国家体育馆QC成果之提高钢结构现场焊缝的一次合格率

提高钢结构现场焊缝的一次合格率中国一冶国家体育场（鸟巢）项目部QC小组发布人：曹仁一、工程概况国家体育场（鸟巢）工程为2008年北京奥运会主会场。其设计新颖，空间钢结构由24榀门式桁架围绕着体育场内部碗状看台区旋转而成，结构组件相互支撑、形成网格状构架，组成体育场整体的“鸟巢”造型。场内可容纳10万人同时观看比赛。我单位承接钢结构工程的现场拼装及其焊接任务（计从P9～P18线的工作任务）。

国家体育场钢结构焊接特点1、焊接量大及板厚大，其一件组合柱（含上、下柱）在现场拼装的焊缝数量达540余米；组合柱的内柱的板厚全部超过60mm，外柱最薄的为36mm。

2、特殊钢（Q460E、GS-20Mn5V铸钢）的焊接，其中Q460E钢的焊接，根据数据库的搜索，Q460E钢日本曾焊接过板厚最厚80mm，而我们焊接的Q460E板厚达110mm，这在世界上是首次大板厚、大规模使用。其余钢材材质为Q345GJD。

3、焊接质量要求高，所有现场拼装焊缝为一级焊缝（100％UT检测），焊缝余高0～1mm，焊缝宽度偏差不超过3mm，焊缝外观成型美观等。施工现场的焊接方法选用结合现场情况、生产率以及焊接变形小的特点，本工程的焊接方法选用CO2气体保护焊（平、横、立焊位）和手工电弧焊（仰焊位）。在时间紧、任务重、现场施工难度大的情况下，为保证焊接质量，我项目部QC小组选择了“提高钢结构现场焊缝的一次合格率”为课题开展QC小组活动。小组名称一冶工安国家体育场项目部QC小组注册登记号一冶工安字00502号成立时间2005年8月5日小组类型攻关型活动课题提高钢结构现场焊缝的一次合格率活动时间2005年11月1日至2005年12月3日活动次数10小组荣誉1、中国一冶优秀QC成果一等奖2、中国冶金建设协会优秀QC成果一等奖3、全国工程建设优秀质量管理小组QC成果二等奖二、小组概况姓名性别年龄学历职称小组职务承担工作魏雅珍女35大学工程师推进者指导QC活动曹仁男31大专工程师组长总负责技术负责张志海男26大专工程师副组长质量监测程国辉男41高中焊接技师组员对策实施刘进男25大学助理工程师组员课题调查会议记录梁钰男23大专助理工程师组员联络协调朱建伟男47大专工程师组员检查效果小组成员

三、选题理由项目部的焊接目标钢结构现场焊接合格率达到94%以上客观存在通病现场钢结构焊接时，存在焊缝返修情况，焊接合格率为89.2%选择活动课题提高钢结构现场焊缝的一次合格率序号名称缺陷长度（m）备注1夹渣17.25条状夹渣2外观成型2.633未熔合2.10包括点状夹渣，一个缺陷按50mm计算4气孔2.505咬边1.546裂纹0.92包括未焊满合计26.94制表人：曹仁时间：

通过C13下柱的焊接，经UT检测现场统计，C13下柱焊缝长度为252.27m，合格长度225.33m，合格率为89.32%，见下表：四、现状调查

C13下柱焊缝不合格长度统计表

焊缝缺陷频数统计表序号项目频数频率（％）累计频率（%）1夹渣5864.064.02外观成型99.873.53未熔合88.782.44气孔88.791.15咬边55.596.66裂纹22.298.97其它11.1100合计91100100制表人：曹仁时间：制图人：曹仁时间：焊缝缺陷排列图结论：从上图看出，焊缝内部夹渣是影响焊缝一次合格率的重要因素。36.4018.25854.672.8064.073.582.491.196.698.9100夹渣观感不好未熔合气孔咬边裂纹其它8589219120406080100累计频率%频数五、制订目标小组将钢结构现场焊缝的一次合格率制订为95%。89.32%95%现状目标

目标可行性分析1、调查表明，焊缝不合格率100％－89.32％＝10.68％，其中焊缝夹渣所占频率为64％，小组分析认为，只要治理夹渣90%，可将不合格率降为10.68％-10.68％×64%×90%=4.53%，则焊缝一次合格率1－4.53%=95.47%＞95％。2、同等条件下，现场另一施工单位的焊缝一次合格率94.16%。

结论：焊缝一次合格率目标制订为95%是可行的。

六、原因分析因果图焊接工艺不完善焊缝夹渣焊接区域环境差工序安排不合理焊道清渣困难技术素质低人培训不到位组织不协调沟通不好焊材使用时不规范制图人：曹仁时间：操作工序混乱责任心不强考核制度不完善焊机老化机电流/电压调节失灵料焊材质量不合格焊条未按要求烘干焊丝上有油污等小型工具不到位法环风速超标科学性合理性不强七、要因确认序号末端因素验证方法确认过程负责人结论1考核制度不完善调查分析项目部的5#文件《关于焊工考核办法》,明确规定了焊缝一次合格与返修长度的奖惩办法刘进非要因2培训不到位调查分析参战焊工83人，C13下柱焊接时仅强化培训了67人，未强化培训的焊工技术素质较差曹仁3沟通不好调查分析项目部建立了月例会、周例会制度，并有焊接记录，每一个焊口均有向施焊人员传达焊接工艺卡等有关技术资料程国辉非要因4小型工具不到位现场验证按照工程进度在当地购买小型工具，能够及时消除在焊接过程中的缺陷梁钰非要因是要因续表序号末端因素验证方法确认过程负责人结论5焊机电流/电压调节失灵现场验证项目部在本工程开工前按鸟巢工程焊接专家组验证好了的焊机品牌，新购置40台CO2气体保护焊机、30台直流焊机刘进非要因6焊材质量不合格调查分析所有焊材都有合格的《焊材质量证明书》，且每批焊材按规范要求复检合格后才能使用，有《焊材质量复检报告》曹仁非要因7焊条未按要求烘干现场验证焊工使用的焊条均采用远红外烘干箱烘干，焊条烘干由专人负责，所有焊条均有《烘干记录》，烘干温度符合规范要求朱建伟非要因8焊丝有油污等现场验证焊丝为新购置的，且每盘焊丝开封后两天内用完，焊接前均未与油污、杂质等接触朱建伟非要因续表序号末端因素验证方法确认过程负责人结论9工序安排不合理理论分析仰焊焊缝较多，质量难以保证；特殊钢焊接经验国内无从借鉴程国辉10焊接工艺不完善理论分析经鸟巢工程焊接专家组论证，CO2气体浓度需提高并优化焊接材料曹仁11风速超标现场验证10次检测焊接区域的风速，CO2气体保护焊焊接区域平均风速4.8m/s，手工电弧焊焊接区域平均风速10.5m/s，均大于规范要求（规范要求：CO2气体保护焊焊接区域风速小于2m/s，手工电弧焊焊接区域风速小于8m/s）梁钰制表人：曹仁时间：是要因是要因是要因

八、制定对策序号要因对策目标措施负责人地点完成时间1培训不到位加强培训使焊工技术素质达到要求参与鸟巢工程强化培训班；聘请老师指导；举办知识讲座；组织焊工相互交流会程国辉施工现场05.11.92工序安排不合理优化方案工序安排合理尽量减少仰焊；模拟焊接；电脑模拟组装曹仁施工现场05.11.143焊接工艺不完善改善工艺使焊工按照最佳工艺焊接提高CO2气体浓度；优化焊接材料曹仁施工现场05.11.114风速超标改善施焊区域环境手工电弧焊风速＜8m/s、CO2气体保护焊风速＜2m/s搭设整体防风棚刘进施工现场05.11.14制表人：曹仁时间：（一）、强化质量意识，加强焊工的技能培训1、组织未强化培训的焊工参加鸟巢工程的焊工强化培训班。2、聘请大学院校的焊接专业老师郑玉林副教授进行现场指导。3、邀请鸟巢工程焊接专家组成员、国家焊接专家戴为志教授对焊工进行知识讲座。4、组织焊工相互之间进行技术交流。由焊接技术强的焊工来讲授焊接过程中操作心得。九、对策实施焊接老师和焊接专家在授课焊工相互交流会以下是实施情况照片:效果检查：强化培训的焊工顺利通过国家冶金焊考委的笔试和操作考试。焊工强化培训（二疤）、必优化气方案敲，明挤确焊睬接工基序1、改烘变焊滚位。株仰焊淡位较喊多，箩施焊躁时焊脏工需户躺在竭地上礼焊接锡，对这于保膀证焊跑缝的孔质量授很困馆难，类我们漂采取仅小拼罪后构焦件翻烟身，妖将仰参焊位隙改平怖焊、芽横焊随、立士焊位瓶，这筑样就丈避免进大部术分的胞仰焊滚焊位辆。原仰焊典需躺地助上焊接构件糟小拼肚之后蒸焊接2、特稳殊钢角材焊摊口，弊现场掌模拟据焊接铜。对疤于Q4廊60谅E、GS腐-2傲0M嚷n5们V钢材的阶焊口，饿为了使欣焊工焊初接时心昏中有数周，按正姓式构件渡的材质规、坡口喇形式制烂成试板教，让参疑与焊接葬特殊钢棚材的焊席工模拟狸焊接，骄焊后焊饼接老师焰进行讲柏评。模拟焊舍接焊接最讲评3、运嫩用电立脑模凉拟增杀强组叮装精数度。问由于旺本工分程的来所有鹿构件府均为利弯扭芳的箱甲型构唯件，惕在拼哥装时勤，通姥过电警脑三真维模当拟构水件组暴装、克电脑启放样效以及戴利用研全站可仪定障位来萝提高亏焊前但坡口贵组装离质量求。全站赶仪定显位电脑三浑维组装效果检王查：通兰过改变滥焊位，沈焊工操丝式作手法释稳定；侵模拟焊翼接，特获殊钢焊践接时焊饮工心中章有数，毁不再惧罪怕；模纪拟组装摆，焊接缸前的坡湿口间隙鸽、错边胖、垫板教检查时10姥0％合格喷。（三翠）、仔论证落科学耻性，笋改进温焊接萄工艺1、将牛原实顺芯焊朋丝盖给面的帽焊接今方法桂改为禁药芯禁焊丝项或焊砖条盖门面的彩焊接踩方法驱。药恩芯焊询丝盖蠢面和只焊条舱盖面丑的焊校接方如法根岸据焊劳工自榨身技迈能的竹情况御选用膛，不矩作限角制。2、改版用纯抬度更直高的平食品祝级纯CO2气体付，纯拉度达99言.9斜9%。气胶体纯意度高君可降牺低夹税渣和豪气孔乌产生弄的几晨率。效果乓检查筹：通旗过改馅进焊膀接工被艺，井经临蓬时UT检测抽沙查，其格焊缝内芹部质量毛和外观顿质量得治到提高菌。1、C1环3下柱壮焊接焰时采锁取的袍是局驰部防作风，愧其焊恐接区蔽域风慌速超霉标，鱼采取事整体乎防风瘦可有霜效杜变绝风匀速对纪焊接厦的影渐响。构件整酱体防风（四吊）、案改善企施焊拘环境诞，搭智设整奸体防墨风棚效果毙检查嫂：在刺焊接鱼区域导抽查镜检测颤风速10次，胶其风敏速均扭在1.机03羞m/侦s左右，拼符合焊辽接时要丸求的风赶速。1、淘20昏05被年1搞2月缩慧2日吨，我流们对C14下柱什的焊塌接质洲量进责行检乱查，C1不4下柱焊痛缝总长灰度31管5.6矛1m，不合使格长稠度1.1削7m，焊扩缝一血次合线格长糕度314烂.44先m，则C14下柱皂焊缝界一次殊合格枣率为99散.6堡3%。十、尾效果娃检查序号名称合计长度（m）备注1夹渣0.05条状夹渣2未熔合0.233气孔0.24包括点状夹渣，一个缺陷按50mm计算4裂纹05咬边0.256外观成型0.40包括未焊满合计1.17C1柱4下柱乡丰焊缝害不合统格长速度统像计表活动前铜后焊缝弱一次合残格率对贝比柱状磨图活动前目标活动后8085909510089.32%95%99.63%合格率%制图人填：曹仁处时间觉：质量证息明材料本工程援的焊缝劈燕超声波炊检测单集位上海怜宝冶工谱程技术爪公司检副测站出夏具的证桌明材料勒！通过浮实施QC活动霜，对娃现场晋钢结务构的产焊接针技术丽改进忠，达炼到并观超过然了预双定的挨目标今值，起使该码工程垄一次造性通死过北泡京市湖“结码构长牌城杯班”验耗收。通过QC活动民后的C1饺4下柱通过QC活动后孙的优质斩产品2、社厉会效沿益（1）在施隆工阶段财，公司液及总公院司各兄题弟单位炮组织了得多次现踏场技术固交流和手观摩学凳习，扩炉大了本悼项目的寻知名度吓。（2）我垦们运素用QC方法提痕高了工绳程质量降，让业摆主相当米满意。贫业主将涛原不包莫含在合删同范围命内的400构0t的任缘瑞务直刚接承猴包给货我们英。（3抽）本针项目茧的技触术实犯力提灾高了通企业电在当题地的漂知名己度，阵为企弟业在逢当地约开展享市场匀打下我基础徒。我吵单位牛在北筹京相杏续承敲接了妙几个屯工程感。（4）为企蚀业向非异冶金行亦业建筑享发展提窃供了技钉术支持该。3、无嫁形效童益大家在夹这次活领动中，炊不仅增印强了攻雹克难关府的自信产心，提摆高了解箩决问题岁的能力屿，而且拍还加强捆了集体斤的团队大协作精沈神。活动前团队精神质量意识个人能力自信心活动后TQM知识5432154321543215432154321项目自我评价活动前(分)活动后(分)质量意识34个人能力24TQM知识34自信心24团队精神35结论：通过雷棚达图可浩以看出且小组成扯员在以希上五个穿方面均欲得到较租大的提暴高。为了使歼活动成叠果有效疗的保持绿和继续客提高，乡丰我们针挑对各项历对策实防施后的赞效果，记小组采奥取一系腿列措施搁：1、对堡该项捏技术专和施芦工方团法进侮行了解进一贤步的目总结骗完善数，并漏形成检了技股术工选法（角编号忙：YYG靠F00除5-0磨2)。2、将QC成果瞧推广削到项大目的C9、C10、C11、C12、C1跃5、C16、C17等上拍、下牲