控制H型钢侧弯焊接变形

1、控制H型钢侧弯焊接变形降低矫正成本有色建安钢构公司二00四年十月二十八日控制H型钢侧弯焊接变形 降低矫正成本1、小组概况建安公司钢结构厂于2004年1月成立QC小组，在公司注册，现有成 员8人，平均年龄为31岁，且均经过TQM教育，我们是一支具有强烈进 取精神的攻关型队伍。小组自成立以来，紧紧围绕公司的质量年度方针目 标，结合生产实际，深入开展 QC活动。我们的宗旨是：团结一致，发挥特长，不断提高自身素质，努力提高 工程的施工质量，为公司的持续发展和不断壮大作出应有的贡献。1.1、QC小组成员结构一览表如下：表序号姓名性别年龄文化程度职务”/职称1周道荣男53中专小组组长（副厂长）2黄也文女3

2、5大专技术部部长3林礼安男33本科生产部部长4方茂华男34高中车间负责人5汪亮男23大专质检员6黄辉男23中专质检员7谢玉玲女22大专统计员8王春霞女28中技埋弧焊操作员1.2、本次课题活动内容概况2、选题理由3、现状调查在对埋弧自动焊焊后成品检查中发现，埋弧焊焊后H型钢的主要变形为侧弯和扭曲（扭曲较少）。下表为2004年1月6月对所生产H型钢构件检测结果:表二月份构件数量焊接方法侧弯构件数侧弯 变形率扭曲 构件数扭曲 变形率1月50埋弧自动焊1326%12%2月80埋弧自动焊2025%22.5%3月100埋弧自动焊2525%22%4月80埋弧自动焊2025%22.5%5月100埋弧自动焊17

3、17%11%6月100埋弧自动焊2121%22%总计51011623%101.96%以上统计均为超标构件H 型钢埋弧自动.焊侧弯与扭曲变形对比4、确定目标为了保证安装质量、节约矫正成本，树立企业的良好形象。小组决定, 对已收集数据进行整理、分析，根据分析结果制定预防措施并加以实施， 确保矫正前构件侧弯不合格率控制在 10%以下。5、目标可行性分析焊后产生残余应力，并同时产生残余变形是不可避 免的客观规律。关键是如何通过合理的焊接工艺和 预防措施避免或减少超标变形的构件，降低成本。焊接变形有一定的允许范围，通过采取措施、改善 工艺使生产符合要求是完全可行的。A人、机、料、法、环、测六个方面都具备

4、条件，均可 以进行有效的监测6、原因分析6.1弯曲变形：主要出现在 H型钢经埋弧自动焊后，它是由于焊缝的纵向 和横向收缩相对于构件中轴不对称引起的构件整体弯曲。6.2扭曲变形：出现在H型钢经埋弧自动焊后，主要为构件角变形沿构件 纵轴方向数值不同及构件翼缘与腹板的纵向收缩不一致，综合而形成的变 形形态。经过小组对数据的分析和现场调查结果画出了影响构件侧弯变形的因果 分析树图。H型钢焊接侧弯变形因果分析树图7、要因确认一、焊机运转不正常经过现场调查知埋弧焊机出现的主要故障为下丝不均、导轮松动，此 时操作人员将会停止施焊，而对焊接变形有影响的电流、电压一直较 为稳定。结论：不是主要原因二、悬臂焊支撑

5、架跨度过长6月7月间多次将同规格组立合格的 H型钢构件分别放置在悬臂式 埋弧焊机和门式埋弧焊机上施焊，比较结果得出悬臂焊焊后构件普遍 较门式埋弧焊焊后变形大。结论：是主要原因三、未按工艺施工在对以往质量记录中查阅得出未按工艺施工焊后构件会产生严重的扭 曲和侧弯。结论：是主要原因四、部分焊缝截面积偏大7月份小组对腹板为6mm翼板10mm的H型钢施焊进行统计，得出 he=4.2普遍较he=3.3的H型钢焊后侧弯变形大。结论：是主要原因五、变形材料未矫正、开平卷板居多、下料板材为抽边6月份小组在下料班组统计后发现开平卷板在气割机下料后比出厂平 板下料变形大，严重时会导致组装出来的 H型不合格，如变形

6、较严重 的H型钢组装件不经矫正直接施焊也会导致焊接变形增大， 甚至扭曲 结论：是主要原因8对策表序号要因现状目标措施负责人预计完成日期1悬臂焊支撑架跨度L过长加大变形量选择适宜的跨度L对较长构件采用门焊方茂华王春霞2004.62未按工艺施工工作人员X x未按工艺 施工导致变 形极大质量意识 加强，均能 按工艺操作组织质量培训林礼安汪亮2004.63部分焊缝截面积偏大部分工艺参数不合理参数不合理 导致焊角过 高，变形增加减少变形， 节省焊接材料制定合理的焊接参数林礼安黄也文 汪亮王春霞2004.74板材不平 整、板材下料 未抽边、变形 材料未矫正致使变形加剧组装后构 件均能符 合要求对变形构 件

7、及时矫正重要部位选择出厂平板必须抽取一 定的边料，对 变形零件提 前矫正方茂华黄辉2004.89、实施对策9.1、悬臂焊支撑架跨度过长由于悬臂焊支撑架跨度L过长，构件局部在焊接过程受热后强度下降, 致使变形加大。实施对策：减小L,对截面尺寸较小及尺寸较长的易变形构件采用 L较 小的门焊机焊接或CO2气体保护焊。9.2未按工艺施工由于操作人员的疏忽和质量意识不强，致使部分构件未按工艺进行施 工。以至构件变形。实施对策：加强质量意识教育，制定考核措施，对责任心不强的人员予以 相应处罚。安排质检人员及技术人员对车间操作人员进行培训，着重讲解 工艺流程及国标要求，对本工序生产产品须达到何种要求有一定了

8、解。熔合线范围内的金属面积越大，冷却时收缩引起的塑性变形就越大。 实施对策：在满足设计要求的情况下或对无须全容透的焊缝，采用较合理 的焊接参数。下表为部分分析后得出的参数。翼缘板腹板厚度电流A电压V速度mm/min焊厚he6/8450283203.36/10480303003.58/10500302505.68/12500332505.6对部分有特殊要求的构件可采用不同的工艺，如吊车梁是不允许下挠 的，应采用如下焊接顺序。9.4板材不平整 开平卷板居多、板材下料未抽边、变形材料未矫正由于卷板残余应力较大，在下料及焊接后比出厂平板的变形大。板材下料如不进行抽边，则会导致所下的板材由于受热不均而严

9、重变形。实施对策：对要求比较高的构件可选用出厂平板，在选用开平卷板的构件尽量减少板材拼接。一般情况应保证抽取 2cm 3cm的板边。对组装后就 发现的变形构件及时调整，防止焊后变形增大。以上对策均由各执行人员负责实施，其余组员予以积极配合和参 与。在生产实施中我们发现，所制定的对策均可行且实施性良好。10、检查效果我们QC小组针对分析的原因制定了对策并加以实施， 从探索、实施、 验证、对比四个阶段证明了焊接变形得到了有效的控制，从而有效的降低 了矫正成本。实施对策后，对7、8、9、10三个月所生产H型钢检查如下月 份构件数量焊接方法侧弯构件数扭曲构件数侧弯变形率7月112埋弧自动焊817.2%

10、8月120埋弧自动焊917.5%9月150埋弧自动焊1026.7%10月50埋弧自动焊306%总计4323047%对策实施前后H型钢变形率对比如下图:由此可见预防效果已达到小组最初制定的目标值， 将H型钢焊后侧弯变形控制在10%以内矫正成本也得到大幅度降低（主要为火焰矫正），其所带来的直接节约 费用见下表为：矫正一榀H型钢侧弯构件需约：1、乙炔量0.2瓶，58元/瓶，合计11.60元2、氧气量0.3瓶，13元/瓶，合计3.90元3、人工费0.25个工日，48元/工日，合计12.0元以上三项共计27.5元时间侧弯变形构件变形数每根构件矫正成本（元）总计消耗成本16月11627.53190 元710 月3027.5645元统计得出七月份后由于焊接侧弯变形得到有效控制，用于矫正H型钢的成本明显降低，本次直接节约矫正费用 2545元。11、巩固措施QC小组活动的实践证明，通过加强对生产班组的技术交底和施工管理，并配以合适的对策，控制焊接变形是可行的。11.1将以上措施纳入我厂的关键工序的操作规程中，严格按照工艺工序施 工。11.2按设计、工艺、规范、技术交底进行生产，操作人员应确保自检正确 率为100%。11.3质检员应根据编制的质量检验计划，以“三检”为重