提高杨泗港大桥面板对接焊缝反面成形一检合格率

提高杨泗港大桥面板对接焊缝反面成形一检合格率小组名称：监理公司武汉杨泗港大桥QC小组组 长： 罗国耀发 表 人： 程俊菱铁四院（湖北）工程监理咨询有限公司武汉杨泗港长江大桥监理项目部2018年3月目 录一、工程概况1二、小组概况2三、活动计划4四、课题选择5五、设定目标6六、目标可行性分析7七、原因分析10八、要因确认11九、制定对策26十、对策实施27十一、效果检查34十二、巩固措施37十三、总结及下一步打算38一、工程概况武汉杨泗港长江大桥，主跨1700m，是武汉市第十座长江大桥，我国首座全焊结构大跨度悬索桥，同时也是世界上跨度最大的双层公路悬索桥。由于采用全焊结构新工艺，焊接质量是钢桁梁制造的重点，也成为影响这种新结构桥梁使用寿命的关键。图1 单个节段示意图钢桁梁单个节段由上层桥面板、下层桥面板、桁架片、悬臂装焊而成。长36米，宽34.3米，面积约四个篮球场，属于超大型节段。（见图1所示）图2 单面焊接反面成形示意图桥面板对接焊缝是钢桁梁加工中的主要焊缝，总长度23800米，采用单面焊接反面成形工艺。由于采用这种工艺，反面成形易出现外观缺陷，需进行人工修整，影响进度。减少焊缝外观缺陷，成为监理质量控制的关键。40二、小组概况1、QC小组简介表1 QC小组简介小组名称武汉杨泗港大桥QC小组成立时间2017年2月28日课题名称提高杨泗港大桥面板对接焊缝反面成形一检合格率课题类型现场型课题注册时间2017年3月5日课题注册编号2017JL-001活动时间2017年3月-2017年11月组员人数9人培训情况平均接受QC教育时间82小时，出勤率100%2、QC小组成员简介小组成员不但具有较高的管理业务水平，而且长期以来一直从事钢结构现场工作，有扎实的理论基础和丰富的现场经验。表2 QC小组成员简介3、 小组口号及风采4、 小组近年获奖情况2016年2月荣获集团公司2015年度优秀QC小组成果三、活动计划小组课题确定后，制定了合理、严格的活动计划实施表，计划活动的时间是2017年3月2017年11月，共计9个月时间开展QC活动。表3 小组活动计划表制表人：程俊菱 时间：2017.03.03从活动进程表可以看出，本次活动的实际完成时间与计划完成时间基本一致。四、课题选择选题理由如图3图3 选题理由由于焊接质量至关重要，业主要求桥面板对接焊缝反面成形一检合格率达到97%以上。而生产现状，只有90.5%。因此，小组将课题定为：提高杨泗港大桥面板对接焊缝反面成形一检合格率五、设定目标为满足业主质量要求，小组决定把“提高杨泗港大桥面板对接焊缝反面成形一检合格率”QC小组活动目标定为：97.0%图4 活动目标柱状图制图人：程俊菱 时间：2017.03.20六、目标可行性分析1、掌握现状2017年4月5日，小组成员刘仕贵对已焊接完工的桥面板焊接工序报检单进行统计，对影响焊缝反面成形一检合格率的因素进行汇总统计，见表4：表4 焊缝反面成形一检合格率状况统计表制表人：程俊菱 时间：2017.04.05由上表可知，焊缝一检不合格点高达280个点，焊缝一检合格率仅为90.5%，远低于业主要求的97%，且已焊接完工的桥面板一检合格率均低于97%。2、查找症结针对焊缝一检不合格的280个点，小组成员对其缺陷类型进一步调查分析，见表5：表5 焊缝外观质量缺陷类型统计表序号缺陷类型频数累计频数累计频率1气孔12612645%2焊瘤9822480%3根部收缩2825290%4余高超差2127397.5%5其他7280100%制表人：程俊菱 时间：2017.04.05图5 焊缝外观质量缺陷排列图制图人：程俊菱 时间：2017.04.05由排列图可知：“气孔”和“焊瘤”占总缺陷的80%，是主要问题，也是影响焊缝外观质量的症结所在。3、综合分析（1）目标值测算由以上分析可知：造成焊缝一检合格率低的主要因素是“气孔”和“焊瘤”，占不合格率80%。如果这两种缺陷能够解决90%，焊缝一检合格率 i 可以达到：i （100%90.5%）80%90%+90.5% =97.3% 97.0%（目标值）（2）以往相关经验本小组成员曾多次开展QC小组活动，并取得过较好的成绩。武船重工项目部工艺先进，设备优良，焊接专业（2015年制造的港珠澳大桥钢梁对接焊缝反面成形一检合格率为96%），我们此次活动的目标略高于96%，经小组努力可实现目标。4、分析结论经过认真分析，小组有信心、有能力实现一检合格率达到97%的活动目标。七、原因分析找到“气孔”和“焊瘤”这两个主要问题，小组成员采用头脑风暴法进行了问题原因分析，并绘制了关联图，如图6所示。图6 焊缝缺陷末端因素关联图制图人：程俊菱 时间：2017.04.25从关联图中共找到了7条末端原因：序号末端原因1焊工培训不到位2焊丝伸出长度不佳3焊缝定位马板过多4CO2保护气体流量不足5陶瓷衬垫未贴紧6焊机仪表未经标定7焊接电流过大八、要因确认1、要因确认计划表针对这7个末端原因，小组制定要因确认计划，明确了确认内容、确认方法、判别标准、负责人及完成时间。表6 要因确认计划表序号末端原因确认内容确认方法要因判别标准负责人完成日期1焊工培训不到位焊工考核情况满足要求现场调查对主要症结的程度影响5%刘承岳耿伟林2017年5月20日2焊丝伸出长度不佳施焊时的焊丝伸长长度现场调查试验确认对主要症结的影响程度5%刘仕贵张朋2017年5月7日3焊缝定位马板过多焊缝定位马板数量现场调查对主要症结的影响程度5%张冀蜀20175月10日4CO2保护气体流量不足CO2保护气体流量情况现场调查试验确认对主要症结的影响程度5%刘仕贵张朋2017年6月2日5陶瓷衬垫未贴紧对接焊缝反面陶瓷衬垫粘贴情况现场抽查对主要症结的影响程度5%刘承岳2017年5月16日6焊机仪表未经标定施焊现场仪表标定情况现场调查对主要症结的影响程度5%刘仕贵2017年6月5日7焊接电流过大焊接电流的设置情况现场抽查试验确认对主要症结的影响程度5%耿伟林张朋2017年5月14日制表人：程俊菱 时间：2017.05.052、要因确认确认一：焊工培训不到位按照要因确认计划表，小组对7项末端因素逐个展开进行确认。对主要症结的影响程度5%确认标准2017年5月20日，刘承岳、耿伟林查阅了焊工岗位技术培训档案记录，操作者60%为中级焊工，40%为高级焊工，均经过系统培训，并通过船级社考核，合格率100%。图7 焊工培训中心 图8 监理参与见证焊工技能考核 图9 焊工培训记录表7 焊工培训情况统计表考核内容焊工实际操作优良差考核人数19140合格人数33不合格人数0制表人：刘仕贵 时间：2017.05.20考核合格率100%影响程度确认调查试制产品焊接情况，按焊工培训情况对气孔焊瘤影响程度进行统计分析。表8 焊工培训与气孔和焊瘤缺陷影响程度分析因素症结 因素症结焊工培训考核成绩等级优A优B优C优D良A良B良C良D气孔点数1720171617171616比例4.0%4.8%4.0%3.8%4.0%4.0%3.8%3.8%焊瘤点数2017181617161616比例4.8%4.0%4.3%3.8%4.0%3.8%3.8%3.8%注：焊缝总点数均为420，缺陷比例为缺陷点数/焊缝总点数制表人：刘仕贵 时间：2017.05.27结 论：非要因调查结果显示，焊工培训考核情况不同，所焊产品出现气孔和焊瘤缺陷比例均5%，且比例差异很小，说明该末端原因对症结影响不大。确认二：焊丝伸出长度不佳对主要症结的影响程度5%确认标准（影响）（影响）焊丝伸出长度对焊接作业的影响： 看不清焊接线产生咬边、熔深变深易焊瘤喷嘴易被飞溅物堵塞电弧不稳产生气孔引弧不好熔深浅图10 焊丝伸出长度工艺标准2017年5月7日，刘仕贵、张朋在面板立体单元施工区施焊的7名焊工焊丝伸出长度情况进行统计，均符合标准要求。表9 焊丝伸出长度统计表焊工项目焊工1焊工2焊工3焊工4焊工5焊工6焊工7伸丝长(mm)15-2015-1815-2015-1915-1815-1817-19符合标准率100%制表人：刘仕贵 时间：2017.05.07影响程度确认调查试制产品焊接情况，按同一焊工施焊时焊丝伸出长度情况进行统计：表10：焊丝伸出长度与气孔和焊瘤缺陷影响程度分析症结因素症结焊丝伸出长度（mm）15161617171818191920气孔点数1018161716比例2.4%4.3%3.8%4.0%3.8%焊瘤点数1712161616比例4.0%2.9%3.8%3.7%3.8%注：焊缝总点数均为420，缺陷比例为缺陷点数/焊缝总点数制表人：刘仕贵 时间：2017.05.17结 论：非要因调查结果显示，焊丝伸出长度不同时，产品出现气孔和焊瘤缺陷比例均5%，且比例差异很小，说明该末端原因对症结影响不大。确认三：焊缝定位马板过多对主要症结的影响程度5%确认标准焊缝定位马板过多会造成施焊时焊枪头过马板次数增多，出现焊瘤和气孔的几率增大。6月2日，张冀蜀对定位马板数量进行统计，所有焊缝的定位马板数量均未达到标准要求。表11 面板对接焊缝定位马板数量统计表桥面单元编号焊缝编号焊缝长度（m）定位马板实际数量(块)定位马板标准数量(块)是否达到标准要求D1Q1BS-W2M1182418M3182318M5182018D1Q1BX-W1M1182318M3182418M5182018D1Q1BX-W1M1182418M3182218M5182318注：达到标准要求 未达到标准要求制表人：刘仕贵 时间：2017.06.02影响程度确认调查试制产品焊接情况，按焊缝马板数量对焊缝外观质量影响进行统计：表12 焊缝定位马板数量与气孔和焊瘤缺陷影响程度分析因素症结焊缝定位马板数量（单位：个）1820202222242426气孔点数20242232比例4.8%5.7%5.2%7.6%焊瘤点数32342132比例7.6%8.1%5.0%7.6%注：焊缝总点数均为420，缺陷比例为缺陷点数/焊缝总点数制表人：刘仕贵 时间：2017.06.10结 论：要 因调查结果显示，焊缝马板数量不同时，产品出现气孔和焊瘤缺陷比例均5%，且比例差异较大，说明该末端原因对症结影响很大。确认四：CO2保护气体流量不足对主要症结的影响程度5%确认标准2017年6月2日，张朋调查发现，现场所使用焊机的CO2保护气体流量均符合要求：表13 面板对接焊缝CO2气体流量统计表序号焊机编号CO2气流量标准要求图10监理检查CO2气体流量是否符合要/min25L/min259461319359460517459462420559461519659460717759460420859462319注：达到标准要求 未达到标准要求制表人：刘仕贵 时间：2017.06.02影响程度确认调查试制产品焊接情况，按同一焊工施焊时CO2保护气体流量不足进行统计：表14 CO2保护气体流量与气孔和焊瘤缺陷影响程度分析 因素症结CO2保护气体流量（L/min）15-2520-2211-1322-23气孔点数10181616比例2.4%4.3%3.8%3.8%焊瘤点数17121616比例4.0%2.9%3.8%3.8%注：焊缝总点数均为420，缺陷比例为缺陷点数/焊缝总点数制表人：刘仕贵 时间：2017.06.09结 论：非要因调查结果显示，CO2保护气体流量不同，产品出现气孔和焊瘤缺陷比例均5%，且比例差异很小，说明该末端原因对症结影响不大。确认五：陶瓷衬垫未贴紧对主要症结的影响程度5%确认标准陶瓷衬垫未贴紧，导致在焊接过程中，衬垫受高温易脱落，使用功能失效，产生外观缺陷。2017年5月16日，刘承岳现场抽查发现：均未达到标准要求。表15 面板对接焊缝反面陶瓷衬垫接头贴紧情况抽查记录表桥面单元编号焊缝编号衬垫接头数量（个）衬垫接头密贴数要求（个）衬垫接头未密贴数（个）是否达到标准要求D1Q1BS-W2M117176M317175M517173D1Q1BX-W1M117176M317174M517172D1Q1BX-W1M117174M317173M517175注：达到标准要求 未达到标准要求制表人：刘仕贵 时间：2017.05.16影响程度确认调查试制产品焊接情况，按施焊时陶瓷衬垫接头贴紧情况进行统计：表16 陶瓷衬垫接头贴紧与气孔和焊瘤缺陷影响程度分析 因素症结陶瓷衬垫未贴紧接头个数23456气孔点数2325212730比例5.5%6.0%5.0%6.4%7.1%焊瘤点数2122233221比例5.0%5.2%5.5%7.6%5.0%注：焊缝总点数均为420，缺陷比例为缺陷点数/焊缝总点数制表人：刘仕贵 时间：2017.05.19结 论：要 因调查结果显示，陶瓷衬垫粘贴情况不同，产品出现气孔和焊瘤缺陷比例均5%，且比例差异较大，说明该末端原因对症结影响很大。确认六：焊机仪表未经标定对主要症结的影响程度5%确认标准现场调查发现：使用的焊机仪表均经过标定，并贴有合格证标识。表17 杨泗港桥所使用焊机仪表标定情况检查记录表焊机类型焊机编号标定编号是否有合格标定标识是否达到标准要求电流表（A）电流表（V）CO2气保焊机58078380Z16-11Z16-12有CO2气保焊机58078373Z17-05Z17-06有CO2气保焊机58078165Z16-15Z16-16有CO2气保焊机58078364Z17-07Z17-08有CO2气保焊机58078177Z17-11Z17-12有CO2气保焊机58078366Z17-15Z17-16有CO2气保焊机58078152Z17-17Z17-18有CO2气保焊机58078231Z16-13Z16-14有注：达到标准要求 未达到标准要求制表人：刘仕贵 时间：2017.06.05图11 现场焊机仪表影响程度确认调查试制产品焊接情况，按施焊时焊机仪表经过标定和未标定情况进行统计。表18 焊机仪表标定情况与气孔和焊瘤缺陷影响程度分析 因素症结焊机仪表标定情况经标定焊机A经标定焊机B未经标定焊机C未经标定焊机D气孔点数18101616比例4.3%2.4%3.8%3.8%焊瘤点数12171616比例2.9%4.0%3.8%3.8%注：焊缝总点数均为420，缺陷比例为缺陷点数/焊缝总点数制表人：刘仕贵 时间：2017.06.09结 论：非要因调查结果显示，焊机仪表标定情况不同，产品出现气孔和焊瘤缺陷比例均5%，且比例差异很小，说明该末端原因对症结影响不大。确认七：焊接电流过大对主要症结的影响程度5%确认标准表19 面板对接焊缝焊接参数设置情况抽查记录表焊接参数焊缝编号焊接人员标准参数焊工1焊工2焊工3焊工4焊工5焊接电流(A)D1Q1BS-W2-M1240230250246238200250D1Q1BX-W1-M5234228250228216200250D1Q1BX-W1-M2210220210236240200250D1Q1BX-W1-M3224228230238220200250制表人：刘仕贵 时间：2017.05.14从上表中不难发现，抽查出的焊工所设置的焊接电流在标准范围内。图12 监理检查焊接电流情况影响程度确认调查试制产品焊接情况，按施焊对接焊缝打底层时焊接电流情况进行统计：表20 焊接电流情况与气孔和焊瘤缺陷影响程度分析 因素症结焊接电流220A230A240A250A气孔点数17101616比例4.0%2.4%3.8%3.8%焊瘤点数12181616比例2.9%4.3%3.8%3.8%注：焊缝总点数均为420，缺陷比例为缺陷点数/焊缝总点数制表人：刘仕贵 时间：2017.04.19结 论：非要因调查结果显示，焊接电流不同，产品出现气孔和焊瘤缺陷比例均5%，且比例差异很小，说明该末端原因对症结影响不大。通过对以上7条末端原因的逐一确认，确定了导致“气孔”和“焊瘤”的两条主要原因。图13 主要原因汇总九、制定对策针对分析出的两条要因，小组从有效性、可实施性、经济性、可靠性四个方面进行了对策评估，并选定了两条最优对策。表21 对策评价选择表根据两条最优对策，小组按照5W1H原则制定了详细的对策表，确定了对策实施目标、措施、地点和完成时间，明确了具体的负责人。表22 对策表序号要因对策what目标why措施how地点where完成时间when负责人who1焊缝定位马板过多采用“无马装配”每条焊缝定位马板数量不超过18个1、监理组织专题会；2、监理通知单要求编制“无马装配”工艺文件；3、监理要求并参与作业交底；4、加强面板装配过程测量监控。双柳厂区四连跨2017年6月12日8月2日刘承岳张冀蜀张朋2陶瓷衬垫未贴紧改进衬垫粘贴工艺陶瓷衬垫100%粘贴紧密1、陶瓷衬垫接头贴紧后另加一条贴纸；2、监理要求并参与项目部作业交底；3、监理加强巡视检查；4、及时进行检查验收；双柳厂区四连跨2017年6月12日8月2日刘承岳张朋耿伟林制表人：程俊菱 时间：2017.07.05 十、对策实施措施二：下发监理通知单，要求编制“无马装配“工艺文件由于采用无马装配对工艺要求较高，操作有一定难度，作业人员对使用新工艺的积极性不高，为此，监理下发通知单，要求项目部编制无马装配实施方案，推行使用新工艺。图14 监理通知单图15 “无马装配”实施方案通过上述举措，施工工艺明显优化，优化前，间断施焊，优化后可连续顺畅施焊。焊缝成形效果也有较大改进，优化前易产生气孔焊瘤，优化后，焊缝外观质量较好。图17“无马装配”实施过程 图18 “无马装配”焊缝成形表23 对策实施一效果检查统计表实施一效果验证桥面板对接焊缝定位马板数量情况统计项目区分AS-W5BS-W5AS-W6AX-W5BX-W5AX-W6BX-W6结论目标量值（块）18181818181818实施目标达到实际量值（块）0000000实施效果检查：对策实施一，有效的控制了桥面板间错边量，大大减少了马板使用数量，达到预期效果，对策目标实现。2、对策实施二：陶瓷衬垫未贴紧，改进衬垫粘贴工艺小组成员针对陶瓷衬垫未贴紧这一要因，召开专题会议，讨论决定接头贴紧后另加一条贴纸，确保接头间连接紧密。措施一：陶瓷衬垫接头贴紧后另加一条贴纸图19 接头处另加一条贴纸小组成员要求项目部对作业人员进行技术交底，强调贴紧的重要性，并要求作业人员粘贴牢固。措施二：监理要求并参与项目部作业交底图20 监理参与项目部作业交底措施三：监理加强巡视检查巡视记录QC小组组长要求小组成员耿伟林、张朋对衬垫粘贴这项重要工序加强巡视检查，及时发现松弛现象，当场责令整改落实。图21 监理巡视检查衬垫粘贴情况措施四：及时进行检查验收图22 衬垫粘贴工序验收由QC小组成员刘承岳负责对陶瓷衬垫粘贴情况进行检查验收，确保衬垫粘贴紧密，验收不合格不得进入下道工序。通过上述举措，施工工艺有较大提升，优化前衬垫接头受高温易脱落，加固后衬垫高温未脱落。反面焊缝成形效果对比：未加固易产生气孔焊瘤，加固后焊缝成形较好。表24 对策实施二效果检查统计表实施二效果验证桥面板对接焊缝陶瓷衬垫粘贴紧密情况统计项目区分AS-W5BS-W5AS-W6AX-W5BX-W5AX-W6BX-W6结论衬垫数量（根）19191919191919实施目标达到粘贴紧密目标比例（%）100100100100100100100粘贴紧密实际比例（%）100100100100100100100实施效果检查：实施效果：对策实施二，有效地使陶瓷衬垫粘贴紧密，达到预期效果，对策目标实现。十一、效果检查通过本次QC活动，不仅实现了活动目标，还取得了良好的经济效益、技术效益和社会效益。1、活动目标情况武汉杨泗港长江大桥QC小组活动后，小组成员对其进行专项验收检查，共检查2940点，其中2884点合格，一检合格率可达98.1%，数据列表如下。桥面板对接焊缝反面成形一检情况统计项目区分AS-W5BS-W5AS-W6AX-W5BX-W5AX-W6BX-W6合计总点数4204204204204204204202940合格点数4104124144134104124132884本小组认真按照对策表进行实施，一检合格率由90.5%提高到98.1%，大于97%的目标值，达到预期效果。2、症结消除情况检查表25 活动后缺陷类型统计表序号缺