1、提高铝镁合金管焊接培训质量中石化胜利油建工程有限公司焊接技术培训中心焊接培训QC小组一、工程概况805铝镁合金小口径管2G位置交流钨极氩弧焊项目全国工程建设系统焊工职业竞赛的一个必考项目。该项目经专家分析焊接难度大，射线探伤合格率低。如果该项目的焊接问题没有攻破，将严重影响比赛成绩。因此我培训中心特成立QC小组，针对问题进行研究并制定出切实可行的措施，以提高焊接质量。 二、小组概况焊接技术培训中心焊接培训QC小组成立于2015年1月10日。小组成员共10人，平均年龄41岁，其中焊接技能大师1人，山东省首席技师和东营市首席技师各1人，高级工程师2人，工程师3人，高级技师2人。 表2-1 QC小组2、成员基本情况表小组概况焊接技术培训中心焊接培训QC小组成立时间2015年01月课题名称提高铝镁合金管焊接培训质量课题类型现场型组 长姜欢欢活动日期2015.012015.6注册时间2015.01小组人数10人注册编号YJ097-2015活动频次5次/月，出勤率100%序号姓名性别文化程度年龄职务小组分工1姜欢欢女大学32 工程师组长2马云军男大专42东营市首席技师副组长3谭芳铭男大学31 工程师组员4徐 鹏男大学35 工程师组员5汤海东男大专36山东省首席技师组员6王 波男大专26高级技师组员7朱东升男技校46高级技师组员8王绍智男大专57焊接技能大师组员9乔 虎男大学53高级工程师组员10赵3、刘英女大学46高级工程师组员制表人：姜欢欢 制表日期：2015年1月20日三、选题理由1.培训班要求合格率 我培训中心全国电焊赛前集训班对铝镁合金小口径管2G位置固定交流TIG焊项目的焊接合格率要求达到95%以上。2.目前此项目合格率 目前此项目焊接合格率据统计只有31.43%，与合格的标准相差很大。表3-1为QC小组在2015.01.12-2015.2.12期间对5名参加集训的焊工焊接的铝镁合金管焊接质量合格率进行的统计。表3-1 铝镁合金管焊接一次合格率序号检查点数合格点数不合格点数一次合格率（%）选手A2261627.27%选手B2371630.43%选手C2171433.33%选手D14、971236.84%选手E2061430.00%合计105337231.43%制表人：马云军 调查日期：2015年1月30日 检查点数与合格点数关系详见图3-1。图3-1 检查点数与合格点数对比图制图人：谭芳铭 调查日期：2015年1月30日为确保我公司参赛选手在2015年第12届全国工程建设系统焊工职业竞赛中取得优异成绩，因此我QC小组将课题选为提高铝镁合金管焊接培训质量。四、现状调查QC小组对培训前期所焊接的铝镁合金管焊缝进行了100%射线检测，其缺陷问题统计分析表如下所示。表4-1缺陷问题统计分析表序号缺陷频数累计频数所占比例（%）累计比例（%）1气孔636387.50%87.50%2未5、焊透3664.17%91.67%3未熔合3694.17%95.84%4裂纹1711.38%97.22%5其他2722.78%100%/合计72/制表人：姜欢欢 制表时间：2015年2月13日根据缺陷问题统计分析表绘制缺陷问题排列图，如图4-1所示。频数（个）累计频率（%） 图4-1 缺陷排列图制图人：徐鹏 制图时间：2015年2月13日由排列图可见：焊缝中气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。经过本QC活动小组商讨，决定将气孔作为主要解决问题。 五、目标确定 1.活动目标减少焊缝气孔的产生，将焊缝无损探伤一次合格率由活动前的31.43%提高到95%以上。 2.目标设定6、依据 (1)培训中心全国焊工赛前集训班的培训目标要求铝镁合金管2G位置焊接一次合格率达到95%以上。（2）根据以上调查发现，如果能成功克服气孔缺陷，此训练项目焊接一次合格率将达到（63+33）/105=94.29%，该值已非常接近目标值。 （3）我QC小组成员具有丰富的焊接施工及培训经验，既有技能经验丰富的油田电焊技能大师、山东省首席电焊技师及电焊高级技师，也有焊接理论丰富的高级工程师。通过小组研究，制定可行性方案并实施，可以保证焊接一次合格率。气 孔弧柱含氢量高有害气体侵入熔池不按正确的操作手法施焊电弧不稳定氩气流量选择不当焊接参数选择不当坡口表面及两侧清理不彻底设备性能不稳定熔池保护效果差7、熔池气泡不易浮出操作技能不熟练坡口组对间隙大焊工责任心不强氩气纯度未达标准防风措施不完善钨极氧化钨极更换不及时焊丝清理不彻底清理方法不当六、原因分析图6-1 影响因素关联图制图人：姜欢欢 制图时间：2015年3月6日由关联图可知，影响气孔的质量因素共19条，其中末端因素有8条：1、操作技能不熟练 2、焊工责任心不强 3、清理方法不当 4、防风措施不当 5、氩气流量选择不当 6、焊接参数选择不当 7、氩气纯度未达标准，8、设备性能不稳定。七、要因确认小组通过对上述原因讨论分析，制定了要因确认计划，详见表7-1。表7-1 要因确认计划表序号末端因素确认内容确认方法确认标准责任人完成时间1操作技能掌8、握不熟练1.选手对此项目焊接是否有基础2.技能掌握的程度现场调查技能操作熟练掌握的程度99%姜欢欢2015.3.82焊工责任心不强选手的质量意识、责任心问卷调查合格率100%汤海东2015.3.73清理方法不当调查母材及焊丝表面油污、氧化膜是否清理彻底现场调查1.坡口及两侧（约30mm）露出金属光泽2. 焊丝表面露出金属光泽王绍智2015.3.64防风措施不完善防风装置是否缺失或不到位现场调查风速1m/s马云军2015.3.65氩气流量选择不当氩气流量选择是否合理现场调查能很好的保护焊接区域谭芳铭2015.3.86焊接参数选择不当焊接电流、清理比例、交流频率等选择是否合理现场调查参数选择能满足9、焊接的要求赵刘英2015.3.77氩气纯度未达标准调查氩气的纯度现场调查纯度99.999%王 波2015.3.88设备性能不稳定是否正确选用焊机现场调查工艺性能良好（引弧容易、电弧稳定等）乔 虎2015.3.5制表人：汤海东 制图时间：2015年3月10日 根据以上要因确认计划，小组成员按照分工，分别对8个末端因素按计划中的确认标准逐一进行要因确认，确认过程如下：【确认一】操作技能掌握不熟练确定人：姜欢欢确认地点：训练厂房1.通过与参加集训的焊工进行沟通交流，了解到有2名焊工没有铝镁合金的焊接经验。3名焊工接触过，但只焊过一些铝合金角焊缝，对质量要求不高，也不进行射线探伤，而且由于长时间不接触10、，原来掌握的操作手法现在也已经生疏了。2.小直径铝镁合金管2G位置固定交流TIG焊操作项目，操作要领最难掌握,据调查后得知对5名焊工来说是一个新项目，对工艺和操作手法掌握都不熟练。3.本操作项目处于培训前期，选手练习的时间短，不足以使学员熟练掌握操作要领，并焊接出符合要求的高质量焊缝。确认结果：要 因【确认二】焊工责任心不强确定人：汤海东确认地点：训练厂房据调查参加本次集训学员均是层层选拔出的优秀焊工，质量意识、责任心强，而且本赛前培训班对选手还专门进行了8个学时的焊接质量意识与安全的培训。确认结果：非要因【确认三】表面清理方法不当确定人：王绍智确认地点：训练厂房1. 铝镁合金化学活泼性强，管11、口、焊丝表面极易形成熔点高的氧化膜（Al2O3和MgO），MgO氧化膜疏松且吸水性强。如氧化膜清除不彻底，所吸附的水分受热分解出氢，会使焊缝出现氢气孔，因此母材和焊丝表面的油污和氧化膜需要彻底清理干净。气孔气孔气孔气孔2.现场调查发现对于油污和氧化膜的清理没有使用更好的方法。使用砂轮和砂纸进行打磨清理，造成氧化膜清理不彻底，若砂粒留在金属表面还会产生夹渣等缺陷。确认结果：要 因【确认四】防风措施不完善确定人：马云军确认地点：训练厂房参赛选手训练场地安排在培训中心1号电焊厂房内。每位选手都有自己独立的操作间，防风措施完善，杜绝了风力对焊接的不利影响。 确认结果：非要因【确认五】氩气流量选择不当确12、定人：谭芳铭确认地点：训练厂房1.氩气流量是影响熔池保护效果的一个重要参数，流量过小，氩气挺度不够，排除周围空气的能力弱，保护效果差。但是流量过大，不仅浪费氩气，而且会引起紊流区扩大，将空气卷入保护区，反而降低了保护效果，使焊缝易产生气孔。氩气流量与喷嘴的大小有关，考虑培训的经济性和氩气保护效果，本操作项目选用的喷嘴直径为1012mm。2.教练现场指导学员调节氩气流量，经过多次试焊，最终确定了最佳氩气流量调节范围1015L/min。避免了由于氩气流量选择不当，对焊缝质量产生影响。确认结果：非要因【确认六】焊接参数选择不当确定人：赵刘英确认地点：训练厂房 焊接参数的选择直接影响到焊缝的焊接质量。13、经调查，在训练时，焊工对焊机的一些参数原理不清楚，导致参数调节不合理，如焊接电流、焊接速度、清理比例、交流频率、引弧电流、收弧电流等。 确认结果：要因【确认七】氩气纯度未达标准确定人：王 波确认地点：训练厂房1.经调查本项目操作所用氩气，选择的是正规的氩气供应厂家，供应商在灌装时严格执行灌装制度和操作规程，能保证氩气达到标准纯度要求(99.999%)。2.集训焊工训练时，要求氩气不能全部用光，瓶中要留有1MPa的压力，避免在灌装氩气时带入空气，降低氩气的纯度。确认结果：非要因【确认八】设备性能不稳定确定人：乔 虎确认地点：训练厂房 训练选用山大奥太公司生产的WSME-315逆变交流方波脉冲氩弧14、焊机。该焊机采用高频逆变技术，能实现良好的焊接工艺性能（引弧容易、电弧稳定）。 确认结果：非要因通过对以上8项末端因素的分析，确定影响焊缝产生气孔的主要原因是：1.操作技能掌握不熟练；2.表面清理方法不当；3.焊接参数选用不当。八、制定对策 要因确定后，QC小组下一步工作是制定解决要因的对策。为确保制定出的对策更有针对性，我们需要做更进一步的调查，全体成员通过深入现场，多次开会研究分析，各抒己见，制定出了一整套解决问题的对策。对策计划表如下表所示。 表8-1 对策计划表序号要 因对策目标措施负责人完成时间1操作技能掌握不熟练加强学员培训与指导所有参赛选手都能熟练掌握操作手法和要领1.选择经验丰15、富的教练2.进行操作手法和要领的探索3.强化训练，相互交流，共同分析姜欢欢王绍智2015.3.272清理方法不当制定正确的清理方法保证焊件坡口内外两侧30mm内、焊丝表面油污、氧化膜清理干净1.改进清理焊件、焊丝方法。2.加强现场试件组对前的监督乔 虎汤海东2015.3.173焊接参数选用不当选择合理的焊接参数确定出合理的焊接参数先期进行攻关，寻找最佳的焊接工艺参数范围谭芳铭王 波2015.3.20 制表人：姜欢欢 制表日期：2015年3月19日九、对策实施1.加强学员培训与指导 铝镁合金小口径管2G位置固定手工钨极氩弧焊操作对参赛选手来说是一个新的项目，对此项目的工艺和操作不熟悉，所以加强焊16、工的操作技能的培训是当务之急。 (1)挑选技能高超，具有丰富培训经验的教练负责学员的技能培训。全面系统的向学员讲解铝镁合金的焊接特点及操作难点。QC小组决定由汤海东负责选手的操作技能培训工作。 (2)先挑选12名焊接技能较好的焊工进行操作手法和要领的攻关，摸索出正确的操作要领后，然后再加强培训练习，见图9-1。图9-1 操作要领的摸索（3）培训过程中重视示范指导，教练进行示范操作教学，讲解操作要点、难点，保证学员能直观具体的看到操作手法和技能的全过程。（4）培训过程中要循序渐进、由浅入深，多次进行无损检测，及时反馈信息，为“诊断”提供依据。与学员共同分析，解剖试件，查找原因，并制定解决的方法和17、措施。（5）努力营造相互交流、取长补短，共同提高的良好培训氛围，图9-2为交流学习图片。图9-2 交流学习2. 制定合理的清理方法（1）试件坡口采用机械清理的方法，采用硬质合金旋转锉进行试件的清理。保证坡口及两侧30mm范围内正反两面的氧化膜、油污等污物清理干净，直至露出银白色的金属光泽。图9-3 坡口清理(2)焊丝要用丙酮清洗并擦拭干净后方可使用。图9-4 焊丝清理（3）打底焊道焊完后，应采用合金锉刀认真清理焊道表面的氧化膜和杂质。图9-5 打底焊道清理(4) 打磨好的坡口及焊丝应即时焊完,12小时未施焊应重新打磨清理。（5）加强现场试件组对前的监督，确保氧化膜清理彻底后再进行焊接。3.选定18、合理的焊接参数寻找合理的焊接参数范围需要多次的试焊和总结。因此先根据母材的焊接性、坡口形式等制定出多个焊接参数范围，学员们再进行焊接。在焊接过程中要注意思索和总结，并借助射线检测方法寻找出最佳的焊接参数范围。下表为选定的铝镁合金钢管焊接参数。表9-1 铝镁合金钢管焊接参数焊接层次焊接电流（A）引弧电流（A）缓升时间（s）衰减时间（s）收弧电流（s）延气时间（s）清理强度交流频率（Hz）打底150175402.023406-388090盖面135155402.023406-388090制表人：谭芳铭 制表日期：2015年3月26日十、效果检查 1.目标实现情况 我QC小组成员全面深入现场，将我小19、组制定的对策措施在培训过程中彻底实施。发现问题及时整改和解决，成功攻克了铝镁合金管焊接气孔等问题，使培训效果有了质的飞跃。下表是我QC小组针对5名集训选手在2015.4.3-2015.4.17半个月以来所焊接的铝镁合金管焊缝的RT 检测结果。表10-1 铝镁合金钢管焊缝RT检测结果序号所焊焊口总量（道）RT无缺陷的焊口（道）合格率（%）选手A302996.67选手B282796.4选手C272696.3选手D2828100.0选手E313096.7合计14414097.22（平均）制表人：赵刘英 日期：2015.4.19图10-1 目标实现示意图制图人：赵刘英 日期：2015.4.19 2.经20、济效益通过QC小组的活动，大大减少了焊缝出现气孔缺陷的比例，同时提高了培训效率，节约了培训成本。本项目节约管材费用：kg5.6元/ kg5人45天=3780元。节约焊材费用：0.3kg45元/ kg5人45天=3037.5元。节约高纯氩气费用：0.5瓶590元/瓶45天=13275元。节约用电：7度电/人1元/ 度电5人45天=1575元。共计节约 3780元+3037.5+13275元+1575元=21667.5元。获得了一定的经济效益。 3.社会效益通过开展QC活动，我公司参赛选手在第12届全国工程建设系统职业技能竞赛中取得优异成绩，铝镁合金管2G钨极氩弧焊项目荣获个人单项第3名的好成绩，21、图10-1为参赛选手获奖证书。并荣获团体第1名，个人分别获得第3、6、9名，共摘得1金2银。铝镁合金不仅培养了技术过硬高级技能人才，也为我们自身积累了丰富的培训经验，为以后焊接技能培训工作打下良好的基础。同时也为工程中铝镁合金管的焊接提供了正确的焊接工艺，保证工程高效高质量的顺利进行。图10-1 获奖证书十一、巩固措施1.将铝镁合金管焊接培训的原始资料进行整理，编制铝镁合金小口径管焊接培训教学方案，供今后培训参考。 2.依据相关标准补充铝镁合金管焊接试件的相关理化试验，编制铝镁合金管焊接工艺评定报告。十二、体会和打算通过QC小组活动，不仅成功解决了工作中的难题，提高了焊工培训质量，而且强化小组成员的质量意识，提高了全面质量管理的知识水平。今后将继续开展QC小组活动，并将下一个QC小组研究课题定为确保焊接工艺评定质量。