提高不锈钢和碳素钢双层复合板材焊接一次合格率

1、一、 项目背景30万吨/年PVC项目成品库包装厂房料仓，共设计4台，料仓直径8米，料仓高度为18.6米，料仓单体净质量43.9吨，料仓材料为Q245R+S30408 R级, 基层为碳钢Q245R，厚度8mm，复层为不锈钢S30408R级，厚度2mm。 ,设计压力0.05Mpa，设计温度80，工作压力为0.002Mpa，工艺介质PVC，爆炸危害st。料仓壳体采用热轧复合板：不锈钢复合板有着良好的成型加工性能、力学性能和耐腐蚀性能，目前已广泛使用于石油化工等行业。不锈钢复合板通常是用较薄的不锈钢与较厚的碳钢通过爆炸焊等方法复合制成。由于基层碳钢与复层不锈钢在化学成分、显微组织、物理性能等方面存在较

2、大差异，使得熔化焊接时会遇到很大的难度，如果工艺控制不当，在焊缝中容易出现偏析或者其他焊接缺陷，导致接头的力学性能和耐腐蚀性下降，难以满足工程结构的使用需求。 二、小组概况2.1小组简介课题名称提高不锈钢和碳素钢双层复合板材焊接一次合格率成立时间2015年1月课题类型现场型活动时间2015年1月2015年8月注册编号小组人数7人活动频数12次/月QC知识学习集中学习40小时获奖情况金川集团公司2014年度QC三等奖制表：杨坤 审核：赵永秀 制表日期：2015年1月7日2.2QC 小组成员表序号姓名年龄性别文化程度职务组内职责组内分工1吴昌将 30男硕士工程师组长全面负责2高 军25男本科技术员

3、副组长技术负责3张仁瑞50男本科高级工程师组员组织协调4杨 坤24男本科质检员组员数据统计5张 磊25男本科技术员组员资料整理6白 俊36男大专二级项目经理组员对策实施7赵永秀41男高中高级焊工技师组员对策实施制表：张磊 审核：赵永秀 制表日期：2015年1月10日变更后小组成员名单序号姓名年龄性别文化程度职务组内职责组内分工1杨 坤 26男本科技术员组长全面负责2赵 勇26男本科技术员副组长技术负责3高 军26男本科技术员组员组织协调4张 磊24男本科技术员组员数据统计5王 迪25女本科技术员组员资料整理6刘雪峰36男大专质检员组员对策实施7赵永秀41男大专高级焊工技师组员对策实施制表：白俊

4、 审核：赵永秀 制表日期：2015年6月20日分公司要求期望不锈钢和碳素钢双层复合板材焊接一次合格率达到92%以上面临问题不锈钢和碳素钢双层复合板材焊尚属首次，无任何参考和借鉴的焊接资料课题选定提高不锈钢和碳素钢双层复合板材焊接一次合格率三、选题理由制表人：高军 审核：杨坤 制表时间：2015年 1 月 22 日小组活动计划进度表 （ 计划 实施）活动阶段时间1月2月3月4月5月6月7月8月P选择课题现状调查设定目标分析原因确定要因制定对策D对策实施C效果检查A巩固措施总结打算制表：杨坤 审核：赵永秀 制表日期：2015年1月23日四、现状调查不锈钢复合板料仓制作是安装工程分公司首次承接的此类

5、工程。不锈钢复合板制作由于基层碳钢与覆层不锈钢在化学成分、显微组织、物理性能等方面存在较大差异，在焊缝中容易出现成分偏析或者其它焊接缺陷，导致接头的力学性能和耐蚀性能下降，所以要保证不锈钢复合板接头具有良好的综合性能具有一定难度。 根据设计要求的探伤比例对1号料仓100道焊缝进行检测，共有13道焊缝不合格，其中3道为表面缺陷，10道为射线探伤所发现的缺陷。复合板材焊接一次合格率调查表序号焊缝检测数量合格数量不合格合格率（%）1100871387制表：高军 审核：赵永秀 制表时间：2015年1月25日焊接缺陷统计表缺陷检查方法咬肉裂纹气孔未焊透 余高小计外观检查200013射线探伤0271010

6、总计13制表：高军 审核：赵永秀 制表时间：2015年1月25日一号料仓焊接缺陷率统计表序号焊接缺陷频数频率累计频率1气孔754542咬肉215693裂纹215844未焊透18925余高181006合计13100制表：杨坤 审核：吴昌将 制表时间：2015年1月25日饼 分 图 制图：张磊 审核：赵永秀 制图时间：2015年1月28日根据饼分图得出结论，气孔是造成复合板材焊接合格率低的主要症结。五、设定目标QC小组全体成员通过讨论分析，将本次QC活动的目标设定为：复合板材焊接一次合格率达到94%。94%87% 制图：赵永秀 审核：吴昌将 制图日期：2015年2月6日目标设定依据：计算和分析得出

7、，如果小组经过努力解决症结“气孔”的问题，计算所得(1-87%)×54%7%，至此，可将不锈钢和碳素钢双层复合板材焊接一次合格率提高到94%。六、分析原因复合板材的焊接工艺包括：根据焊接材料，选择焊接方法，选用焊条，选择焊接设备，选择焊接规范参数，选择焊接操作人员，检测检验报告，焊接工艺评定，焊前准备，对焊接部位进行处理，调试焊机，进行焊接，焊后处理，这些环节步步紧扣，每一个环节控制不好都会影响焊接质量，这些环节中人为因素、材料因素、设备因素、环境因素会对复合板的焊接产生很大影响。 树 图作业环境操作技能主材焊接设备环境因素制作因素设备因素人为因素未进行培训气 孔材料因素辅助材料焊接

8、工艺焊 条碳弧气刨枪碳 棒温 湿 度复合板材焊接参数焊接方法焊接处理电焊机风 速处理不规范温湿度不符合规范焊条不合格碳棒不合格焊接时稳定性差气刨参数不正确参数不合理复合板材质量不合格焊接方法不当风速过大 制图:高军 审核：赵永秀 制图日期：2015年2月8日七、确定要因通过原因分析，我们找出了影响气孔的11个末端原因。小组全体成员经过对各因素的调查分析，讨论结果如下：要因确认表序号末端原因确认内容确认方法 确认标准负责人确认时间1未进行培训操作人员是否培训调查分析操作人员接受专门培训，合格率达100%赵永秀杨 坤3月1日2焊接时稳定性差焊机工作时电弧燃烧是否稳定，电弧电压、电流调节是否灵活准确

9、，有无偏弧、断弧现象现场测试焊接时电弧燃烧稳定、电弧电压、电流调节灵活准确，无偏弧、无断弧吴昌将白 俊3月3日3碳弧气刨参数不正确电源极性、碳棒直径与碳棒倾角、压缩空气压力现场验证电源极性：反接碳棒直径：5-6mm电流：180-250A压缩空气压力：0.4-0.5mpa碳棒倾角：（25-45）°张 磊高 军3月6日4复合板质量不合格复合板质量是否合格现场查看表面无缺陷且质量证明文件齐全张仁瑞杨 坤3月8日5焊条不合格焊条是否合格现场查看焊条药皮表面完好，质量证明文件齐全吴昌将杨 坤3月11日6碳棒不合格能否耐高温，导电性能是否良好现场测试能耐高温、导电性能好，不易断裂，断面组织细致张

10、 磊吴昌将3月15日7参数不合理参数是否合理现场测试在1号料仓焊接参数的基础上，经多次制作焊接试件，确定合理的焊接参数高 军赵永秀3月16日8焊接方法不当焊接方法是否得当现场验证焊接质量高，速度快，成本低赵永秀杨 坤3月20日9处理不规范焊缝表面清理，坡口的角度、钝边及装配间隙，焊后处理现场验证焊缝坡口里及两侧各50mm内无铁锈、油污，坡口角度60°± 5°，钝边2mm，间隙2mm，焊后钝化处理白 俊杨 坤3月23日10温湿度不符合要求温湿度是否符合规范现场测试温度5°湿度90%高 军吴昌将3月26日11风速过大风速是否在规定范围内现场测试风速小于8m/

11、s杨 坤张仁瑞3月28日制表：张仁瑞 审核：赵永秀 制表时间： 2015年3月 28日为找出主要原因，我们对11条末端因素逐一进行了分析，确认如下：确认一：未进行培训确认方法确认内容确认标准确认人确认时间调查分析操作人员是否培训操作人员接受专门培训合格率达100%。赵永秀杨 坤2015年3月 1 日调查分析情况:通过调查分析，查看资料，6名操作人员已全部接受专门培训，对于复合板材焊接制作工艺已全部掌握，培训合格率100%结论：确认为非要因。 拍摄：杨坤确认二：焊接时稳定性差确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场验证焊机工作时电弧燃烧是否稳定，电弧电压、电流调节是否灵活准确，有无偏弧、断弧现

12、象焊接时电弧燃烧稳定、电弧电压、电流调节灵活准确，无偏弧、无断弧吴昌将白 俊3月3日现场验证情况：经测试，焊接时电弧燃烧稳定，电弧电压电流调节灵活准确，没有偏弧、断弧现象。结论：确认为非要因。 拍摄：吴昌将确认三：碳弧气刨参数不正确确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场验证电源极性、碳棒直径与电流碳棒倾角、压缩空气压力电源极性：反接碳棒直径：5-6mm电流：180-250A压缩空气压力：0.4-0.5mpa碳棒倾角：（25-45）°张 磊高 军3月6日经现场验证：电源极性反接，碳棒直径5mm，电流200A，压缩空气压力0.4mpa，碳棒倾角25°。结论：确认为非要因。

13、拍摄：高军确认四：复合板质量不合格确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场查看复合板质量是否合格表面无缺陷且质量证明文件齐全张仁瑞杨 坤3月8日经现场查看： 板材表面清洁干净，无麻点、凹陷、碰伤、擦伤、轧辊压痕、裂纹和氧化夹杂物，尺寸符合标准，合格证齐全。 结论：确认为非要因。 拍摄：张仁瑞确认五：焊条不合格确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场查看焊条是否合格焊条外皮表面完好，质量证明文件齐全吴昌将杨 坤3月11日经现场查看： 焊接使用的A102、J427、A302焊条均有出厂合格证，焊条药皮表面光滑无破损，未受潮。 结论:确认为非要因。 拍摄：杨坤确认六：碳棒不合格确认方法确认内容确

14、认标准确认人确认时间现场测试能否耐高温、导电性能是否良好能耐高温、导电性能好，不易断裂，断面组织细致张 磊吴昌将3月15日经现场验查看：经验证碳棒物理性能良好，耐高温、导电性能好，无断裂。结论：确认为非要因。 拍摄：吴昌将确认七：参数不合理确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场测试参数是否合理在1号料仓焊接参数的基础上，经多次制作焊接试件，确定合理的焊接参数高 军赵永秀3月16日经现场测试：1号料仓焊接参数选用不当，需多次制作焊接试件，确定合理的焊接参数。结论：确认为要因。 拍摄：赵永秀确认八：焊接方法不当确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场验证焊接方法是否得当焊接质量高，速度快，成

15、本低赵永秀杨 坤3月20 日测试情况：经现场测试手工电弧焊焊接复合板，质量满足要求。结论：确认为非要因。 拍摄：赵永秀确认九：处理不规范确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场验证焊缝表面清理，坡口的角度、钝边及装配间隙，焊后处理焊缝坡口里及两侧各50mm内无铁锈、油污，坡口角度60°± 5°，钝边1.5mm，间隙2mm，焊后钝化处理白 俊杨 坤3月23日经现场查看：经验证坡口、焊缝两侧都没清理，钝边大于2mm，间隙小于2mm。结论：确认为要因。 拍摄：白俊确认十：温湿度不符合要求确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场测试温湿度是否符合规范温度5°

16、湿度90%高 军吴昌将3月26日经现场测试：经验证现场测试温度在5°- 10°之间。湿度是34%，符合焊接要求。结论：确认为非要因。 拍摄：高军确认十一：风速过大确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场测试风速是否在规定范围内现场风速小于8m/s杨 坤张仁瑞3月28日现场测试： 经验证焊接时风速小于8m/s，符合焊接要求。 结论：确认为非要因。 拍摄：杨坤确定要因通过要因确认表，可以看出影响复合板材焊接不合格的主要原因是：1、焊接处理不当。2、焊接参数不合理。八、制定对策对策表针对要因确认表中得到的两个要因，我们运用5W1H原则进行对策制定序号要因对策目标措施 地点日期负

17、责人1焊接处理不当制定一系列正确的焊接处理措施通过科学合理的焊前、焊中处理措施，降低气孔、裂纹等焊接缺陷1、清理铁锈、油污2、控制装配尺寸3、焊前预热4、焊中清根、控制层间温度三厂区PVC现场4月3日赵永秀2焊接参数不合理制定一整套合理的焊接参数通过查阅资料，制作焊接试件，并经现场验证选定一整套正确的焊接参数，降低焊接缺陷1、 制作焊接试件2、 采用不同的焊接参数焊接试件3、 总结选定合理的焊接参数三厂区PVC现场4月15日高军制表： 杨坤 审核：赵永秀 制表日期： 2015 年 4月15 日九、对策实施实施一：针对“焊接处理不当”要因实施过程1、复合板开完坡口后，在装配之前，必须把焊渣清理干

18、净，还要用角向磨光机对基层的坡口面和覆层的切割面进行打磨。2、装配完成后，焊接之前在角向磨光机上安装碗型钢丝刷对基层焊缝两侧各50mm内及坡口面上的铁锈进行清理，如有油污用丙酮清洗。3、焊前进行预热，预热温度在100-150之间，目的是减少水份，防止裂纹的产生。4、打底焊、填充层焊后都必须清根处理且打磨干净，防止底层与填充层、填充层与盖面层之间产生未焊透、未熔合等缺陷，以保证每层焊道的质量，层间温度控制在100-150之间。5、在焊接过渡层之前，需用碳弧气刨清根，之后用角向磨光机打磨清理。6、过渡层焊接完毕后，清理焊渣打磨干净后焊接复层，层间温度控制在60-80。7、所有复层的焊缝全部焊接完毕

19、后，统一进行钝化处理。实施二：针对“焊接参数不合理”的要因实施过程1、1号料仓焊接完成后，射线探伤时出现裂纹、气孔等焊接缺陷。依据复合板焊接工艺特点判断除了铁锈、焊接时产生的氢气未逸出的因素之外，焊接参数不合理时造成裂纹、气孔的症结。2、为提高复合板一次焊接合格率，小组在1号料仓焊接的参数的基础上，通过查阅大量资料，多次制作焊接试件，经过检测检验，找到一整套合理的焊接参数。基层焊接参数表名称坡口角度钝边间隙电源极性预热温度（基层）层间温度（基层/复层）参数60°±5°1-1.5mm1.5-2mm直流反接100-150100-150/60-80制表： 高军 审核：赵

20、永秀 制表日期： 2015 年 5月6 日基层、过渡层、复层焊条直径、焊接电流、焊接速度参数表焊缝层次焊接电源焊接方法焊条直径(:mm)焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度(cm/min)基层DC-SMAWJ427(3.2)85-9520±18-8.5填充层DC-SMAWJ427(4.0)130-17525±2盖面层DC-SMAWJ427(4.0)130-16024±1过渡层DC-SMAWA302(3.2)85-9518±29-10复层DC-SMAWA102(3.2)85-9518±29-10制表： 白俊 审核：赵永秀 制表日期： 2015 年

21、 6月12 日十、效果检查对策实施后，我小组于2015年6月107月15日对2号料仓、3号料仓焊接一次合格率及焊接缺陷率统计如下：根据设计要求的探伤比例对2号料仓100道焊缝进行检测，共有4道焊缝不合格，其中3道为表面缺陷，1道为射线探伤所发现的缺陷。复合板材焊接一次合格率统计表序号焊缝检测数量合格数量不合格合格率（%）110095595制表： 杨坤 审核：赵永秀 制表日期： 2015 年 6月15焊接缺陷统计表缺陷检查方法咬肉裂纹气孔未焊透余高小计外观检查200013射线探伤002002总计5制表：张磊 审核：赵永秀 制表时间：2015年6月21日根据设计要求的探伤比例对3号料仓100道焊缝

22、进行检测，共有4道焊缝不合格，其中3道为表面缺陷，1道为射线探伤所发现的缺陷。复合板材焊接一次合格率统计表 序号焊缝检测数量合格数量不合格合格率（%）110096496制表： 杨坤 审核：赵永秀 制表日期： 2015 年 6月26 日焊接缺陷统计表缺陷检查方法咬肉裂纹气孔未焊透 余高小计外观检查100023射线探伤010001总计4制表：高军 审核：赵永秀 制表时间：2015年7月1日活动前后效果对比柱状图95.5%87%94%75%80%85%90%95%100%活动前值目标值活动后值制图：赵勇 审核：赵永秀 制图日期：2015年7月15日结论：通过焊接处理和选定合理焊接参数使不锈钢和碳素钢

23、双层复合板材焊接一次合格率达到95.5%，本次活动的目标圆满实现。十一、效益社会效益：通过本次活动，提高了30万吨/年PVC项目成品库料仓的焊接质量，按照甲方要求的工期完成了成品库料仓的制作安装任务。不仅使我们积累了宝贵的复合板焊接经验，同时也彰显了公司的非标设备制作安装能力。经济效益：本次QC活动自对策实施以后，每个料仓减少有缺陷的焊口100×（0.94-0.87）=7道焊口，经计算节省的费用如下：1、节约无损探伤费：以底片的有效范围为250mm计，纵焊缝为2m计，每道焊口需拍片8张，每张片子按合同价55元计，3个料仓共节省费用为：55×7×8×3=9240元。2、节约焊口返修人工费：每道缺陷焊口需要2个人工处理完成，每个人工为240元，3个料仓共节省费用为：240×7×2×310080元。3、节约电焊机台班费：处理缺陷焊口需要电焊机台班7个台班，每个台班按140(台班费+电费)元计算，3个料仓共节省费用为：140×7×2×35880元。4、节约焊接材料基层J427焊条20公斤（6.02元/公斤），过渡层302焊条10公斤（34元/公斤），复层A102焊条11公斤（63元/公斤）。三台料仓共节省焊接材料：7×（20×6.02+10&#