质量管理小组成果申报资料
提高钢结构焊缝一次施工质量合格率
QC小组名称：
单位名称：
发表人：
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目录
1、选择课题 (2)
2、QC小组简介 (3)
3、现状调查 (4)
4、设定目标 (5)
5、分析原因 (6)
6、要因确认 (7)
7、制订对策 (10)
8、对策实施 (11)
9、效果检查 (12)
10、质量证明材料 (15)
11、巩固措施及标准化 (15)
12、总结和下一步打算 (16)
提高钢结构焊缝一次施工质量合格率
1、选择课题
国贸金融中心工程主体结构形式为现浇混凝土框架结构＋钢结构夹层+钢结构屋盖。国贸金融中心工程立柱采用钢管混凝土柱，钢屋盖采用索撑体系的框架结构。本工程钢结构主要连接形式为焊接，部分节点采用高强螺栓或普通螺栓栓结。
钢结构
国贸金融中
心钢结构
图1 国贸金融中心工程平面布局图
制图人：何士宗日期：2013年3月1日可见，本工程钢结构施工为重要的施工内容，焊接为钢结构施工的主要内容。工程必须达到国家现行的工程质量验收标准及设计要求，并满足验收规范的质量要求，工程一次验收合格率达到100%。争创目标：本工程必保钢结构金奖。誓保“鲁班奖”。因此必须采取可行的方法来提高钢结构施工的一次施工质量合格率。
钢结构焊接一次施工质量合格率是钢结构施工质量评定的重要指标之一，焊缝质量一旦出现问题，将会直接影响结构工程的整体质量。焊缝的返修和重复焊接会导致钢材硬度增大但脆性增加，钢材延性降低，结构抗震能力减弱。根据规范要求，钢结构焊缝可根据实际需要可返修两次，第三次返修须经专业技术负责人或焊接工程师制定方案后才可实施，手续繁复，且检测要求严格，对质量、工期、效益会带来很大的负作用。故提高钢结构焊接一次施工质量合格率是本工程保证质量、保证工期、保证效益的关键环节，是提高钢结构施工质量的重中之重。
图2 钢结构现场焊接及焊接过程记录
拍摄人：何士宗日期：2013年6月2日因此QC小组选择“提高钢结构焊缝一次施工质量合格率”为活动课题。
2、QC小组简介
国贸金融中心工程于2013年3月1日开工。针对工程的实际特点与难点，于2013年3月1日成立了以项目部技术部部长为组长的质量管理小组，积极开展“提高钢结构缝一次施工质量合格率”QC活动。
小组人员构成详见表1：
QC小组成员情况表表1
3、现状调查
为充分了解、掌握钢结构焊缝的质量现状， QC小组对已施工完成质量情况的进行了统计调查（调查范围为国贸金融中心钢结构已焊接完成的钢柱和梁柱节点焊缝等）。
共统计检查200条焊缝，其中：①钢柱对接焊缝40条，计125.6m；②梁柱节点横、立焊缝条190条，计115.9m。③共计260条焊缝，焊缝长度共计241.5m。一次合格焊缝长度219.282，一次合格率仅为219.763/241.5=90.8%。对质量缺陷情况汇总统计如下，见表2、图3：
国贸金融中心钢结构焊缝缺陷统计调查表表2
图3 国贸金融中心钢结构焊缝缺陷排列图
制图：何士宗日期：2013年4月25日通过统计调查和缺陷排列图，我们发现“气孔”和“夹渣”缺陷是影响焊缝一次合格质量主要问题所在，“气孔”和“夹渣”累计频率达到68.1%，亟待采取有效质量管理活动进行改进、提高。
4、设定目标
4.1目标设定
为了确保国贸金融中心工程达到国家现行的工程质量验收标准及设计要求，并满足验收规范的质量要求，工程一次验收合格率达到100%，以及确保取得“钢结构金奖”和“鲁班奖”，根据历年来得奖工程的经验总结可知，一、二级焊缝一次焊接合格率须达到95%以上。我们QC小组将活动目标确定为：
国贸金融中心工程焊缝一次焊接质量合格率达到95%。
62.2%80.0%
0%
20%40%60%80%100%
现状
目标
图4 活动目标对比图
制图：何士宗 日期：2013年5月1日
4.2目标设定依据
（1）从表2、图3可知，焊缝不合格率100%—90.8%=9.2%，其中气孔和夹渣的累计频率达到了68.1%，是影响焊缝一次合格率的主要原因。本小组分析认为只要将“气孔和夹渣”问题予以整治70%，则合格率为：90.8%+（1-90.8%）×68.1%×70%=95.2%，大于95%；
（2）统计调查中可见，气孔和夹渣出现频数共计54次，占总数54/79=68.1%，同等构件和材料条件下，工厂内加工焊缝一次合格率为94.8%；
因此，焊缝一次合格率目标制定为95%是可行的，我们相信在公司领导的重视和集团公司质量部的指导下，完全能够实现既定的活动目标。
5、分析原因
根据排列图可以看出气孔和夹渣是影响焊缝一次合格率的主要原因，QC 小组成员经过讨论，找出每一个工艺环节存在的问题，并深入分析其影响因素，综合各种原因绘制因果图如下：
图5 焊缝一次合格质量缺陷影响因素分析关联图
制图：何士宗日期：2013年5月5日
按照关联图主因和问题的判断方法，找出了影响焊缝一次合格质量的12个末端原因。
6、要因确认
针对因素分析图中的12项末端因素，我们QC小组制定要因确认计划表，具体如表3：
要因确认计划表表3
确认1：施工前培训不到位
经现场调查，大多数参施人员均有多年相关工程施工经验、参加本工程施工的劳务分包为分公司的合格分包商，所选的作业人员多数有2年以上的从业经验，并持证上岗；工程开工前，对操作人员进行了工艺培训、现场交底，并经项目部现场焊接考试合格。但由于后期施工作业量增加，参施人员未经全部审查，部分存在无证上岗、从业经验不足及未通过现场焊工考试的情况。因此“施工前培训不到位，人员筛选不严”是要因。
图6 焊工证及特殊工种操作证
拍摄人：何士宗日期：2013年5月5日确认2：沟通不到位，工序组织不协调
项目部将工程、技术、质量、安全、每一个质量控制点的责任分解落实到每一人，QC小组成员已向管理人员和全体工人宣贯了本工程的重要性。各负责人与架子队每日召开工程例会，分析问题、落实责任，并将责任与绩效考核和月度考评挂钩。结论：“沟通不到位、工序组织不协调”不是要因。
确认3：焊工对新工艺不熟
本工程使用的钢材主要为Q345B，为目前大型钢结构施工的主流材料，非特殊材料。本工程深化设计时已规避仰焊作业，主要为平焊、横焊和立焊操作，对焊接位置要求不高。结论：“焊工对新工艺不熟”不是要因。
图7 钢梁及钢柱焊缝均无仰焊位
制图人：王成时间：2013年4月25日确认4：焊接方法不当
施工前已进行岗前培训和焊工考试，并下发焊接施工交底。焊接位置为平焊、横焊和立焊。现场施工为常用的二氧化碳气体保护焊和手工电焊，焊工操作熟练。但部分焊工存在敲渣不净及焊接过程中电流过大导致药皮被熔池覆盖无法上浮，造成夹渣。结论：要因。
确定5：焊接工艺不完善
经现场取样检查并测定，焊接专家组论证结果为二氧化碳气体浓度过低，含水量超标，目前二氧化碳纯度仅为98%，且含水量为0.012%。结论：该问题为要因。
确定6：大小型机具不到位
由于现场焊接使用的焊机使用时间过长，且保养不到位，造成焊接规范不准确。且现场使用的敲渣锤、钢丝刷和电动磨光机等配备数量不够，且敲渣锤多数无尖头，无法满足敲渣需要。结论：要因。
确定7：焊条、焊丝防潮、烘焙不到位，焊材表面有杂质等污染
开工之初已购置烘干箱及保温桶，焊条按照规范要求进行烘焙和使用。焊材存放区域干燥无污染。焊丝开封后1～2天用完，现场存放随时压盖防潮。结论：非要因。
确认8：湿润季风气候，湿度大、风大
工程地处东海之滨，气候属北亚热带湿润性季风气候。常年湿度较大，刮风频繁且风力较大。现场防风措施不到位，未按照交底要求搭设防风棚。梁柱节点角落处焊接时多处未使用防风布围护。因工期紧张，经常出现小雨下完之后立即进行施焊，且烘干和预热不符合要求。结论：“气候及违规操作”是主要原因之一。
通过对以上8条原因进行逐条确认，我们找出了导致国贸金融中心钢结构焊缝一次合格率不高的主要原因：
①施工前培训不及时，参施人员筛选不到位；
②焊接方法不当，焊接习惯不好；
③焊接工艺虽完善，但使用的CO2气体不符合规范要求，影响施工质量；
④大小型机具设备不完善；
⑤防风措施不到位，湿度大的天气存在违规作业。
7、制订对策
对策表表5
8、对策实施
根据以上五个主要原因，我们按照对策表实施措施。
实施一：加强培训，筛选人员
将架子队申报的花名册进行筛选复查，无焊工证及上岗证人员予以清场或不得从事焊接施工。持证工人须确保全部通过现场考试。现场焊工考试根据《国贸金融中心工程焊工考试方案》进行检查，未通过考试人员不得进行焊接操作。通过考试人员统一发放合格证明，并加盖项目部红章，便于现场检查。
实施二：组织交流，改正方法
将现场具备焊接资格的焊工组织在一起进行讨论，并将现场采集的问题照片进行统一讲解，由焊接专家进行指导和点评。现场焊接施工期间，项目部技术及质检人员随身盯控，焊接专家现场指导，纠正不良习惯。
实施三：严格执行方案,改善气体质量
将焊接工艺试验方案重新交底，细化交底内容，落实交底效果。进场二氧化碳气体严格把关，确保气体纯度≥99.5%，含水量≤0.005%（《CO2气体保护焊工艺规程》JB/Z286-87规范要求）。
实施四：改善施工机具
将现场使用的焊机建立机械台账，并进行统一检查。年久失修且无法维修完好的焊机予以退场。购置新型焊机，调试至稳定状态。另外，现场小型工机具需统一配置发放，保证施焊人员随用随取，电源拉设到位，确保敲渣和打磨质量符合要求。
实施五：改良施焊环境，严防违规作业
制作两个半圆弧型防风棚将柱体维护，或采用防风布全方位围护来确保风速≤2m/s，手把焊焊接环境中风速＜8m/s。加强现场检查监督力度，防止违规作业。
9、效果检查
9.1直接效果
通过QC小组及全体参施人员的共同努力，国贸金融中心工程钢结构顺利施工完成，并通过甲方监理的一致认可。经UT检测和统计检查，QC活动开始后，参与检测的钢柱及梁柱节点焊缝总长为360.800m，一次合格长度为360.8-1.804=358.996m。
缺陷统计情况见表6、图16：
制表人：何士宗时间：2013年6月1日
图8 QC活动结束后钢结构焊缝缺陷排列图
制图人：何士宗时间：2013年6月1日从表6、图16中数据可知，通过实施QC活动，气孔和夹渣缺陷的累计频率由68.1%下降至17%，合格率：（306-52）/306=83%，一次合格率为358.996/360.8=99.5%＞95%，已实现QC小组制定的目标。QC小组将对本工程继续关注，以期为今后的工程实践提供更好的指导。
现状目标
图9 国贸金融中心工程钢结构焊缝一次合格率对比图
制图人：何士宗时间：2013年6月1日
图10 成型效果
拍摄人：杨仁义时间：2013年6月1日
9.2经济效益
根据以往经验及钢结构焊缝的质量要求，当出现气孔、夹渣、裂纹等质量缺陷时，一般需使用碳棒气刨、电动角磨机、风铲等工具进行开缝，刨至缺陷所在区域的深度后予以扩大至缺陷宽度和深度的1.2倍左右即可，经监理同意后方可进行复焊返修，同一处返修次数不得超过2次，而且返修会造成受热区域反复受热，容易造成裂纹隐患等。另外，返修会造成严重的工期延误和人工浪费，并且会带来一系列恶劣影响（如罚款、绩效考核评定等）。
根据焊缝维修方法，每返修1处焊缝缺陷，主要直接费如下：刨开缺陷焊缝人工费300元，材料费150元（包含砂轮片、碳棒等），机械费250元（包括焊机、用电等）。本工程后期施工约有2000条焊缝，按活动前调查缺陷率9.2%计算，本次活动
共节约费用如下：
（300+150+250）×2000×9.2%=128800元。
9.3社会效益
（1）通过本次QC活动，公司的质量管理提升了分公司形象，得到国家焊接专家及业主、监理的高度称赞，为企业提高了知名度。
（2）在施工阶段，公司及总公司各兄弟单位组织了多次现场技术交流和观摩学习，扩大了本项目的知名度。
10、质量证明材料
本工程的焊缝超声波检测单位杭州华新技术检测中心根据设计和规范要求，针对每一条检测焊缝出具了相应的合格证明材料。
图11 检测报告
拍摄人：杨仁义时间：2013年5月23日
11、巩固措施及标准化
11.1本次QC小组成功完成“提高钢结构焊缝一次施工质量合格率”的攻关活动，实现了既定目标，并在此基础上，对钢结构焊接的施工工艺进行了总结，以推广和指导今后钢结构焊接的施工，同时也为整个工程钢结构标准化施工奠定基础；
11.2将质量教育制度化、规范化。确保各种质量活动及时进行，进一步提高项目部全体员工质量意识。
11.3鼓励项目部人员自由组合，对施工中出现的各种技术质量问题攻关、改进。
12、总结和下一步打算
项目部通过开展QC小组活动，为整个工程节约了时间和施工费用，施工质量也受到了总包及监理的一致好评。在项目施工中，大家运用QC方法找原因、定措施，解决了一系列的问题；但我们将再接再厉，在以下的施工中创造出更多的业绩，为工程建设贡献出我们的力量！
下一步我们将选取新的课题，开展新一轮的QC小组活动，进一步提高工程整体施工质量，拓展市场，打造精品工程。
拍摄人：谭大山时间：2013年6月6日我们QC小组将继续努力，为提高工程施工质量而不断探索、研究，并在以后的QC活动中还要注意以下事项：
12.1施工前必须进行充分的活动策划，重点分析施工过程中的常见问题统计以及根据工程特点所发生的的一些特殊质量问题；
12.2做好工人的岗前培训，加强各个层面上的质量管控意识，提高质量管理能力，并进行书面交底与现场交底，重难点节点必须进行“样板引路”；
12.3落实质量责任制，对责任层层分解、落实到人，对施工全过程进行有效的、全面的质量控制；
总之，公司将会持续开展QC活动，在过程中总结，在总结中成长。加强过程管控，加强质量管理。用质量管理提升业务水平和经济效益，为打造精品工程而努力奋斗！