提高焊接型钢构件焊接质量一次合格率

广西建工集团第一安装有限公司

一、 工程概况

广西来宾华锡熔炼车间钢结构项目是分公司2011年承接的重点项目之一。其特点是多高层、节点多且复杂，主要钢柱、钢梁多为变截面。车间总高58米，共分23层。主要钢构件中，焊接型钢构件约占90%，所有的焊接H型、箱型构件要求全焊透，拼接焊缝等级为一级，T型焊缝等级为二级。因此焊接型钢构件的焊接质量是本工程的关键技术重点。基本焊接工艺为：腹板双面V型坡口，坡口角度为30°，预留2mm钝边，焊接方法为CO2气体保护焊打底，埋弧焊填充和盖面。

二、 QC小组简介

小组概况表 小组名称 活动课题 课题类型 注册号 小组活动次数 序号 1 2 3 4 5 6 7 姓名 性广西一安来宾华锡熔炼车间及余热工程项目部QC小组 提高焊接型钢构件焊接质量一次合格率 现场型 小组成立时间 2011.12.5 平均21小时 GXYA-2011-4 接受TQC教育时间 9次 年 小组职务 别 龄 学历 职务 施工员 主任工程师 组内分工 张丹丹 女 24 本科 李利元 男 43 本科 组长 全面策划，搜集整理资料 副组长 全面策划，制定施工工艺 韦福政 男 30 本科 设计人员 副组长 负责图纸设计和更改 黄俭良 男 42 初中 焊长 吴碧清 男 42 初中 钢构班长 李文 男 48 中专 探伤人员 质检员 组员 负责焊接钢构的焊接 组员 负责焊接钢构的制作 组员 负责超声波探伤 组员 配合三检制度，检查验收 杨舒惠 女 29 中专 制表人：张丹丹 制表时间：2011年12月10日

三、 选题理由

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标准和图纸要求 对接、T形焊缝、筋板焊缝均要求全焊透，探伤比例和合格级别为一级：100%，Ⅱ级合格；二级：20%，Ⅲ级合格。 公司定位该项目为省级优质工程，如果不能保证焊接型钢构件焊缝质量达标，整个工程施工质量将不能保证。 目前项目施工情况，并不能完全达标，探伤部分一次合格率不足50%。该工序中各个环节都可能造成焊缝质量不达标。

工程质量定位要求 实际情况需要

选题： 提高焊接型钢构件焊接质量一次 合格率 以现阶段制作的10条焊接型构件的100个点为检测目标，有44点存在焊接质量问

四、现状调查

题。出现焊接问题的项目名称和出现频率如下表：

焊接质量问题调查统计表 序号 1 2 3 4

项目名称 未熔透 咬边 裂纹 气孔 频数 累计频数 38 2 1 1 38 40 41 42 2

频率 86% 5% 2% 2% 累计频率 86% 91% 93% 95% 5 6 夹渣 其他 合计 1 1 44 43 44 2% 2% 100% 98% 100% 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月15日 40 35 30 20 15 10 5 0 105% 100% 95% 90% 85% 80% 75% 焊接质量问题调查统计表排列图 频数 25累积频率 系列1 系列2 未熔透 气孔 裂纹 夹渣 项目名称 咬边 其他

制图人：张丹丹 制图时间：2012年1月16日 从以上排列图可以看出，影响焊缝质量合格率的主要问题在于未熔透。该项不合格点数达到86%。只有控制好该项合格率才能确保焊缝质量达标，只要全力解决这个问题，那么焊接型钢构件焊缝质量合格率就能达到（100-44+38）/100×100%=96%。

五、目标设定

通过改进工序中的各个环节，控制未熔透及其他焊缝质量问题，我们设定本次活动的目标为焊接型钢构件焊缝质量一次合格率为97%。

六、原因分析

小组成员通过查阅文献、现场调查，从5M1E方面分析焊缝未熔透的原因，如下面关联图所示：

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工期紧张，场地 探伤人员判断不准 现场堆放混乱 探伤结果不准确 探伤操作规程没有执行到位 探伤仪器有偏差 坡口开得不够平整 ★工人岗前未集中培训 操作者水平不够 ★打底前没有彻底磨掉点焊缝 焊缝未熔透 板材不直 焊缝咬边 操作者意识不强 施工工艺达不到要求 埋弧焊机不走直线 来料验收不规范 ★设备没有定期检修 施工前技术交底不清 ★焊接电流电压过小 ★坡口角度太大 焊接停留时间不够 焊材烘干时间不够

焊缝未能全熔透原因分析关联图

制图人：张丹丹 制图时间：2012年1月17日

小组全体人员对11条末端因素进行剔除和逐一验证，从中确认出主要原因:

要因确认计划表

序号 末端原因 确认内容 是否经过专业查看记确认方法 确认标准 负责人 计划完成时间 1 岗前没有相应考核，持证上录，现场调查 流程 考核合格率100% 的培训和考核 岗，了解工艺李利元 2012年1月18日 吴碧清 交底不明确质符合规范及技术交底记录 现场调查 工程要求，可操作性强 焊机行走路检校焊机定时现场调查 线是否直线，维修记录 偏差2mm内 李利元 2012年1月19日 吴碧清 李利元 2012年1月18日 吴碧清 2 量要求和施工工艺 设备没有定期检修 3 4

查看验收开料用板要直线度要符合规范 可以延迟工李利元 2012年1月19日 吴碧清 4 来料验收不规范 各厂家的板有记录，现没有完全直的 场调查 5 工期紧张，场地 能否延迟工期沟通协调期或拓宽场地 或者拓宽场地 现场调查 李利元 2012年1月18日 吴碧清 点焊后留有一6 节节焊缝未清掉就打底 是否可以完全现场调查 刨掉 肉眼可以看吴碧清 见完全清根 2012年1月19日 试验实际坡口达到全熔透现场调查 的最小坡口角度 达到全熔透现场调查 的最小电流电压 查看记录，现场调查 100%按照规程进行人员和机具操作 通过面罩看李利元 2012年1月20日 李 文 李利元 2012年1月19日 吴碧清 李利元 2012年1月19日 吴碧清 7 坡口角度过大 角度与熔透程度的关系 试验实际电流8 电流电压过小 参数与熔透程度的关系 是否按照探伤探伤操作规程操作规程进行没有执行好 探伤 9 10 焊接停留时间熔池足够大 不够 熔池足够大 焊剂烘干时间现场调查 到现场焊接李利元 2012年1月21日 吴碧清 11 焊剂烘干时间和温度符合工和温度不够 艺要求 查看记录 焊材烘干记录符合要求 李利元 2012年1月21日 吴碧清 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月21日

1、末端因素：工人岗前未集中培训

确认方法 确认标准 确认时间 查看记录，现场调查 工人均进行了技能培训且考核合格率95%以上 2012年1月18日 确认人 李利元 吴碧清 5

经过对现场4个割坡口、4个CO2焊、4个埋弧焊工人进行调查，其中CO2气保焊和埋弧焊工人均接受过正式的技能培训，且取确认内容 得了上岗证书，而割坡口的四人中只有两名受过专门培训和实际操作经验，另两名为实习生。综合以上，工人接受技能培训的合格率为83%。则可知该项因素未能达到标准要求。 确认结论 ★要因 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月18日 2、末端因素：交底不明确质量要求和施工工艺。

确认方法 确认标准 确认时间 查看交底记录，现场调查 是否明确交底且交底符合规范级工程要求，可操作性强 2012年1月18日 确认人 李利元、吴碧清 根据2011年10月20日来宾项目交底记录及对现场工人进确认内容 行调查可知，交底中明确焊接型构件焊接要时刻注意焊缝质量，要求达到全熔透，并附有详细的施工工艺和注意事项。现场全部工人都参加，并且签字。 确认结论 非要因 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月18日 3、末端因素：设备没有定期检修。 确认方法 确认标准 确认时间 确认内容 确认结论 现场调查 焊机行走路线是否直线，埋弧焊机的指针是否晃动 2012年1月19日 确认人 李利元、吴碧清 通过现场划线测量埋弧焊机指针行走的直线度，结果为98%。探伤结果显示部分不达标焊缝出现链状未熔合缺陷。 ★要因 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月19日 4、来料验收不规范

确认方法 确认标准 确认时间 查看验收记录，现场调查 开料用板要直线度要符合规范 2012年1月19日 确认人 李利元 吴碧清 6

对来料用于开焊接型构件的板材查看验收记录，记录显示板确认内容 材直线度100%在相关材料标准允差范围内，并且通过现场调查，可知工人在开料前100%检查板材直线度。 确认结论 非要因 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月19日 5、末端因素：工期紧张，场地。

确认方法 确认标准 确认时间 确认内容 确认结论 沟通协调，现场调查 可以延迟工期或拓宽场地 2012年1月18日 确认人 李利元、吴碧清 合同工期事关企业信誉，不可更改；场地更不可能短期内得到改善。 该项因素属于不可抗拒因素，非要因 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月18日 6、末端因素：点焊后留有一节节焊缝未清掉就打底。

确认方法 确认标准 确认时间 查看记录，现场调查 肉眼可以看见完全刨掉 2012年1月19日 确认人 李利元、吴碧清 根据现场实际情况，点焊组立过后先用CO2焊打底，然后埋确认内容 弧焊盖面。探伤结果显示部分部分焊缝出现断续未熔透，间隔约为点焊的距离。 确认结论 ★要因 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月19日 7、末端因素：坡口角度过小。

确认方法 确认标准 确认时间 参考焊接工艺评定、现场试验 达到全熔透的最小坡口角度 2012年1月19日 确认人 李利元、吴碧清 通过以往项目的经验，以及查阅相关规范，达到全熔透的坡确认内容 口角度一般为30°以上，30°以下坡口容易出现根部不融合情况。现场用同电流下不同坡口的试验也证明同电流下，坡口越大，融合程度越好。

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确认结论 ★要因 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月19日 8、电流电压过小。

确认方法 确认标准 确认时间 参考焊接工艺评定、现场试验 达到全熔透的最小电流电压 2012年1月19日 确认人 李利元、吴碧清 通过以往项目的经验，以及查阅相关规范，得到达到全熔透确认内容 的电流电压，与实际操作的电流电压比略高。现场用同坡口下不同电流电压的试验也证明开相同坡口下，电流电压越大，融合程度越好。 确认结论 ★要因 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月19日 9、探伤操作规程没有执行好。

确认方法 确认标准 确认时间 查看记录，现场调查 100%按照规程进行人员和机具操作 2012年1月20日 确认人 李利元、李 文 根据现场调查，不同的超探人员使用同一台超声波探伤仪得确认内容 到的结论基本相同，且查看实际操作记录，进行探伤前的准备工作（设备校验）也基本符合规程。 确认结论 非要因 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月20日 10、焊接停留时间不够。

确认方法 确认标准 确认时间 确认内容 确认结论 现场调查 现场焊接时熔池足够大 2012年1月21日 确认人 李利元、吴碧清 根据现场调查，工人打底时焊接停留位置的熔池都达到熔透的大小。 非要因 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月21日 11、焊剂烘干时间和温度不够。

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确认方法 确认标准 确认时间 确认内容 确认结论 查看记录 焊剂烘干时间和温度符合工艺要求 2012年1月21日 确认人 李利元、吴碧清 根据焊剂烘干记录，焊剂的烘干时间均达到1小时，烘干温度达到350℃，符合工艺要求。 非要因 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月21日 经过调查分析论证，得出五条要因： 要因 工人岗前未集中培训 设备没有定期检修 坡口角 度过小 电流电压过小 打底前没有彻底磨掉点焊缝

制图人：张丹丹 制图时间：2012年1月21日

七、制定对策：

针对以上五个要因，全体小组成员通过头脑风暴法集思广益，最后制定了对策措施表，如下：

对策表

序号 要因 目标 措施 地点 会议时间 负责人 工人岗前使操作人员100%接1、对入厂工人进行1 未集中培受专业培训并取得训 考核证书 岗位培训交底考核，室、现2012.1.22 张丹丹 并定期检查 1、送厂家进行检测场 2 设备没有使现场焊机达到定期检修 100%合格 校正；2、对已损坏厂家、的零部件进行更换；现场 3、购置新焊机 2012.1.22 吴碧清 9

3 坡口角度过小 使坡口角度在实际操作参数下实现全熔透 使电流电压参数在45°坡口下实现全熔透 将坡口角度改成 45° 现场 2012.1.23 黄俭良 4 电流电压过小 点焊后留增加电流电压参数 现场 2012.1.23 黄俭良 5 有一节节打底前全部磨掉点督促工人打底前清焊缝未清焊缝 掉就打底 除点焊缝 现场 2012.1.24 黄俭良 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月24日

八、实施阶段：

实施一：针对缺少专业培训

采取：对参与焊接包括开坡口的人员进行组织学习、考试并形成相关的记录；针对工程

的特点制定针对性的焊接施工方案，由技术人员专项交底并签字，从焊材的选择、焊接参数设定、用电设备安全管理等方面进行详尽交底。

效果：通过实施措施，全体操作人员100%接受了专项培训和交底，对关键节点焊接技术

要求有了明确的意识和掌握。

实施二：针对焊机没有定期检修更换部件

采取：1、根据现场焊机损坏具体情况确定采取不同的维修方式：当损坏轻微，请电工

立即进行维修处理；当损坏严重，送回厂家进行维修处理。

2、购置一批新焊机。

效果：通过实施，现场所有焊接设备都达到良好的工作状态。

实施三：针对坡口角度过小。

采取：专人检查督促操作人员及调整坡口角度，并由质检员检查，达到规定的45°，打

底完便超探。

效果：打底后的超探结果基本上达到全熔透。 实施四：针对电流电压过小

采取：焊长监督指导操作人员适当提高电流电压，使之达到全熔透的理论参数。 效果：探伤结果基本不存在根本未熔合了。

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实施五：针对打底前没有完全磨掉点焊缝

采取：专人检查督促操作人员及时彻底地清根，直到形成良好的习惯。 效果：探伤结果基本不存在链状未熔透缺陷了。

九、效果检查

实施对策后，我们再次抽检了焊接型钢构的100个点，有24点存在焊接质量问题。出现焊接问题的项目名称和出现频率如下表：

焊接质量问题调查统计表

序号 1 2 3 4 5 6 项目名称 焊接变形超标 未熔透 裂纹 夹渣 咬边 其他 合计 频数 20 1 0 0 1 2 24 累计频数 20 21 21 21 22 24 频率 83% 4.2% 0% 0% 4.2% 8.4% 100% 累计频率 83% 87.2% 87.2% 87.2% 91.6% 100% 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月26日 焊接质量一次合格率为（100-24）/100×100%=76% 实验结论：未达到预期的目标值。

十、再一次PDCA循环。

通过分析，QC小组找到引起焊接变形的主要原因：坡口过大，埋弧焊电流电压过大。 针对这一情况，QC小组决定运用现场正交实验方法来找到最合适的坡口角度和电流电压参数。实验数据如下（焊接H型钢规格为HI900-20-32*450）：

实验数据表

序号 坡口角度 1 2 3 4 5

电流值 550 610 550 590 550 电压值 30 30 30 30 30 11

融合情况 根部未熔透 根部未熔透 根部未熔透 基本熔透 基本熔透 平均变形情况/mm 2 3 3 4 2 30 30 35 35 40 6 7 8 40 45 45 590 550 590 30 30 30 基本熔透 基本熔透 基本熔透 4 5 6 制表人：张丹丹 制表时间：2012年1月28日 由此数据表，QC小组最终选择了合适的坡口角度及焊接参数组合：第5组的数据。 至此焊接的10条焊缝中，焊接变形均不超过3mm，达到规范要求。

十一、处理阶段

1、巩固提高

对于本次活动取得的成果，经全体小组成员进一步完善相关数据后，用于指导新制作的第二阶段焊接型钢构件的制作，效果良好，实测数据如下：

第二阶段焊接型钢构件焊缝质量统计表

序号 1 2 3 4 5 6 合计 存在问题 未熔透 气孔 裂纹 夹渣 咬边 其他 问题点数 4 2 1 1 1 1 10 检查点数 100 100 100 100 100 100 600 合格点数 96 98 99 99 99 99 590 合格率 96% 98% 99% 99% 99% 99% 98% 制表人：张丹丹 制表时间：2012年2月2日 焊缝一次合格率为98%，达到预期目标。

通过本次小组活动，不仅顺利地完成我们预定的目标，而且加快了施工进度，保证了施工质量。并且产生较明显的效益：主要是减少了焊缝返修率，即减少了人工费和材料费用。 2、总结和打算

1）自我评价 通过本次QC小组活动，使全体组员认识到全面质量管理的科学性、群众性和高效性。通过科学的管理办法，认真分析了影响焊接型构件焊缝质量问题的若干因素，制定并实施了有效的对策，顺利达到了预期目标，同时使小组成员的质量意识、团队精神、必胜信心等有了进一步提高。

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自我评价表

项目 活动前（分） 活动后（分） 质量 意识 4 5 团队 精神 3 5 必胜 信心 3 5 进取 精神 4 5 QC工具运 用技巧 3 4 制表人：张丹丹 制表时间：2012年4月30日

自我评价雷达图 质量意识6 4 QC工具运用技巧 2 团队精神 0 进取精神 必胜信心

制图人：张丹丹 制图时间：2012年4月30日 2）在今后的施工中，我们将继续发扬并改进QC小组活动来提高工程质量，创造更多的优质工程，实现更高的经济效益和社会效益，促进企业精细化发展。

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