第十五冶金建设有限公司金属结构厂黄石车站旅客天桥箱型梁制作QC小组--黄石车站旅客天桥箱型梁制作质量控制

1、QC小组成果发布材料小组成果发布材料黄石车站旅客天桥箱型梁制作质量控制黄石车站旅客天桥箱型梁制作QC小组第十五冶金建设有限公司金属结构厂二00五年九月十五冶三公司金属结构厂黄石车站旅客天桥箱型梁制作QC小组一、工程概况一、工程概况 黄石车站旅客天桥是由铁道第四勘察设计院设计的改建铁路武九黄石车站旅客天桥是由铁道第四勘察设计院设计的改建铁路武九线线-武昌至九江段扩建提速工程跨线部分钢箱梁。钢箱梁为焊接双室武昌至九江段扩建提速工程跨线部分钢箱梁。钢箱梁为焊接双室箱型截面。钢箱梁截面尺寸为：高度为箱型截面。钢箱梁截面尺寸为：高度为1 1米，宽度为米，宽度为5.45.4米，长度为米，长度为3131米。

2、每根分为米。每根分为4 4小件制作，在金属结构厂预拼装完毕后运往现场吊装。小件制作，在金属结构厂预拼装完毕后运往现场吊装。在现场再将箱型梁焊接成整体。在现场再将箱型梁焊接成整体。箱型梁共三座，箱型梁共三座，单根箱型梁的最大重单根箱型梁的最大重量为量为7878吨吨 ，共计，共计200余吨。余吨。 二、二、QC小组概况小组概况 黄石车站旅客天桥箱型梁制作制作QCQC小组成立于小组成立于20052005年年8 8月，注册号为月，注册号为JGC-QC200506JGC-QC200506，小组成员均接受过，小组成员均接受过TQCTQC学习培训，每年均根据工程项学习培训，每年均根据工程项目开展活动，目开展

3、活动，QCQC小组的成员情况见下表：小组的成员情况见下表：QC小组成员表小组成员表 表表 一一33副组长项目技术负责人焊接工程师赵小兵38施工人员班组技术负责高级铆工何建平48施工人员焊工班长高级焊接技师徐和平40施工人员车间工长高级技师邹解元46质量负责人质量总监工程师陈希环45副组长无损检测负责人无损检测工程师何晓跃34组长总工程师工程师周 琪年年 龄龄本小组任职本小组任职职职 务务职职 称称姓姓 名名28学时学习课时学习课时小组成员均接受过TQC学习培训培训学习培训学习攻关型课题类型课题类型2005年8月9月活动时间活动时间JGC-QC200508课题注册号课题注册号黄石车站旅客天桥箱型

4、梁制作质量控制课课 题题JGC-QC200506注册号注册号黄石车站旅客天桥箱型梁制作QC小组小组名称小组名称张艳华技术员资料负责人资料员24三、三、PDCA循环循环（一）（一）P阶段阶段计划阶段计划阶段1、选题理由、选题理由企业质量方针：今天的质量和服务就是 明天的市场 金属结构厂质量目标：铁道部优质工程理由（1）箱型梁属于超长、超重、超宽的钢结构制作构件理由（2）仰焊焊接质量要求很高所有的焊缝质量均为二级焊缝理由（3）因焊接和火焰矫正等各方面因素影响，起拱度较难控制理由（4）仰焊焊缝的焊接属于高空露天作业，CO2 气体保护焊焊接质量难控制选题选题：黄石车站旅客天桥箱型梁制作质量控制2、现状

5、调查、现状调查 我们QC小组对第一根箱型梁的制作的仰焊焊接质量、平板对接焊缝的焊接质量、箱型梁的整体起拱度、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 ） ：黄石车站旅客天桥箱型梁制作质量缺陷调查统计表黄石车站旅客天桥箱型梁制作质量缺陷调查统计表 表表 二二 序号序号影响因素影响因素频数频数频率（频率（%）累计频率（累计频率（%）1仰焊平板对接焊缝的焊接质量1878.478.42平板对接焊缝的焊接质量28.787.13箱型梁的整体弯曲14.391.44箱型梁的整体扭曲14.395.75其他14.31006合计23100制表人：赵小兵 制表日期

6、：2005年8月28日 小组共抽查了102个点，不合格点为23个，箱型梁制作质量合格率为77.5%。按上表的数据，绘制出箱型梁制作质量缺陷排列图（见图一）。010302 4 812162018232221构件的扭曲构件的弯曲平板对接焊缝的焊接质量1811频数(点)95.7%91.4%87.1%78.4%10090602040频率（%）1仰焊平板焊缝的焊接质量其他8070500ABC 图一图一 箱型梁制作质量的缺陷排列图箱型梁制作质量的缺陷排列图 由排列图可知，箱型梁制作质量的主要缺陷是：仰焊缝的焊接质量。由排列图可知，箱型梁制作质量的主要缺陷是：仰焊缝的焊接质量。3、确定目标及可行性论证、确定

7、目标及可行性论证目标：目标： 彻底改变箱型梁制作仰焊焊接质量不合格的通病。 箱型梁的制作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）：图二图二 活动前水平与目标值对比活动前水平与目标值对比制图：赵小兵 制图日期：2005年8月6日77.5%96% 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体系认证。 铁道部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： 由于现场高空CO2保护焊受环境因影响较大 ，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：

8、小组成员对控制箱型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：、原因分析： 我们QC小组召开原因分析会，分析箱型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）：箱型梁仰焊焊接质量控制人员工艺材料环境焊接后焊缝热影响区冲击韧性过高焊接后的热处理不到位，热处理要规范技术素质不高专业培训不足质检员把关不严执行制度不严火焰加工坡口不均匀坡口的清理不彻底焊缝的盖面层咬边现象严重焊接清根部位有超标的焊接缺陷施工环境较差焊接位置为仰焊位置机械焊接规范受外部电压波动影响较大责任心不强缺乏质量教育金属结构厂没有机

9、械坡口加工设备焊接之前要用角磨机将坡口彻底清除干净要注意焊接的规范参数，按工艺评定施工焊接清理要到位，要按焊接工艺评定施工箱型梁仰焊焊缝焊接质量分析系统图箱型梁仰焊焊缝焊接质量分析系统图箱型梁翼缘板和腹板化学成分S的含量偏高选用含Mn量偏高焊材焊接规范参数不稳定5、要因确认、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）。要因确认表要因确认表 表表 三三序序号号末端因素末端因素确认内容确认内容确认确认方法方法时间时间验证人验证人确认确认结果结果1缺乏质量教育经调查，项目部已定期组织工人学习企业的质量方针及其它的提高质量制度

10、措施的教育，并有记录。调查提问2005.8陈希环张艳华非要因2培训不足对所有焊工和铆工上岗培训进行调查，培训率100%，得分均在88分以上。查看培训记录2005.8陈希环张艳华非要因3执行制度不严经过调查，结构厂质检制度健全，质检员水平高，把关严，且结构厂对所有的质检员都有考核记录。检查奖惩记录2005.8陈希环张艳华非要因4坡口加工不均匀坡口不光洁下料班组半自动气割时用技术熟练的气割操作工进行坡口加工，并随时检查坡口是否符合工艺要求现场调查2005.8赵小兵何晓跃要因5焊接规范参数不稳定、成型不良严格按照评定合格的焊接工艺施工，严格控制焊接规范，焊接完毕后24小时进行无损检测现场调查2005

11、.8赵小兵何晓跃要因6经无损检测发现根部较多缺陷监督焊接操作工电弧气刨清根要彻底，清根完毕后用角磨机将坡口清理干净后在按焊接工艺评定施工超声波检测2005.8赵小兵何晓跃非要因7仰焊焊接容易出现焊接裂纹选用含Mn量比较高的CO2气体保护焊丝配合纯度较高气体进行施焊，提高Mn/Sbi比增强抗裂纹的能力超声波检测2005.8赵小兵何晓跃要因8焊缝的冲击韧性太高、硬度较高严格按的焊接热处理规范进行施工，严格控制焊接后的热处理温度和保温时间现场调查2005.8赵小兵何晓跃要因9材料采购把关不严经验证，结构厂已采取措施，对材料采购员已进行教育，甲方供应应严格检查材质证和材料检验材料检验2005.8赵小兵

12、非要因10夜间施工环境较白天差由于工期要求紧，因此必须采取夜间施工，经现场调查，已由原来的3盏镝灯照明，增加到6盏镝灯照明，光线完全符合夜间施工作业要求。现场查看2005.8邹解元何建平非要因11焊接设备老化焊接参数不稳定对所有的焊接设备进行维修，性能比较差的设备已经停止使用，新购置了CO2气体保护焊接设备现场查看2005.8赵小兵何晓跃非要因 根据上述验证情况，找出影响焊接质量的四个主要因素：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、仰焊焊接缝出现未焊透和焊接裂纹；4、焊缝的冲击韧性太高、硬度较高。6、制定对策、制定对策针对影响二级焊缝焊接质量的四个要因，

13、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）。对对 策策 表表 表表 四四序号序号要要 因因对对 策策目目 标标措措 施施地地 点点责任人责任人时时 间间1焊接坡口加工不均匀坡口不光洁用技术熟练的气割操作工按下料工艺施工焊接坡口尽量无缺陷，气割坡口质量符合规范采用半自动气割机械气割，火焰大小和坡口的角度符合GB50205-2001要求操作现场邹解元赵小兵2005.8.6 2焊接规范参数不稳定焊接成型不良采用技术熟练的焊接技师按评定合格工艺焊接焊接外观符合规范要求，焊接工艺参数稳定在焊接工程师的指导下，采用弧压反馈自动调节系统直流电焊接

14、进行焊接操作现场邹解元赵小兵 2005.8.83仰焊焊接容易出现未熔合焊接裂纹做焊接工艺评定选用低氢焊接材料保证焊接后经过无损检测无裂纹焊接前预热焊接后热处理工艺措施进行焊接，保证在焊接过程的层间温度操作现场何晓跃赵小兵2005.8.104焊接后的冲击韧性较高严格控制焊接线能量和焊接热处理试验结果达到优良焊接后的保温时间和温度符合规范的要求焊接试验室何晓跃赵小兵2005.8.12（二）（二） D阶段阶段组织实施组织实施 根据对策，采取有效措施落实到位，认真实施。实施一：实施一： 焊接坡口加工不均匀和光洁度的控制 改善切割条件和组织人员培训加强操作人员的责任心。 1、对半自动切割机械的轨道进行调

15、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； 2、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，确保坡口满足GB50205-2001的技术和规范要求，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：实施二： 焊接规范参数的不稳定焊接成型不良的控制 焊接参数的不稳定主要受焊接设备和人员素质的影响。 1、首先要将所有的焊接设备进行维修，使焊接设备的电流表和电压表都处于良好的状态。 2、在正式的构件焊接之前要作好焊接工艺评定工作，对

16、于箱型梁的仰焊缝结构厂主要的仰焊接位置的平板对接工艺评定GP2006-068，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，确定了仰焊焊接的最佳焊接规范参数，经无损检测一次合格率为100%。实施三：实施三： 仰焊焊接的未焊透和焊接裂纹的控制 大范围厚板的仰焊工作的焊接在金属结构厂还属于首次，也是箱型梁焊接的难点。 通过QC小组的研究，一致决定采用CO2气体保护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。 1、焊接材料采用高锰焊丝H08Mn2SiA配合纯度

17、较高CO2气体的来进行施工焊接；2、通过焊接前的预热，焊接过程中严格控制焊接线能量和层间温度以及严格的焊接规范参数；3、仰焊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仰焊的焊接质量基本得到了保证。实施四：焊缝的力学性能的控制实施四：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、焊材、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、弯曲和冲击主要受焊接线能量和焊接后的热处理的影响，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

18、间要严格按照焊接工艺评定执行。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实施过程的技术总结 上述四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、保证焊接设备的正常、保证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，最后箱型梁保质量、保工期的顺利完成了制作任务，箱型梁的质量成果的取得主要是通过对焊接规范参数的控制，使得箱型梁仰焊的焊接质量得到有效的控制。（三）（三） C 阶段阶段 效果检查效果检查 小组成员会同质监站、监理一起于2005年8月28日开始检查，采用超声波检测仪器和焊接量规检查，共检查150处

19、（详见下表）： 表表序号检查构件检查项目检查工具检查点数合格点合格率1箱型梁GL-1焊接焊缝的外观缺陷和内部缺陷以及焊接变形焊接量规、超声波检查仪器、直尺、放大镜605896.%2箱型梁GL-2504998 %3箱型梁GL-3403997.5 %合 计15014697.3%其实测合格率已从QC小组活动前的77.5%提高到97.3%（见图）活动前后效果对比图77.5%96%97.3%（四）（四） A阶段阶段总结阶段总结阶段 1、质量情况：、质量情况： 经统计汇总，活动前制作的第一根箱型梁施工存在质量缺陷，合格率为77.5%，活动后，质量合格率为97.3%。 2、社会效益：、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，铁路系统大型箱型梁制作在金属结构厂第一次制作，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：、无形效益：小组组长带领小组成员对活动前后进行自我评价，使我们QC小组又得到了一次