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1、提高鋁鎂合金管焊接培訓(xùn)質(zhì)量中石化勝利油建工程有限公司焊接技術(shù)培訓(xùn)中心焊接培訓(xùn)QC小組一、工程概況805鋁鎂合金小口徑管2G位置交流鎢極氬弧焊項目全國工程建設(shè)系統(tǒng)焊工職業(yè)競賽的一個必考項目。該項目經(jīng)專家分析焊接難度大，射線探傷合格率低。如果該項目的焊接問題沒有攻破，將嚴(yán)重影響比賽成績。因此我培訓(xùn)中心特成立QC小組，針對問題進行研究并制定出切實可行的措施，以提高焊接質(zhì)量。 二、小組概況焊接技術(shù)培訓(xùn)中心焊接培訓(xùn)QC小組成立于2015年1月10日。小組成員共10人，平均年齡41歲，其中焊接技能大師1人，山東省首席技師和東營市首席技師各1人，高級工程師2人，工程師3人，高級技師2人。 表2-1 QC小組2、成員基本情況表小組概況焊接技術(shù)培訓(xùn)中心焊接培訓(xùn)QC小組成立時間2015年01月課題名稱提高鋁鎂合金管焊接培訓(xùn)質(zhì)量課題類型現(xiàn)場型組 長姜歡歡活動日期2015.012015.6注冊時間2015.01小組人數(shù)10人注冊編號YJ097-2015活動頻次5次/月，出勤率100%序號姓名性別文化程度年齡職務(wù)小組分工1姜歡歡女大學(xué)32 工程師組長2馬云軍男大專42東營市首席技師副組長3譚芳銘男大學(xué)31 工程師組員4徐 鵬男大學(xué)35 工程師組員5湯海東男大專36山東省首席技師組員6王 波男大專26高級技師組員7朱東升男技校46高級技師組員8王紹智男大專57焊接技能大師組員9喬 虎男大學(xué)53高級工程師組員10趙3、劉英女大學(xué)46高級工程師組員制表人：姜歡歡 制表日期：2015年1月20日三、選題理由1.培訓(xùn)班要求合格率 我培訓(xùn)中心全國電焊賽前集訓(xùn)班對鋁鎂合金小口徑管2G位置固定交流TIG焊項目的焊接合格率要求達(dá)到95%以上。2.目前此項目合格率 目前此項目焊接合格率據(jù)統(tǒng)計只有31.43%，與合格的標(biāo)準(zhǔn)相差很大。表3-1為QC小組在2015.01.12-2015.2.12期間對5名參加集訓(xùn)的焊工焊接的鋁鎂合金管焊接質(zhì)量合格率進行的統(tǒng)計。表3-1 鋁鎂合金管焊接一次合格率序號檢查點數(shù)合格點數(shù)不合格點數(shù)一次合格率（%）選手A2261627.27%選手B2371630.43%選手C2171433.33%選手D14、971236.84%選手E2061430.00%合計105337231.43%制表人：馬云軍 調(diào)查日期：2015年1月30日 檢查點數(shù)與合格點數(shù)關(guān)系詳見圖3-1。圖3-1 檢查點數(shù)與合格點數(shù)對比圖制圖人：譚芳銘 調(diào)查日期：2015年1月30日為確保我公司參賽選手在2015年第12屆全國工程建設(shè)系統(tǒng)焊工職業(yè)競賽中取得優(yōu)異成績，因此我QC小組將課題選為提高鋁鎂合金管焊接培訓(xùn)質(zhì)量。四、現(xiàn)狀調(diào)查QC小組對培訓(xùn)前期所焊接的鋁鎂合金管焊縫進行了100%射線檢測，其缺陷問題統(tǒng)計分析表如下所示。表4-1缺陷問題統(tǒng)計分析表序號缺陷頻數(shù)累計頻數(shù)所占比例（%）累計比例（%）1氣孔636387.50%87.50%2未5、焊透3664.17%91.67%3未熔合3694.17%95.84%4裂紋1711.38%97.22%5其他2722.78%100%/合計72/制表人：姜歡歡 制表時間：2015年2月13日根據(jù)缺陷問題統(tǒng)計分析表繪制缺陷問題排列圖，如圖4-1所示。頻數(shù)（個）累計頻率（%） 圖4-1 缺陷排列圖制圖人：徐鵬 制圖時間：2015年2月13日由排列圖可見：焊縫中氣孔缺陷占所有缺陷的87.5%，是造成焊接合格率不高的主要原因。經(jīng)過本QC活動小組商討，決定將氣孔作為主要解決問題。 五、目標(biāo)確定 1.活動目標(biāo)減少焊縫氣孔的產(chǎn)生，將焊縫無損探傷一次合格率由活動前的31.43%提高到95%以上。 2.目標(biāo)設(shè)定6、依據(jù) (1)培訓(xùn)中心全國焊工賽前集訓(xùn)班的培訓(xùn)目標(biāo)要求鋁鎂合金管2G位置焊接一次合格率達(dá)到95%以上。（2）根據(jù)以上調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如果能成功克服氣孔缺陷，此訓(xùn)練項目焊接一次合格率將達(dá)到（63+33）/105=94.29%，該值已非常接近目標(biāo)值。 （3）我QC小組成員具有豐富的焊接施工及培訓(xùn)經(jīng)驗，既有技能經(jīng)驗豐富的油田電焊技能大師、山東省首席電焊技師及電焊高級技師，也有焊接理論豐富的高級工程師。通過小組研究，制定可行性方案并實施，可以保證焊接一次合格率。氣 孔弧柱含氫量高有害氣體侵入熔池不按正確的操作手法施焊電弧不穩(wěn)定氬氣流量選擇不當(dāng)焊接參數(shù)選擇不當(dāng)坡口表面及兩側(cè)清理不徹底設(shè)備性能不穩(wěn)定熔池保護效果差7、熔池氣泡不易浮出操作技能不熟練坡口組對間隙大焊工責(zé)任心不強氬氣純度未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)防風(fēng)措施不完善鎢極氧化鎢極更換不及時焊絲清理不徹底清理方法不當(dāng)六、原因分析圖6-1 影響因素關(guān)聯(lián)圖制圖人：姜歡歡 制圖時間：2015年3月6日由關(guān)聯(lián)圖可知，影響氣孔的質(zhì)量因素共19條，其中末端因素有8條：1、操作技能不熟練 2、焊工責(zé)任心不強 3、清理方法不當(dāng) 4、防風(fēng)措施不當(dāng) 5、氬氣流量選擇不當(dāng) 6、焊接參數(shù)選擇不當(dāng) 7、氬氣純度未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，8、設(shè)備性能不穩(wěn)定。七、要因確認(rèn)小組通過對上述原因討論分析，制定了要因確認(rèn)計劃，詳見表7-1。表7-1 要因確認(rèn)計劃表序號末端因素確認(rèn)內(nèi)容確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)責(zé)任人完成時間1操作技能掌8、握不熟練1.選手對此項目焊接是否有基礎(chǔ)2.技能掌握的程度現(xiàn)場調(diào)查技能操作熟練掌握的程度99%姜歡歡2015.3.82焊工責(zé)任心不強選手的質(zhì)量意識、責(zé)任心問卷調(diào)查合格率100%湯海東2015.3.73清理方法不當(dāng)調(diào)查母材及焊絲表面油污、氧化膜是否清理徹底現(xiàn)場調(diào)查1.坡口及兩側(cè)（約30mm）露出金屬光澤2. 焊絲表面露出金屬光澤王紹智2015.3.64防風(fēng)措施不完善防風(fēng)裝置是否缺失或不到位現(xiàn)場調(diào)查風(fēng)速1m/s馬云軍2015.3.65氬氣流量選擇不當(dāng)氬氣流量選擇是否合理現(xiàn)場調(diào)查能很好的保護焊接區(qū)域譚芳銘2015.3.86焊接參數(shù)選擇不當(dāng)焊接電流、清理比例、交流頻率等選擇是否合理現(xiàn)場調(diào)查參數(shù)選擇能滿足9、焊接的要求趙劉英2015.3.77氬氣純度未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查氬氣的純度現(xiàn)場調(diào)查純度99.999%王 波2015.3.88設(shè)備性能不穩(wěn)定是否正確選用焊機現(xiàn)場調(diào)查工藝性能良好（引弧容易、電弧穩(wěn)定等）喬 虎2015.3.5制表人：湯海東 制圖時間：2015年3月10日 根據(jù)以上要因確認(rèn)計劃，小組成員按照分工，分別對8個末端因素按計劃中的確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)逐一進行要因確認(rèn)，確認(rèn)過程如下：【確認(rèn)一】操作技能掌握不熟練確定人：姜歡歡確認(rèn)地點：訓(xùn)練廠房1.通過與參加集訓(xùn)的焊工進行溝通交流，了解到有2名焊工沒有鋁鎂合金的焊接經(jīng)驗。3名焊工接觸過，但只焊過一些鋁合金角焊縫，對質(zhì)量要求不高，也不進行射線探傷，而且由于長時間不接觸10、，原來掌握的操作手法現(xiàn)在也已經(jīng)生疏了。2.小直徑鋁鎂合金管2G位置固定交流TIG焊操作項目，操作要領(lǐng)最難掌握,據(jù)調(diào)查后得知對5名焊工來說是一個新項目，對工藝和操作手法掌握都不熟練。3.本操作項目處于培訓(xùn)前期，選手練習(xí)的時間短，不足以使學(xué)員熟練掌握操作要領(lǐng)，并焊接出符合要求的高質(zhì)量焊縫。確認(rèn)結(jié)果：要 因【確認(rèn)二】焊工責(zé)任心不強確定人：湯海東確認(rèn)地點：訓(xùn)練廠房據(jù)調(diào)查參加本次集訓(xùn)學(xué)員均是層層選拔出的優(yōu)秀焊工，質(zhì)量意識、責(zé)任心強，而且本賽前培訓(xùn)班對選手還專門進行了8個學(xué)時的焊接質(zhì)量意識與安全的培訓(xùn)。確認(rèn)結(jié)果：非要因【確認(rèn)三】表面清理方法不當(dāng)確定人：王紹智確認(rèn)地點：訓(xùn)練廠房1. 鋁鎂合金化學(xué)活潑性強，管11、口、焊絲表面極易形成熔點高的氧化膜（Al2O3和MgO），MgO氧化膜疏松且吸水性強。如氧化膜清除不徹底，所吸附的水分受熱分解出氫，會使焊縫出現(xiàn)氫氣孔，因此母材和焊絲表面的油污和氧化膜需要徹底清理干凈。氣孔氣孔氣孔氣孔2.現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)對于油污和氧化膜的清理沒有使用更好的方法。使用砂輪和砂紙進行打磨清理，造成氧化膜清理不徹底，若砂粒留在金屬表面還會產(chǎn)生夾渣等缺陷。確認(rèn)結(jié)果：要 因【確認(rèn)四】防風(fēng)措施不完善確定人：馬云軍確認(rèn)地點：訓(xùn)練廠房參賽選手訓(xùn)練場地安排在培訓(xùn)中心1號電焊廠房內(nèi)。每位選手都有自己獨立的操作間，防風(fēng)措施完善，杜絕了風(fēng)力對焊接的不利影響。 確認(rèn)結(jié)果：非要因【確認(rèn)五】氬氣流量選擇不當(dāng)確12、定人：譚芳銘確認(rèn)地點：訓(xùn)練廠房1.氬氣流量是影響熔池保護效果的一個重要參數(shù)，流量過小，氬氣挺度不夠，排除周圍空氣的能力弱，保護效果差。但是流量過大，不僅浪費氬氣，而且會引起紊流區(qū)擴大，將空氣卷入保護區(qū)，反而降低了保護效果，使焊縫易產(chǎn)生氣孔。氬氣流量與噴嘴的大小有關(guān)，考慮培訓(xùn)的經(jīng)濟性和氬氣保護效果，本操作項目選用的噴嘴直徑為1012mm。2.教練現(xiàn)場指導(dǎo)學(xué)員調(diào)節(jié)氬氣流量，經(jīng)過多次試焊，最終確定了最佳氬氣流量調(diào)節(jié)范圍1015L/min。避免了由于氬氣流量選擇不當(dāng)，對焊縫質(zhì)量產(chǎn)生影響。確認(rèn)結(jié)果：非要因【確認(rèn)六】焊接參數(shù)選擇不當(dāng)確定人：趙劉英確認(rèn)地點：訓(xùn)練廠房 焊接參數(shù)的選擇直接影響到焊縫的焊接質(zhì)量。13、經(jīng)調(diào)查，在訓(xùn)練時，焊工對焊機的一些參數(shù)原理不清楚，導(dǎo)致參數(shù)調(diào)節(jié)不合理，如焊接電流、焊接速度、清理比例、交流頻率、引弧電流、收弧電流等。 確認(rèn)結(jié)果：要因【確認(rèn)七】氬氣純度未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)確定人：王 波確認(rèn)地點：訓(xùn)練廠房1.經(jīng)調(diào)查本項目操作所用氬氣，選擇的是正規(guī)的氬氣供應(yīng)廠家，供應(yīng)商在灌裝時嚴(yán)格執(zhí)行灌裝制度和操作規(guī)程，能保證氬氣達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)純度要求(99.999%)。2.集訓(xùn)焊工訓(xùn)練時，要求氬氣不能全部用光，瓶中要留有1MPa的壓力，避免在灌裝氬氣時帶入空氣，降低氬氣的純度。確認(rèn)結(jié)果：非要因【確認(rèn)八】設(shè)備性能不穩(wěn)定確定人：喬 虎確認(rèn)地點：訓(xùn)練廠房 訓(xùn)練選用山大奧太公司生產(chǎn)的WSME-315逆變交流方波脈沖氬弧14、焊機。該焊機采用高頻逆變技術(shù)，能實現(xiàn)良好的焊接工藝性能（引弧容易、電弧穩(wěn)定）。 確認(rèn)結(jié)果：非要因通過對以上8項末端因素的分析，確定影響焊縫產(chǎn)生氣孔的主要原因是：1.操作技能掌握不熟練；2.表面清理方法不當(dāng)；3.焊接參數(shù)選用不當(dāng)。八、制定對策 要因確定后，QC小組下一步工作是制定解決要因的對策。為確保制定出的對策更有針對性，我們需要做更進一步的調(diào)查，全體成員通過深入現(xiàn)場，多次開會研究分析，各抒己見，制定出了一整套解決問題的對策。對策計劃表如下表所示。 表8-1 對策計劃表序號要 因?qū)Σ吣繕?biāo)措施負(fù)責(zé)人完成時間1操作技能掌握不熟練加強學(xué)員培訓(xùn)與指導(dǎo)所有參賽選手都能熟練掌握操作手法和要領(lǐng)1.選擇經(jīng)驗豐15、富的教練2.進行操作手法和要領(lǐng)的探索3.強化訓(xùn)練，相互交流，共同分析姜歡歡王紹智2015.3.272清理方法不當(dāng)制定正確的清理方法保證焊件坡口內(nèi)外兩側(cè)30mm內(nèi)、焊絲表面油污、氧化膜清理干凈1.改進清理焊件、焊絲方法。2.加強現(xiàn)場試件組對前的監(jiān)督喬 虎湯海東2015.3.173焊接參數(shù)選用不當(dāng)選擇合理的焊接參數(shù)確定出合理的焊接參數(shù)先期進行攻關(guān)，尋找最佳的焊接工藝參數(shù)范圍譚芳銘王 波2015.3.20 制表人：姜歡歡 制表日期：2015年3月19日九、對策實施1.加強學(xué)員培訓(xùn)與指導(dǎo) 鋁鎂合金小口徑管2G位置固定手工鎢極氬弧焊操作對參賽選手來說是一個新的項目，對此項目的工藝和操作不熟悉，所以加強焊16、工的操作技能的培訓(xùn)是當(dāng)務(wù)之急。 (1)挑選技能高超，具有豐富培訓(xùn)經(jīng)驗的教練負(fù)責(zé)學(xué)員的技能培訓(xùn)。全面系統(tǒng)的向?qū)W員講解鋁鎂合金的焊接特點及操作難點。QC小組決定由湯海東負(fù)責(zé)選手的操作技能培訓(xùn)工作。 (2)先挑選12名焊接技能較好的焊工進行操作手法和要領(lǐng)的攻關(guān)，摸索出正確的操作要領(lǐng)后，然后再加強培訓(xùn)練習(xí)，見圖9-1。圖9-1 操作要領(lǐng)的摸索（3）培訓(xùn)過程中重視示范指導(dǎo)，教練進行示范操作教學(xué)，講解操作要點、難點，保證學(xué)員能直觀具體的看到操作手法和技能的全過程。（4）培訓(xùn)過程中要循序漸進、由淺入深，多次進行無損檢測，及時反饋信息，為“診斷”提供依據(jù)。與學(xué)員共同分析，解剖試件，查找原因，并制定解決的方法和17、措施。（5）努力營造相互交流、取長補短，共同提高的良好培訓(xùn)氛圍，圖9-2為交流學(xué)習(xí)圖片。圖9-2 交流學(xué)習(xí)2. 制定合理的清理方法（1）試件坡口采用機械清理的方法，采用硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)銼進行試件的清理。保證坡口及兩側(cè)30mm范圍內(nèi)正反兩面的氧化膜、油污等污物清理干凈，直至露出銀白色的金屬光澤。圖9-3 坡口清理(2)焊絲要用丙酮清洗并擦拭干凈后方可使用。圖9-4 焊絲清理（3）打底焊道焊完后，應(yīng)采用合金銼刀認(rèn)真清理焊道表面的氧化膜和雜質(zhì)。圖9-5 打底焊道清理(4) 打磨好的坡口及焊絲應(yīng)即時焊完,12小時未施焊應(yīng)重新打磨清理。（5）加強現(xiàn)場試件組對前的監(jiān)督，確保氧化膜清理徹底后再進行焊接。3.選定18、合理的焊接參數(shù)尋找合理的焊接參數(shù)范圍需要多次的試焊和總結(jié)。因此先根據(jù)母材的焊接性、坡口形式等制定出多個焊接參數(shù)范圍，學(xué)員們再進行焊接。在焊接過程中要注意思索和總結(jié)，并借助射線檢測方法尋找出最佳的焊接參數(shù)范圍。下表為選定的鋁鎂合金鋼管焊接參數(shù)。表9-1 鋁鎂合金鋼管焊接參數(shù)焊接層次焊接電流（A）引弧電流（A）緩升時間（s）衰減時間（s）收弧電流（s）延氣時間（s）清理強度交流頻率（Hz）打底150175402.023406-388090蓋面135155402.023406-388090制表人：譚芳銘 制表日期：2015年3月26日十、效果檢查 1.目標(biāo)實現(xiàn)情況 我QC小組成員全面深入現(xiàn)場，將我小19、組制定的對策措施在培訓(xùn)過程中徹底實施。發(fā)現(xiàn)問題及時整改和解決，成功攻克了鋁鎂合金管焊接氣孔等問題，使培訓(xùn)效果有了質(zhì)的飛躍。下表是我QC小組針對5名集訓(xùn)選手在2015.4.3-2015.4.17半個月以來所焊接的鋁鎂合金管焊縫的RT 檢測結(jié)果。表10-1 鋁鎂合金鋼管焊縫RT檢測結(jié)果序號所焊焊口總量（道）RT無缺陷的焊口（道）合格率（%）選手A302996.67選手B282796.4選手C272696.3選手D2828100.0選手E313096.7合計14414097.22（平均）制表人：趙劉英 日期：2015.4.19圖10-1 目標(biāo)實現(xiàn)示意圖制圖人：趙劉英 日期：2015.4.19 2.經(jīng)20、濟效益通過QC小組的活動，大大減少了焊縫出現(xiàn)氣孔缺陷的比例，同時提高了培訓(xùn)效率，節(jié)約了培訓(xùn)成本。本項目節(jié)約管材費用：kg5.6元/ kg5人45天=3780元。節(jié)約焊材費用：0.3kg45元/ kg5人45天=3037.5元。節(jié)約高純氬氣費用：0.5瓶590元/瓶45天=13275元。節(jié)約用電：7度電/人1元/ 度電5人45天=1575元。共計節(jié)約 3780元+3037.5+13275元+1575元=21667.5元。獲得了一定的經(jīng)濟效益。 3.社會效益通過開展QC活動，我公司參賽選手在第12屆全國工程建設(shè)系統(tǒng)職業(yè)技能競賽中取得優(yōu)異成績，鋁鎂合金管2G鎢極氬弧焊項目榮獲個人單項第3名的好成績，21、圖10-1為參賽選手獲獎證書。并榮獲團體第1名，個人分別獲得第3、6、9名，共摘得1金2銀。鋁鎂合金不僅培養(yǎng)了技術(shù)過硬高級技能人才，也為我們自身積累了豐富的培訓(xùn)經(jīng)驗，為以后焊接技能培訓(xùn)工作打下良好的基礎(chǔ)。同時也為工程中鋁鎂合金管的焊接提供了正確的焊接工藝，保證工程高效高質(zhì)量的順利進行。圖10-1 獲獎證書十一、鞏固措施1.將鋁鎂合金管焊接培訓(xùn)的原始資料進行整理，編制鋁鎂合金小口徑管焊接培訓(xùn)教學(xué)方案，供今后培訓(xùn)參考。 2.依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)補充鋁鎂合金管焊接試件的相關(guān)理化試驗，編制鋁鎂合金管焊接工藝評定報告。十二、體會和打算通過QC小組活動，不僅成功解決了工作中的難題，提高了焊工培訓(xùn)質(zhì)量，而且強化小組成員的質(zhì)量意識，提高了全面質(zhì)量管理的知識水平。今后將繼續(xù)開展QC小組活動，并將下一個QC小組研究課題定為確保焊接工藝評定質(zhì)量。