维护否坡口间隙大调查取证调整坡口角度和组拼间隙是焊丝不匹配调查取证按规范选择焊丝，取样、试件检验否焊接参数选择不当调查取证制定合理焊接参数否焊前未预热现场分析焊前焊缝两侧各100mm范围内预热是操作手法不对走访员工规范操作方法，焊丝横向摆幅不许超过10mm是环境温度低现场分析监控施工环境温度，不间断施焊否六、制定对策针对3条要因，制定对策见下表：序号要因目标对策措施责任人完成时间1坡口间隙大选择合适的坡口和坡口间隙选取合理坡口角度，减小拼装焊缝间隙李民07.3.262焊前未预热针对30mm厚钢板，选择合适的焊前预热温度和范围焊前对焊缝两侧各100mm范围内预热100摄氏度以上王磊整个施工阶段3操作手法不对选择正确操作手法规范操作方法，焊丝横向摆幅不许超过10mm王磊整个施工阶段对策表表4七、组织实施按照制定的对策，我们组织全体人员开始行动，实施对策表中的各项措施：实施一：选取合理坡口角度，减小拼装焊缝间隙1、坡口形式为单边V形坡口，采用机械开制，并打磨露处金属光泽。根据底板、顶板与腹板不同组合，其坡口如图3、图4。图3腹板与弧形顶板坡口角度和间隙图4腹板与底板坡口角度和间隙七、组织实施2、焊缝拼装间隙偏差±1mm；3、垫铁与板材贴紧密合，其间隙在1mm以内；4、母材及垫铁拼装前均需打磨除锈，露出金属本色；5、定位焊焊接采用与正式焊相同的焊材，焊材必须与母材相配；6、定位焊应离设计焊缝端部30mm以上，焊缝长度50~100mm，定位焊焊缝不得有裂纹、夹渣和焊瘤。实施二：焊前对焊缝两侧各100mm范围内预热100摄氏度以上优化焊接工艺，将焊前预热作为焊前必须工序，并加强焊接过程的监督检查，确保措施落实。1、焊前打磨垫铁及焊缝两侧80~100mm范围内铁锈、氧化皮，露出金属本色，并除去油物、水分；2、焊前检查定位焊焊缝，是否有裂纹，如有，必须气刨清除再进行焊接，严禁不经过处理直接施焊将其掩盖；3、对30mm钢板焊接，焊接第一遍前对焊缝两侧各100mm范围内80~120℃预热；焊接层间温度控制在100℃以上，焊接过程如中断1小时以上，施焊时须重新预热。七、组织实施七、组织实施实施三：规范操作方法，焊丝横向摆幅不许超过10mm1、对操作工人进行技术培训，提高技术水平和操作水平。学习焊接工艺、操作规程及施工规范等技术文件，学习本工程的施工方案，特别是焊接工艺原理、工艺标准，以及各种保证措施等。使操作工人了解和熟悉焊接工艺、质量标准及质量控制点等，掌握施工规范和操作技能，并对主要操作人员进行考核，合格后才准予上岗。2、焊接采用多层多道对称焊接，每层焊接厚度应不超过5mm，每层焊接完毕，并打磨焊道，清除干净焊渣并检查有无缺陷，如有需进行处理，合格后方可进行下道施焊。七、组织实施实施四：对焊接完毕存在构件进行整改，消除缺陷1、焊缝咬边超过1mm的或焊脚尺寸不足的，采用手工焊进行补焊；2、余高超过规范要求的采用砂轮磨光机进行打磨修匀顺；3、对焊缝内部缺陷，采用碳弧气刨进行清除缺陷，将焊缝两端刨成1：5的斜坡，施焊前应用砂轮磨光机打磨坡口的氧化皮，露出金属光泽；4、缺陷焊缝补焊两端应搭接原焊缝各50mm左右，焊后搭接处应修磨匀顺；5、针对内部存在裂纹的，裂纹清除长度应由裂纹端各外延50mm；6、返修焊按原焊缝质量标准检验，同一部位的返修焊不得超过两次。在主拱制作过程中，对影响主拱焊接质量主要因素进行了多次PDCA循环过程，有效地保证了主拱焊接质量，达到了我们的预定目标，收到了良好的效果：焊缝外形平缓过渡，焊波均匀，无裂纹、未熔合、夹渣、弧坑、气孔等缺陷，咬边深度一般小于0.5mm。根据设计要求和GB11345-89，对焊缝进行超声波探伤，探伤一次合格率达97%以上，攻克了技术难关，取得了一定的质量和经济效益。八、实施效果九、巩固措施为巩固所取得的初步成果，我们小组制订了如下的措施：1、加强质量目标教育，完善工序交接检查制度等各项专业管理制度；2、提高业务知识，使操作者熟练掌握业务水平，熟悉国家颁发的《钢结构施工及验收规范》（GB50205-2001）和《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的标准内容；3、对小组各成员实行一次性奖励。十、经验体会通过本次攻关课题活动，小组成员和各员工的质量意识有了进一步的提高；通过取得的成效可以看出，QC小组是施工现场必不可少的一部分；通过QC小组成员的认真总结，就能攻克工程中的技术难关。以后我们打算继续推行QC方法，全面提高工程质量，确保每个工程都能达到优质工程。欢迎指导!谢谢!