确保型钢混凝土组合结构厚钢板低温焊接质量（18页）

1、确保型钢混凝土组合结构厚钢板低温焊接质量目 录 TOC o 1-3 h z u 1. 工程工程概况 PAGEREF _Toc157671441 h 12. 小组概况 PAGEREF _Toc157671442 h 12.1 小组成员和培训情况 PAGEREF _Toc157671443 h 12.2 小组活动目标 PAGEREF _Toc157671444 h 22.3 活动目标的可行性论证 PAGEREF _Toc157671445 h 22.4 小组活动制度 PAGEREF _Toc157671446 h 33. 选题理由 PAGEREF _Toc157671447 h 34PDCA 阶段

2、循环 PAGEREF _Toc157671448 h 44.1 调查 PAGEREF _Toc157671449 h 44.2 原因分析 PAGEREF _Toc157671451 h 54.3 要因确认 PAGEREF _Toc157671452 h 84.4 制定对策 PAGEREF _Toc157671453 h 94.5 对策实施 PAGEREF _Toc157671454 h 104.6 效果检查 PAGEREF _Toc157671455 h 144.7 成果与巩固 PAGEREF _Toc157671456 h 154.8 遗留问题和今后的打算 PAGEREF _Toc15767

3、1457 h 16确保型钢混凝土组合结构厚钢板低温焊接质量小组名称：*公司*广场钢结构QC小组1. 工程工程概况*广场为香港*集团投资兴建的超高层建筑，该工程地下3层、地上47层，总建筑高度198m，建筑面积17.3万m2。工程建成后将成为大连的标志性建筑之一。本工程总体质量目标是“确保省优，争创国优”，主体结构质量确保获得“辽宁省优质主体结构”。该工程A座塔楼47层，自地下3层地上43层为型钢混凝土组合结构；竖向结构全部内置H型钢柱，转换层内还有型钢混凝土梁；翼缘板厚度为36mm，连接焊缝全部为I级熔透焊缝，其余部位为半熔透II级焊缝。除屋顶钢结构外，组合结构钢板材质均为Q345B低合金高强

4、度结构钢。工程概况见下图：2. 小组概况2.1 小组成员和培训情况本小组成立于2006年10月15日，由具有较强的QC理论基础和施工经验的成员组成，小组成员均为施工中的技术骨干，都接受过40小时以上的TQC教育。小组简介见QC小组简介表（见表1）。 QC 小 组 简 介 表 表1小组名称提高超大直径工程桩自密实混凝土水下浇注质量QC小组组建日期2006.9.15小组类型攻 关 型注 册 号人 数10活动时间2006.11.25-2007.1.15平均年龄32小组成员序号姓 名性别年龄组内分工文化程度职称TQC 学时1男34项目组织专科工程师602男30技术质量负责本科工程师603男74技术顾问

5、本科教授级高工604男30生产调度本科工程师505男28现场实施本科助工506男30现场实施本科助工407男56资料收集本科助工408男34现场实施本科助工409男26现场实施本科工程师5010男46试验中专工程师402.2 小组活动目标质量目标：一、二级焊缝全部达到设计及规范要求，UT探伤检测合格率100%，焊缝观感质量合格率 达到 95%以上。确保主体结构质量获得“辽宁省优质主体结构工程”称号，最终获得“国家优质工程”。2.3 活动目标的可行性论证1）QC小组小组活动得到公司领导的支持；2）我们小组成员具有良好的攻关能力和技术素质，有战胜困难和攻克难题的毅力和信心；3）我们拥有大型钢结构焊

6、接、吊装的实战经验和健全的质量保证体系，在钢结构焊接方面有一定的技术优势；2.4 小组活动制度1） 实行小组内部岗位分工负责制，各岗位人员协同配合，互相监督；2） 采取会议或集中讨论、及时汇总分析的活动方法；3） 每次活动小组出勤率在 95%以上；4） 定期进行全面质量管理和 QC 知识教育培训。3. 选题理由目前，低温焊接仍是一个质量事故的高发领域，尤其是36mm的Q345B及强度更大的低合金高强度结构的低温焊接技术，在国际、国内尚无成型的、可靠的工法，具备就此课题开展QC攻关的必要。制图：* 制图日期：2006年10月5日课题选定质量要求高，必须保证每个焊口的质量；同时获得“辽宁省优质主体

7、结构“工期要求紧，必须施工至07年2月中旬，需在严寒季节进行焊接作业目前国内低温焊接技术尚未完全成型，还处在不断探索和总结经验的阶段质量要求难保证，低温下焊接施工易出现质量问题，是关键过程和特殊过程4PDCA 阶段循环4.1 调查现状调查 1：1） 根据Q345B低合金高强度结构钢的负温焊接性能与专家建议：Q345B材质对接焊接温度不宜低于0，最低允许环境温度为-5。根据本工程67d/层的施工速度，现场进行搭设保温棚后进行焊接的方法难度太大，也不可能实施。2） 大连地区在12月 15 日平均温度已经陆续下降至-5；根据近10年的气象资料统计：大连地区1月初2月中旬为一年之中最冷的季节，平均温度

8、1015，最低气温为18。3）大连地区属沿海地区，冬季风大而频繁，对焊接影响很大。4） 施工管理人员将在寒冷的施工环境下进行钢结构的吊装、焊接工作；5） 施工工艺：H型钢柱在暖棚厂房内加工制作完毕，然后运至施工现场吊装就位并进行翼缘板板对接焊接（腹板采用扭剪型高强螺栓连接），全部为I级熔透焊。(a)焊接方法采用GMAW方法，焊接位置为F型，焊口形式为45度单坡口，焊接设备型号为KH(II)600。焊口形式见下图：制图人：* 制图日期：2006年10月10日(b)焊接工艺参数见下表：本工程型钢混凝土H型钢柱焊接全部采用CO2气体保护焊，加工制作采用3.2mm焊丝，现场安装采用1.2mm。焊缝分层

9、焊接，常温情况下共分8层进行焊接。其工艺参数如下： 焊接工艺参数表 表1序 号位置(层 数）焊材类型焊材规格（D）焊接电流（A）焊接电压（V）气体流量（L/ min）焊接速度1填充焊JQ.MG50-603.2/2填充焊JQ.MG50-601.225026028302530各层不一制图人：* 制图日期：2006年10月10日(2)焊接变形控制方法： H型钢柱焊接时，采用两台焊机对称施焊；焊接时采用焊工均布，由中间向两边退行的；焊接分层；所有构件的焊接分层施焊，每层焊接厚度不大于4mm。 现状调查 2：经对已成型构件探伤和现场观感质量检查存在的质量缺陷问题统计如下表： 焊缝质量缺陷统计表 表2焊缝

10、质量缺陷统计表序号项目统计质量情况1焊缝气孔、夹渣检查点150合格点82不合格点682焊缝微裂纹检查点160合格点101不合格点593未焊满检查点110合格点96不合格点144接头不良检查点100合格点90不合格点105根部收缩、对接焊缝余高不足检查点100合格点93不合格点76咬边检查点120合格点114不合格点6合计检查点740合格点576不合格点164制图人：* 制图日期：2006年10月10日 合格率：78% 频数表 表34.2 原因分析 序号存在问题频数频率（%）累计频率（%）1焊缝微裂纹6841.541.52焊缝气孔、夹渣593677.53未焊满148.5864接头不良106.19

11、2.15根部收缩、对接焊缝余高不足74.396.46咬边63.6100根据频数表排列图如下微裂缝夹渣、气孔未焊满接头不良根部收缩焊缝余高不足咬边41.5%77.5%86%92.1%96.4%100%频率N16416414168020406080100127制图人：* 制图日期：2006年10月10日经分析确定主要缺陷为焊缝微裂纹和夹渣、焊缝气孔，现进行因果分析如下：人员测温监督和监控不利部分焊工缺少低温焊接经验为什么出现焊缝微裂纹工人操作方法不当操作错误施焊人员责任心不强焊 接 出 现环境温度低于允许范围微预热.缓冷材料不合格测温剂灵 敏度 不满足需要参数错误预热缓冷措施不符合要求低温焊接方案

12、不完善天气变化应急裂措施不周密 纹由于温差太大防 保温防风效果不行机、料方法环境制图人：* 制图日期：2006年10月20日 因果分析图一人员焊接技术不过关部分焊工缺少低温焊接经验为什么出现焊缝气孔、夹渣人员责任心不强分层焊接清根不净焊接电流小，熔池温度低焊口不按规定进行烘烤预热焊 接 出 现 母材上有冰雪天气变化应急措 施不周密焊机机电流不稳孔雨雪天后空气湿度太大、保护气体纯度不符合要求机、料低温焊接技术方案不完善方法环境护棚搭设不及时夹 制图人：* 制图日期：2006年10月20日 因果分析图 二4.3 要因确认对产生气孔、夹渣和微裂纹的所有因素进行分析后,小组成员对产生以上质量缺陷的原

13、因采用打分评价法进行要因确认，按因素的重要程度打分。最高分 10 分，最低分 0 分，7 分以上确定为要因，由小组评卷 10 份，统计结果如下:要因统计认证表 1（微裂纹） 表4人员 得分项目要因类型ABCDEFGHIJ平均要因测温和监督监控不利人56566794385.4焊工缺少低温焊接经验77868859877.3工人操作方法不当86978876987.6施焊人员责任心不强预热、缓冷材料不合格机、料66754567685.3测温计灵敏度不够55667848676.1低温焊接方案不完善方法89875878877.5预热、缓冷措施不符合要求86978876987.6天气变化应急措施不周密866

14、75875876.7环境温度低于允许范围环境88799877887.9保温防风效果不行76758846656.2制表人：* 制表日期：2006年10月25日要因统计认证表 2（气孔、夹渣） 表5人员 得分项目要因类型ABCDEFGHIJ平均要因焊工缺少低温焊接经验人77895859877.2焊口不按规定进行烘烤预热56766874555.9焊接技术不过关75868546576.1人员责任心不强75756766886.5焊机电流不稳定机、料56755577686.1母材上有冰雪87455665675.9保护气体纯度不符合要求75884545665.8低温焊接方案不完善方法88779878677.

15、5天气变化应急措施不周密67668884666.5雨雪天后空气湿度太大环境88876878877.5防护设施搭设不符合要求76758846656.2制表人：* 制表日期：2006年10月25日经打分评定影响焊接质量出现微裂纹、气孔、夹渣的主要原因为：（1） 环境温度低于允许范围；（2） 低温焊接方案不完善；（3） 焊工缺少低温焊接经验；（4）预热缓冷措施不符合要求（5） 防护设施不符合要求制图人：* 制图日期：2006年11月5日低温焊接方案不完善焊工缺少低温焊接经验预热缓凝措施不符合要求防护设施不符合要求环境温度低于允许范围要因4.4 制定对策通过因果分析，经 QC 小组论证制定对策如下：

16、对 策 表 表5序号要 因对 策目 标措 施负责人完成时间1低温焊接方案不完善完善低温焊接施工方案 eq oac(,1)为 方 案 编 制 提供切 实可行 的依据； eq oac(,2)确定焊接工艺、突出低温过程控制要点； eq oac(,1)施工前进行低温焊接试验，模拟低温环境下的焊接性能和力学性能，获取低温焊接的工艺参数； eq oac(,2)补充完善低温焊接方案；施工前2环境温度低于允许范围采取保障措施在环境温度低于允许范围时进行低温焊接在保证施工质量的前提下进行低温焊接，不延误工期 eq oac(,1)进入冬期施工后由专人收集未来72h天气预报，做好突然降温准确； eq oac(,2)

17、提前做好低温焊接施工所需物资应急准备； eq oac(,3)确定实施低温焊接工艺的起止温度； eq oac(,4)采用搭设挡风棚及覆盖石棉布保温。施工全过程3焊工缺少低温焊接经验培养合格的低温焊接工人使得焊工能胜任低温焊接任务 eq oac(,1)筛选技术较好、质量意识强的焊工进行培训和交底，并进行培训和考核，考核合格后方可进行低温焊接； eq oac(,2)每周进行一次低温焊接“继续教育”，使之焊接技能保持最佳。施工前4防护设计不符合要求防护设施必须符合低温焊接要求防护设施能满足低温焊接工艺要求，确保焊接不受大风等不利环境影响而出现气孔、夹渣等质量问题 eq oac(,1)设计并制作出效果好

18、的防护设施，要求搭拆简易，能循环周转施工； eq oac(,2)实行低温焊前预检制度，每次焊接前由责任工程师和专职质量员对防护设施验收合格后签署同意施焊的许可证施工全过程中5预热缓凝措施不符合要求做好低温焊接的预热缓冷工作防止出现微裂缝等质量问题 eq oac(,1)重新进行方案培训和交底； eq oac(,2)修正预热及缓冷工艺参数； eq oac(,3)实行预热及缓冷全过程盘站监督和检查施工全过程制表人： 制表日期：2006年11月10日4.5 对策实施实施一：施工前进行低温焊接试验，模拟低温环境下的焊接性能和力学性能，获取低温焊接的工艺参数：根据大连的气象资料，我们确定本工程的Q345B

19、厚钢板低温焊接可以按照1015的条件考虑（尽管夜间很可能超过15，但夜间安排施焊）。经过多次反复的模拟试验，并将每次做好的模拟试件送至大连理工大学进行检测，最终获得了所需要的焊接工艺参数。通过试验，与常温焊接相比，我们获得了以下低温焊接技术要点：(1)填充焊接的电压/电流应减小1015；(2)打底施焊工艺参数可以与常温焊接相同；(3)盖面焊缝的电压及电流比填充焊加大30（其上道也适当增大）；(3)每层焊道的焊接速度降低降低1518；(4)焊道的层数应增加(本工程增加2道)，且每层焊道的上口宽度与厚度相比应1.11.2；(5)除焊接工艺参数外，预热和缓冷措施也非常重要。 焊接工艺参数表 表6焊接

20、道次焊接方法焊材类型焊材规格（mm）焊接电流（A）焊接电压（V）保护气体流量（L/min）焊接速度(cm/min)1GMAWJQ.MG50-601.21501602022253040432GMAWJQ.MG50-601.21802002224253040433GMAWJQ.MG50-601.21802002224253040434GMAWJQ.MG50-601.21802002224253044495GMAWJQ.MG50-601.21802002224253044496GMAWJQ.MG50-601.21802002224253044497GMAWJQ.MG50-601.2180200222

21、4253044498GMAWJQ.MG50-601.21802002224253044499GMAWJQ.MG50-601.220022025262530444910GMAWJQ.MG50-601.2240260283025304449制表人： 制表日期：2006年12月1日厚钢板对接焊缝试件做法及试验报告 （略） 低温焊接试验记录 表7试件编号试验状态开始时间完成时间焊前加温记录焊后加温记录开始温度完成温度完成焊件温度焊接人试验时间加温时间加温温度加温温度加温时间A1-1棚内 保温7：4010：5011 min12525523 min-6-1140张书存11月7日A1-28：5511：501

22、0 min12025420 min-5-1149汪上华11月6日A1-37：169：5412 min12525134 min-6-1155李洪11月7日B2-1室外 保温9：0011：4012 min12025032 min-5-6126张书存11月6日B2-27：109：4510 min12025338 min-5-9135汪上华11月7日B2-38：1011：2011 min12824921 min-5-7135李洪11月6日制表人： 制表日期：2006年11月15日实施二：采取保障措施在环境温度低于允许范围时进行低温焊接，在保证施工质量的前提下进行低温焊接，不延误工期。主要采取了以下措施

23、：（1）进入冬期施工后由专人收集未来72h天气预报，做好突然降温准备，做到未雨绸缪；（2）提前做好低温焊接施工所需物资应急准备，提前进场以备不时之需；（3）确定实施低温焊接工艺的起止温度：-515。（4）采用搭设挡风棚及覆盖石棉布保温。现场做法见下图：防风棚挡风 石棉布保温实施三：培养合格的低温焊接工人，使得焊工能胜任低温焊接任务（1）筛选技术较好、质量意识强的焊工进行培训和交底，并进行培训和考核，考核合格后方可进行低温焊接；（2）每周进行一次低温焊接“继续教育”，使之低温焊接技能保持最佳状态。低温焊接培训合格证/上岗证低温焊接培训交底会低温焊接培训 低温焊接培训合格证（ 略）实施四：防护设施

24、必须符合低温焊接要求根据低温焊接试验结果项目研究决定以下方案： 明确环境温度达到-5 时必须采用防护棚结合室外保温的焊接方法。（1）防护设施能满足低温焊接工艺要求，确保焊接不受大风等不利环境影响而出现气孔、夹渣等质量问题；（2）设计并制作出效果好的防护设施，要求搭拆简易，能循环周转施工；（3）实行低温焊前预检制度，每次焊接前由责任工程师和专职质量员对防护设施验等施工准备工作验收收合格后签署同意施焊的许可证。见低温施焊培训合格证。（略）实施五：做好低温焊接的预热缓冷工作，防止出现微裂缝等质量问题焊前用烤枪均匀加热 10 分钟，预热温度为 120150，后热温度 250，半小时后采用石棉被缓冷。向

25、所有管理人员、施工人员进行技术交底，明确操作工艺和方法。（1）若是原来获得的预热缓冷工艺参数因为环境条件发生重大变化，则修正预热及缓冷工艺参数；（2）若是重新进行方案培训和交底；（3）实行预热及缓冷全过程盘站监督和检查：严格过程控制：对温度实行严格监控质量和操作过程，专人测温。重点是焊前、焊后措 施的采取。4.6 效果检查经对现场情况调查，焊缝成型质量达不到设计要求的问题统计如下表8： 焊接质量合格率统计表 表8序号项目统计质量情况1焊缝气孔检查点120合格点112不合格点82焊缝微裂纹、夹渣检查点150合格点144不合格点63未焊满检查点110合格点106不合格点44根部收缩、对接焊缝余高检查点60合格点57不合格点35咬边检查点100合格点96不合格点46接头不良检查点120合格点11