建筑公司施工焊接QC小组研发箱型构件内隔板焊接方法成果汇报

研发箱型构件内隔板焊接方法发布时间：2012年2月24日课题目录QC小组概况2

总结及展望11

工程概况1

选题理由3

设定课题目标4方案选择5绘制对策表7

对策实施8

效果检查9

标准化10关键工序的确定6一工程概况

深圳市南山文化中心超高层项目工程建筑面积为23万平方米，地上共66层，总高度288米。工程概况转换层桁架三维图钢结构建筑立面图电渣焊焊接部位内隔板图a桁架层钢柱示意图图b桁架层钢梁示意图总焊接量：8500T电渣焊焊缝:1776条

小组名称中建二局深圳分公司精英QC小组注册日期2011年4月课题名称研究箱型构件内隔板焊接方法注册号CSCEC-SZ-2011-01活动时间2011年4月5日~2011年10月10日小组类型创新型小组成员名单及分工序号姓名文化程度组内职务职务职称组内分工教育时间1本科高级工程师副总工程师组长主持小组工作962大专工程师生产经理组员现场负责963本科工程师技术负责人组员技术负责724本科工程师技术员组员焊接工艺评定965本科工程师技术员组员质量监督管理966本科工程师安全员组员安全487本科工程师技术员组员资料、统计968大专高级技师下料段长组员负责下料969大专高级技师装配段长组员负责装配9610高中高级技师焊接段长组员焊接指导96三选择课题选题理由箱型构件内隔板加工焊接常用方法分段焊接法熔丝焊接法通过现场试验分析预计得出桁架一层分段焊接法焊接成本为8.5万元,比整板焊接法预算成本5.4万元超出3.1万元。操作环节控制要求高，操作焊接缺陷，导致返修量增大

焊接1m需要2小时,预计焊接工期为60天比要求工期35天超出25天。增加一台熔丝电渣焊焊机需8~10m2。选题理由分段焊接法熔丝焊接法成本高、工序多占地空间大，加工周期长，难以返修研发箱型构件内隔板焊接创新方法四设定课题目标目标:

箱型构件内隔板全熔透一级焊缝检测合格率100%,一次性检测合格率达98%以上。

目标可行性分析可行！对比某钢结构工程加工类似构件，采用3台熔丝电渣焊焊机加工制作,箱型构件内隔板全熔透一级焊缝检测合格率为100%，一次性合格率98.3%；

埋弧自动焊焊机与熔丝电渣焊焊机的基本原理相同,不同在于其送丝系统和导电系统。经过分析对比，小组成员提出对埋弧自动焊的送丝系统和导电系统进行创新。五方案选择中国建筑第二工程局有限公司深圳分公司

围绕“研发箱型构件内隔板焊接方法”这一中心课题，QC小组成员通过“头脑风暴法”集思广益对内隔板的焊接方法进行讨论，提出了以下两种焊接法：方案一分段焊接法整板焊接法I级方案对比方案二研发箱型构件内隔板焊接方法分段焊接法操作简单焊材用量大工期长，成本高整板焊接法操作不方便成本低工期长I级方案对比亲和图I级方案对比实施地点公司车间实施时间2011年4月5日~2011年4月10日执行人员章二龙雷安胜白新涛顾强将规格为□850*850*60两根相同的箱型构件进行组装-焊接试验,内隔板厚度为30mm。焊接方案分段焊接法整板焊接法焊接主要方法

箱型柱盖板从内隔板上下200mm处断开，完成内隔板焊接后，用二氧化碳气体保护焊进行盖板分段处焊缝的全熔透焊接将箱型柱组装成“U”后,将箱型中间两块内隔板完成三面焊接，然后盖箱型盖板；再完成中间两块隔板第四面焊缝，最后由内向外一次将两块内隔板焊接完成简图对比I级方案对比最终选择整板焊接法试

验分

析分析结果采用整板焊接方法，焊缝合格率能够满足要求，工期短，焊材用量少，节约成本。项

目分段焊接法整板焊接法下料工序（步）42组装工序（步）43总工序(步)85焊材用量对比图：工序对比：

工期对比图：

小组成员运用亲和图对整板焊接法进行进一步分解，提出了以下焊接方案：方案一熔丝电渣焊焊接法熔嘴＋埋弧焊焊接法方案二II级方案对比整板焊接法熔丝电渣焊焊接法设备占地大,不够灵活工期长熔嘴＋埋弧焊焊接法可用埋弧焊焊剂,节约焊材成本操作灵活简单设备成本低工期短II级方案对比亲和图最佳

实施地点公司车间实施时间2011年4月13日~2011年4月20日执行人员周

琦

章二龙

雷安胜刘鑫

白新涛

顾

强将规格为□850*850*60箱型构件进行组装-焊接试验,内隔板厚度为30mm。焊接方案熔丝电渣焊焊接法熔嘴＋埋弧焊焊接法焊

机工

作原

理对

比将Φ1.6mm焊丝通过熔嘴送入作为填充金属；采用JF-600专用熔丝电渣焊焊剂。通过对埋弧自动焊焊机的导电和熔丝系统进行创新，即熔嘴+埋弧焊焊机。其设计方案简图如下所示：将Φ3.2mm焊丝通过熔嘴送入同熔嘴一起作为填充金属；采用SJ10专用埋弧焊焊剂。熔丝电渣焊与熔嘴+埋弧焊焊接方案对比

试

验分

析1.占地面积对比：熔丝电渣焊需8~10m2；熔嘴电渣焊需2m2。2.焊接时间对比：①熔嘴＋埋弧焊焊接法相比熔丝电渣焊焊接法,焊丝直径大,单位时间内熔丝量大,且焊丝送入熔嘴同熔嘴一起作为填充金属。②通过实验熔丝电渣焊焊接箱型内隔板焊接1m长焊缝,所需时间为2h;熔嘴＋埋弧焊焊接法焊接箱型内隔板焊接1m长焊缝,预计所需时间为1.2~1.5h。综合分析结果采用熔嘴+埋弧焊焊接方法，除焊缝合格率能够满足要求之外，设备占地小,操作方便,工期短,节约成本。最终选择熔嘴＋埋弧焊焊接法III级方案对比熔嘴+埋弧焊焊机创新方案导电铜块尺寸的选择导电线的数量选择焊接熔合的方法选择10mm×35mm×100mm和10mm×35×60mm14mm×35mm×100mm和14mm×35×60mm20mm×35mm×100mm和20mm×35×60mm铜导线Φ120mm2一根铜导线Φ120mm2两根铜导线Φ120mm2三根焊丝通过熔嘴送入作为填充金属焊丝通过熔化嘴和熔嘴共同作为填充金属III级方案对比导电铜块的选择方案细化之（1）导电铜块的尺寸直接影响电流电压的稳定10mm×35mm×100mm和10mm×35mm×60mm14mm×35mm×100mm和14mm×35mm×60mm20mm×35mm×100mm和20mm×35mm×60mmIII级方案对比方案细化之（1）

图a铜块效果图图b铜块的尺寸III级方案对比方案细化之（1）实施地点公司车间实施时间2011年4月25日执行人员章二龙

雷安胜

刘鑫顾

强白新涛

根据熔丝电渣焊焊机和埋弧自动焊焊机的额定电压和额定电流进行推断,熔嘴+埋弧焊的焊接电压为38~42V、焊接电流为380~460A。焊接工艺评定的试件如下图所示。

铜块尺寸选择实验III级方案对比

序号123导电铜块的尺寸(mm)10×35×100和10×35×6014×35×100和14×35×6020×35×100和20×35×60铜块工作时：时间-温度曲线图时间-电压曲线图综合分析随时间的延长温度升高,40分钟后温度下降;随着时间的延长电压逐渐升高,40分钟后电压表烧坏电流最大值为440A,最小值为370A;电压最大值为40V,最小值为37V。即电压电流稳定电流最大值为430A,最小值为370A;电压最大值为41V,最小值为38V。即电压电流稳定,但相比2号材料成本高选择：14mm×35mm×100mm和14mm×35mm×60mm结论铜块尺寸选择实验III级方案对比方案细化之（2）导电线数量直接影响电流电压的稳定铜导线Φ120mm2一根铜导线Φ120mm2两根铜导线Φ120mm2三根导电线数量的选择III级方案对比方案细化之（2）实施地点公司车间实施时间2011年4月28日执行人员刘鑫

白新涛

顾

强

高微根据熔丝电渣焊焊机和埋弧自动焊焊机的额定电压和额定电流进行推断,熔嘴+埋弧焊的焊接电压为38~42V、焊接电流为380~460A。焊接工艺评定的试件如下图所示。

导电线数量选择试验

III级方案对比

序号123铜导线使用根数一根两根三根导电线工作时时间-电压曲线图时间-电流曲线图综合分析在25分钟，电流表电压表先后被烧坏电压位于38V~42V之间；平均电压为39.6V，电压稳定电流位于380A~460A之间；平均电流为430.5A，电流稳定；相比两根导线，材料浪费成本高铜导线Φ120mm2使用两根结论导电线数量选择试验对比III级方案对比方案细化之（3）焊接熔合的方法直接影响熔嘴+埋弧焊的焊接质量和焊接速度焊丝通过熔嘴送入作为填充金属焊丝通过熔化嘴和熔嘴共同作为填充金属焊接熔合的方法选择

实施地点车间焊接段实施时间2011年4月30日执行人员周

琦

章二龙

白新涛

赖腾飞

苗兴光

高微

根据熔丝电渣焊焊机和埋弧自动焊焊机的额定电压和额定电流进行推断,熔嘴+埋弧焊的焊接电压为38~42V、焊接电流为380~460A。焊接工艺评定的试件如下图所示。方案细化之（3）焊接熔合方法试验对比III级方案对比III级方案对比

采用焊丝通过熔化嘴和熔嘴共同作为填充金属序

号12熔合方法焊丝通过熔嘴送入作为填充金属焊丝通过熔化嘴和熔嘴共同作为填充金属焊接速度及探伤合格率检测综合分析平均焊接速度为1.21cm/min；探伤合格率低平均焊接速度为1.4cm/min；探伤合格率高结论采用焊丝通过熔化嘴和熔嘴共同作为填充金属焊接熔合方法试验对比结论箱型构件内隔板最佳焊接方法最佳方案！整板焊接法熔嘴+埋弧焊焊接法铜块尺寸为：14mm×35mm×100mm和14mm×35mm×60mm铜导线Φ120mm2使用两根焊丝通过熔化嘴和熔嘴共同作为填充金属2011年，5月5日小组成员根据对比及试验综合分析后，确定了研发箱型构件内隔板焊接方法的最佳方案

。六关键工序的确定内隔板组焊件加工检查尺寸是否合格NO返工YES气割下料箱型腹板焊工艺垫板接下一流程箱型构件加工工艺流程

NO接上一流程隔板组焊件定位YES返工返工检查尺寸是否合格“U”型组立检查尺寸是否合格YESNO接下一流程NO接上一流程盖板成“□”型，主焊缝打底、校正熔嘴+埋弧焊焊接YES返工检查尺寸是否合格？电渣焊焊接工艺电渣焊设备调试检查焊缝是否合格？接下一流程NOYES返工NO接上一流程箱型主焊缝填充盖面箱型端头铣端YES返工检查焊缝是否合格？箱型构件成型外观尺寸检查七绘制对策表关键工序对策（What）目标（Why）措施（How）地点（Where)完成时间（When）执行（Who）内隔板与其两侧垫板之间的间隙控制制作不同规格的胎具将内隔传力板与垫板之间的间隙控制在不超过0.5mm将垫板一侧先铣端;将垫板点焊在内隔板上面在柱身旁边垂直立一根带有刻度的标杆装配现场2011年5月5日~2011年6月15日顾

强刘鑫陈

明高微熔嘴电渣焊洞口尺寸控制装内隔板时，将带有刻度的标杆垂直立于箱型构件旁内隔板边缘距箱型构件内侧边缘为30mm，误差控制在±3mm箱型“U”型组立后，将垫板在内隔板边缘处来回移动，控制好位置后将其点焊与隔板上面车间装配现场2011年5月15日~2011年6月15日周

琦章二龙吴雷雷安胜白新涛采用“5W1H”的方法制定对策关键工序对策（What）目标（Why）措施（How）地点（Where)完成时间（When）执行（Who）熔嘴+埋弧焊焊接研发熔嘴+埋弧焊焊机的导电系统和送丝系统新装置;①一级焊缝探伤检测一次性检测合格率98%以上;②送丝的焊接速度控制1.1~1.4cm/min①将两块铜块用“U”型薄铁板固定，再将两根导线通过螺丝固定于铜块上面；②将组合体固定于埋弧焊机端头，将焊丝通过熔化嘴进入电渣焊洞口，连接好相应的导电线路，便可施焊③调节电压表及电流表调至稳定范围内车间装配、焊接现场2011年5月10日~6月30日周琦章二龙苗兴光赖腾飞白新涛高微采用“5W1H”的方法制定对策八对策实施

实施一

内隔传力板与垫板之间的间隙控制

2011年5月5日，小组成员将针对不同尺寸的内隔板以四角为定位制作了胎具.

内隔板与垫板规范要求间隙简图

隔板组焊件装配间隙检测隔板编号间隙大小mm隔板编号间隙大小mm隔板编号间隙大小mm隔板编号间隙大小mm10.260.5110.3160.320.270.2120.2170.230.380.3130.3180.240.290.5140.2190.350.3100.2150.3200.2实施效果2011年5月5日~5月15日，小组成员对间隙检查完毕后，测量结果最大间隙为0.5mm，达到目标要求！

实施二

熔嘴+埋弧焊洞口尺寸控制隔板组焊件

隔板组焊件定位箱型组装完成U型装配隔板编号洞口尺寸mm隔板编号洞口尺寸mm隔板编号洞口尺寸mm隔板编号洞口尺寸mm12963111321627230730122817283318291329183142993314271933528103215302029洞口大小均控制在30±3mm内实施效果

2011年6月5日~6月15日，小组成员根据测量结果比较最大洞口为32mm，最小为28mm，平均值为29.8mm，满足目标要求。

实施三

熔嘴+埋弧焊焊接两根导电线两块铜块熔嘴增加新装置焊接方法焊条或焊丝电流A电压V焊接速度cm/min牌

号直径mm电渣焊H10Mn23.2380~46038~421.1~1.4焊接工艺参数表熔嘴电渣焊现场现场测量焊接速度焊点时

间min焊接长度cm焊接速度cm/min时

间min焊接长度cm焊接速度00~056.451.2951~556.271.2506~106.431.2856~606.401.2811~156.391.2860~656.241.2516~206.461.2966~706.201.2421~256.181.2471~756.351.2726~306.301.2676~806.191.2431~356.181.2481~856.201.2436~406.251.2586~906.251.2541~456.241.2591~956.311.2646~506.301.2696~1006.271.25实施效果速度在1.1~1.4cm/min之间

2011年6月15日~6月30日，小组成员测试到焊接速度最大为1.29cm/min，最小为1.24cm/min，平均为1.26cm/min，满足设计要求。超声波探伤一次性合格率超过90%。工艺评定试件实施效果

2011年5月10日小组对熔嘴+埋弧焊焊机三组试件进行