提高鋼結構厚板焊接質量秀場很圓質量管理小組一、工程概況無錫萬達秀場位于無錫市濱湖區，總用地面積約3.8萬㎡，總建筑面積約2.95萬㎡。結構情況為地上4層，地下2層，主鋼屋蓋結構高度約36m，下部主體結構為鋼筋混凝土框架——剪力墻結構體系，鋼屋蓋為帶中央受壓環的徑向鋼桁架及懸挑梁結構。桁架平面直徑62m，外圍懸挑10m，懸挑結構下方設置吊掛鋼管仿竹柱。主體屋蓋鋼結構呈圓形布置，鋼桁架高度自內向外降低，高差5m。在屋蓋核心區域設置一個壓環桁架，壓環桁架上弦桿截面為D1000mm×70mm，下弦桿為D700mm×45mm，鋼板采用Q390GJB材質，焊接方式為二氧化碳氣體保護焊，平面投影為圓形構造。壓環桁架外圍與24榀徑向桁架相連。整個屋蓋通過外側的徑向桁架落在混凝土柱頂，受壓環底部無支撐結構。鋼結構效果圖二、QC小組概況QC小組基本情況小組名稱秀場很圓質量管理小組組建時間2018年2月28日課題名稱提高鋼結構厚板焊接質量小組注冊號ZJBJSH-XZ2018005課題類型現場型課題注冊號ZJBJSH-KT2018007活動時間2018年03月05日-2018年07月25日小組活動出勤率100%小組人數10人平均年齡29序號姓名性別年齡學歷職稱職務組內職務組內分工QC學習時間1周磊男29本科工程師質量總監組長組織實施、效果檢查402張衛綱男33本科工程師項目經理副組長組織協調403王鑫男30本科工程師科技部副經理顧問過程指導404趙尚君男32本科工程師經理部質量總監顧問過程指導405時康男32本科工程師技術負責人組員設定目標、原因分析406左義男27本科助理工程師工程主管組員確定要因、制定對策407熊龍飛男30本科助理工程師財務負責人組員效益分析408王基林男25本科助理工程師鋼結構工程師組員對策實施、效果鞏固409鄒益男25本科助理工程師鋼結構工程師組員現場實施4010唐士杰男25本科無施工班組長組員現場實施40制表人：周磊制表時間：2018年7月25日QC活動計劃表制表人：周磊制表日期：2019年3月1日三、選擇課題本項目壓環桁架體系施工特點：弦桿最大焊縫3.14m長，70mm厚，圓管構件需360°焊接，業內相對少見，焊接難度較高。同時小組成員在對現場預拼裝徑向桁架進行檢查時發現焊縫合格率較差，返工次數較多。考慮到壓環桁架在整個鋼屋蓋受力體系中的重要性，壓環桁架的焊接質量必須得到提高。綜上所述，本小組選定課題為：提高鋼結構壓環桁架厚板焊接質量。四、現狀調查為找出影響鋼屋蓋中心壓環桁架焊接質量的主要問題，QC小組于2018年3月1日組織15名專職焊工對70mm、50mm、30mm厚度鋼板進行了焊接試驗，試驗結果統計成表。鋼板試件焊接質量調查表序號因素類別檢查點數合格點數頻數1焊縫裂紋6042182焊瘤605823表面氣孔605644焊縫夾渣605925內部缺陷6036246焊縫不飽滿60581合計36030951合格率86%制表人：左義制表日期：2018年3月2日備注：檢查依據《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2001的規定。鋼板試件焊接質量問題統計表序號因素類別頻數累計頻數累計頻率1內部缺陷242447%2焊縫裂紋184282%3表面氣孔44690%4焊瘤24894%5焊縫夾渣25098%6焊縫不飽滿151100%制表人：左義制表日期：2018年3月2日排列圖制圖人：周磊制圖日期：2018年3月3日根據以上調查表和排列圖可以發現，現場焊接的主要質量問題是：1..內部缺陷2.焊縫裂紋。五、設定目標QC小組根據上述分析結果，對類似項目合格率及行業標準情況進行調研，通過經小組成員討論，經業主、監理單位確認后，確定了本次小組活動的目標。目標：保證鋼結構壓環桁架厚板焊接合格率98%。六、分析原因QC小組對試件焊接質量的主要質量問題：“焊縫裂紋”，“內部缺陷”，運用關聯圖進行深入細致的分析，從中找出10條末端因素。制圖人：周磊制表日期：2018年3月5日關聯圖確認主要原因計劃表序號末端因素確認內容確認標準確認人確認方法確認時間1焊機電流設置錯誤明確70mm、50mm、30mm厚度鋼板焊接電流大小對熔深、熔寬的影響1、焊工手冊2、超聲波探傷結果周磊左義1、現場進行焊接試驗觀察2、對焊縫進行超聲波探傷2018年3月5日至2018年3月15日2焊接速度過快明確70mm、50mm、30mm厚度鋼板焊接速度快慢對熔深、熔寬的影響1、焊工手冊2、超聲波探傷結果周磊左義1、現場進行焊接試驗觀察2、對焊縫進行超聲波探傷2018年3月5日至2018年3月15日3焊絲未做有效標識1、焊絲是否為堿性焊絲2、是否使用其他規格焊絲3、焊絲規格是否符合要求1、設計文件2、焊絲出廠質量證明文件及合格證時康鄒益1、調查驗收記錄2、對焊絲進行現場取樣復試2018年3月5日至2018年3月8日4母材未經檢驗即使用母材力學、化學性能十分符合要求1、設計文件2、鋼材出廠質量證明文件周磊唐士杰1、調查進場驗收記錄2、現場實體檢查2018年3月5日至2018年3月8日5母材未經檢查即開始焊接母材焊接面是否污染、破損1、基層平整順滑無破損2、基層無污染、銹蝕周磊唐士杰1、現場實體檢查2018年3月5日至2018年3月8日6焊縫坡口系數過小現場鋼材坡口系數是否符合要求1、施工方案鄒益唐士杰1、現場使用焊接檢測尺進行檢查2018年3月5日至2018年3月20日7工人未做技術交底工人是否接受施工技術交底，熟知焊接過程中需要注意的事項1、檢查技術交底內容是否全面2、焊接人員是否全部接受交底王基林鄒益1、檢查技術交底記錄2、根據交底人員簽字對現場人員進行復核2018年3月5日至2018年3月8日8焊機部件老化二氧化碳氣體保護焊設備是否存在部件老化、故障1、二氧化碳氣體保護焊設備各部分正常運行鄒益唐士杰1、檢查機械進場記錄2、現場檢查二氧化碳氣體保護焊設備各部件情況2018年3月5日至2018年3月8日9預熱溫度不足工人是否存在未預熱即焊接的偷工情況1、根據方案、規范中對焊前預熱的規定進行檢查左義唐士杰1、現場實體檢查2018年3月5日至2018年3月20日10空氣濕度過高陰雨天氣空氣濕度高是否滿足焊接要求1、焊接施工嚴禁在雨水天氣進行2、陰雨天氣施工應對作業面進行烘干王基林鄒益1、對焊接基層進行現場檢查2、使用溫濕測量儀對作業面進行監控2018年3月5日至2018年3月20日制表人：周磊制表日期：2018年3月5日確認主要原因確認一：焊機電流設置錯誤1、檢查焊機電流設置情況:小組成員對現場二氧化碳氣體保護焊設備電流設置情況進行檢查，發現存在焊工根據自身喜好隨意設置情況。焊工根據自身習慣設置電流普遍較高，不同厚度鋼板均使用相同大小電流。經過探傷檢測，合格率僅為86%，不能滿足要求。2、確認結果：焊接電流過高3、確認結論：要因確認二：焊接速度過快1、檢查焊接速度情況：小組成員采用計時的方式對焊工的焊接速度進行檢查，發現焊工盲目相信施工經驗，根據手感決定焊接速度，存在偷工思想。2、確認結果：焊接速度過快3、確認結論：要因確認三：焊絲未做有效標識1、檢查焊絲標識情況：a.焊絲按要求分類進行存放b.焊絲外包裝均有詳細參數標識c.焊絲現場保存良好，無受潮、污染情況。2、確認結果：焊絲檢驗合格3、確認結論：非要因確認四：母材未經檢驗即使用1、檢查母材檢驗檢查情況：根據對構件進場資料的檢查可以得知：構件質量證明文件齊全，原材復試已完成，報告合格。2、確認結果：母材已檢驗3、確認結論：非要因確認五：母材未經檢查即開始焊接1、檢查母材檢驗檢查情況：經過現場檢查可以得知：焊接前已對焊接基層進行打磨，無母材污染、破損情況。2、確認結果：焊接前基層已處理3、確認結論：非要因確認六：焊縫坡口系數過小1、檢查焊縫坡口系數情況：經現場使用焊接檢測尺檢查，焊縫坡口系數為單側20°、15°，總坡度35°。抽查點數50，合格點數50。符合方案要求。2、確認結果：坡口系數符合方案3、確認結論：非要因確認七：工人未做技術交底1、檢查工人交底情況：小組成員檢查了作業焊工的技術交底情況，發現全員皆已接受交底。現場抽查人員10人，交底情況與記錄一致。2、確認結果：工人已全部接受交底3、確認結論：非要因確認八：焊機部件老化1、檢查焊機部件老化情況：經現場抽查5臺焊機發現，二氧化碳氣體保護焊設備各部件運行情況良好：焊接電源正常、送絲系統運轉正常、供氣系統正常、焊槍正常無老化故障現象發生。2、確認結果：機械正常3、確認結論：非要因確認九：預熱溫度不足1、檢查預熱溫度不足情況：經現場檢查，發現班組已配備噴槍對焊接基層進行火焰加熱，加熱后使用紅外線測溫儀進行溫度確認，符合要求后開始焊接作業。2、確認結果：已進行焊前預熱3、確認結論：非要因確認十：空氣濕度過高1、檢查空氣濕度情況：小組成員對現場作業面空氣濕度進行檢查，發現班組已配備溫濕度計表。同時了解到班組在作業前會對本地天氣情況進行查詢，不符合要求的天氣將進行焊接以外的工作。2、確認結果：空氣濕度在可控范圍3、確認結論：非要因八、制定對策根據以上2個主要原因，我們QC小組進行了對策分析，并遵循“5W1H”原則制定了要因對策計劃表，內容如下：要因對策計劃表序號要因對策目標措施地點時間責任人1焊機電流設置錯誤按照工藝標準值設置焊機電流焊機使用電流100%正確1、技術人員根據相關規范明確試驗參數范圍2、現場管理人員與施工班組協作組織試驗（焊工15人，焊機3臺，焊接試件120件）3、記錄試驗數據，選出最優方案4、按確定方案對工人進行交底，進行現場實施施工現場2018年3月15日時康周磊唐士杰2焊接速度過快按照工藝標準值固定焊接速度焊接速度100%正確1、技術人員根據相關規范明確試驗參數范圍2、現場管理人員與施工班組協作組織試驗（焊工15人，焊機3臺，焊接試件120件）3、記錄試驗數據，選出最優方案4、按確定方案對工人進行交底，進行現場實施施工現場2018年3月15日時康周磊唐士杰制表人：時康制表日期：2018年3月13日九、按對策實施根據QC小組共同制定的對策與措施，小組成員與施工班組共同對70mm、50mm、30mm厚度鋼板焊接所使用的電流大小、焊接速度進行了交叉對比。探究固定電流，不同焊接速度對焊縫質量的影響，固定速度，不同電流大小對焊縫質量的影響，得到試驗數據120條，滿足要求的數據組合12條。通過對合格率的比較，最終確定了3種厚度鋼板所應使用的電流與速度，按此方案施工，焊縫質量可以得到保障。（表中為整合后的匯總數據）焊機電流、焊接速度試驗對比統計表序號鋼板厚度焊機電流焊接速度質量評定（合格率）試驗負責人員170mm280A-300A100mm/30mins78%周磊270mm260A-280A100mm/35mins84%周磊370mm240A-260A100mm/40mins89%周磊470mm200A-220A100mm/45mins98%周磊550mm250A-270A100mm/23mins81%左義650mm230A-250A100mm/26mins86%左義750mm210A-240A100mm/30mins93%左義850mm220A-240A100mm/32mins98%左義930mm250A-270A100mm/8mins87%王基林1030mm240A-260A100mm/10mins90%王基林1130mm220A-240A100mm/12mins95%王基林1230mm230A-250A100mm/14mins99%王基林1、質量評定由焊縫裂紋、焊瘤、表面氣孔、焊縫夾渣、內部缺陷幾方面檢查確定。制表人：周磊制表日期：2018年3月25日焊機電流設置錯誤：1、對專職焊工進行焊機電流專項交底后，明確不同厚度鋼板焊接作業負責人。2、根據每臺焊機施焊的鋼板厚度，按方案設置固定電流強度。3、編制焊機電流檢查表，定時檢查每臺焊機電流設置情況。焊接速度過快：1、對專職焊工進行焊接速度專項交底，通過計算焊縫長度，明確要求其控制焊接時間。2、與監理人員協同，對現場焊接速度進行現場監督控制。3、編制時間記錄表，記錄每道焊縫完成所用時間。十、檢查效果2018年4月13日項目部組織監理、業主、第三方檢測機構共同對壓環桁架體系進行驗收，焊縫未發現裂紋、焊瘤、表面氣孔、夾渣、內部缺陷等質量問題，圓滿達成了目標。實施效果檢查統計表序號檢查部位鋼板厚度檢查項目焊縫數量合格點數合格率探傷結果1上弦桿70mm焊縫裂紋44100%全部合格2焊瘤44100%全部合格3表面氣孔44100%全部合格4焊縫夾渣44100%全部合格5內部缺陷44100%全部合格6焊縫不飽滿44100%全部合格7下弦桿50mm焊縫裂紋44100%全部合格8焊瘤44100%全部合格9表面氣孔44100%全部合格10焊縫夾渣44100%全部合格11內部缺陷44100%全部合格12焊縫不飽滿44100%全部合格13牛腿、連系梁30mm焊縫裂紋244244100%全部合格14焊瘤244244100%全部合格15表面氣孔244244100%全部合格16焊縫夾渣244244100%全部合格17內部缺陷244244100%全部合格18焊縫不飽滿244244100%全部合格制表人：周磊制表日期：2018年4月13日經濟效果工期：壓環桁架體系原定工期為2018年3月28日至2018年4月16日，共計20天。通過開展QC活動，壓環桁架一次性驗收合格，完成時間2018年4月11日，節省工期5天。節省費用：履帶吊租賃費用6500元/天，塔吊租賃費用1000元/天，胎架租賃費用4700元/天，焊工400元/（人*天），節約工期5天，其節約成本為：（6500+1000+4700+400*8）*5=77000（元）本次QC活動經濟效果為：77000（元）社會效益通過開展QC活動，運用科學的施工工藝及先進的管理方法，強化施工過程控制，展現了優秀的施工質量，接待萬達集團、地方政府、媒體行業觀摩考察11次，接待人數500余人，向社會各界展現了公司的管理能力。同時本項目被英國《泰晤士報》評為2019年“全球十佳建筑”，也被美國CNN有線電視新聞網評為2019年十大最讓人期待的建筑之一。十一、制定鞏固措施2018年4月20日，本QC小組召開小組討論會，制定鞏固措施，根據QC活動總結出的有效措施，編制了《秀場項目鋼結構厚板焊接作業指導書》，后續桁架焊接施工嚴格按照指導書進行，施工質量得到了有效保證。鞏固效果鞏固期QC小組成員對后續施工的徑向桁架、箱型梁、格柵主梁、鋼結構馬道焊接施工質量進行了檢查，檢查焊縫合格率99%。鋼結構焊接質量檢查結果統計序號檢查部位構件形式檢查