铝电解槽焊接的技术攻关.docx

铝电解槽焊接的技术攻关 对以往工程施工中的焊接质量通病进行分析通过PDCA循环摇篮架“米”字焊缝处为重要受力焊缝质量通病,铝电解槽焊接技术攻关 关键词:质量通病,PDCA循环,“米”字焊缝,技术攻关 一、工程简介 四川广元广兴续建工程是由贵阳铝镁设计研究院设计,其200KA预焙阳极铝电解槽属国内中型号的预焙电解槽,是在综合贵阳院186KA槽及国内新开发的大型预焙槽成功经验的基础上设计的钢槽壳采用小船型结构200KA预焙阳极铝电解槽由摇篮式钢槽壳、行架立柱、阳极提升机构、密封罩、小盒夹具等部件组成,其中摇篮式钢槽壳是本课题研究的主要对象 钢结构焊接材料选用依据施工图,检验执行国标GB5117-85, 钢结构焊接接头依据施工图规定和国标GB985-80、GB986-80 焊缝检验执行国标GB3323-82、Q/ZB74-78 二、选题理由 1、 铝电解槽为全焊钢结构件,焊接应力大,其制作大部分采用CO2气体保护焊,由于我们对CO2气体保护焊的使用方法不熟练,操作不当,工人的技术水平低,焊缝外观成型差,气孔、咬边、裂纹、焊瘤等缺陷普遍存在,为实现广兴续建工程电解槽制安创优质工程目标,必须确保焊接质量。

2、 根据广兴续建工程实际情况,48台槽只有4个月的制安时间,为保质量工期,必须对关键工序、薄弱环节进行重点攻关,加强管理,完善现场施工质量保证体系 三、目标 1、修正工艺,攻克技术难关,把焊接规范严格控制在工艺范围内,确保焊接质量,创优质工程 2、制安质量达优质,保证实现双百率,即:合格率100%,优质率100% 四、现状分析 1、在施工准备阶段,对以往工程施工中的焊接质量通病进行分析,主要是焊接电流过大,造成焊接区过热,结晶粗大,产生脆化,造成质量隐患,且焊缝外观成型差,咬边、气孔、加渣、裂纹、焊瘤等现象普遍存在,对以上问题,制定了施工工序质量保证系统图(和提高焊接质量系统图深入工程施工,跟踪检查,组对合格率100%,焊缝外观检查合格率100% 2、针对质量通病,又进行了因果图分析,通过对因果图的分析,讨论认为影响焊缝外观质量的主要因素是: A:焊接电流过大 B:操作者技术水平低,责任心不强 C:工艺参数不当 D:气体保护效果不好 通过分析,针对主要影响因素,制定对策表(表1),如下: 序号 问 题 对 策 1 焊接电流大 根据工人技术水平,通过试验,优选最佳电流 2 操作者技技术水平低责任心不强 开展技能培训和技术交流,加强思想政治工作,提高工人质量意识 3 工艺参数不当 通过焊接试验和工艺评定,优选最佳工艺参数 4 气体保护效果不好 采取防风措施,焊前清理干净,气流15-20升 表 1 3、对策实施 (1)将CO2气保焊平角焊的焊接电流分别取150~180A,200~240A,260~280A,300~350A,350~400A五个范围,由8人依次操作,对焊缝外观进行检查比较,200~240A电流效果最佳。

(2)根据工艺试验并参照有关规范标准编制《焊接作业指导书》 4、实施效果 对电解槽端侧板焊缝外观进行检查(均为平角焊缝),共检查150点,一次合格率82%,对焊缝缺陷进行调查统计,见表2, 序号 名 称 数 量 百 分 比 % 累计百分比 % 1 焊瘤 11 40.7 40.7 2 咬边 8 29.6 70.3 3 气孔 5 18.5 88.8 4 裂纹 1 3.7 92.5 5 焊肉不够 2 7.4 100 N 27 100 表2 通过PDCA循环,焊接质量有了明显的提高,一次检查合格率达到了82%,在焊接中还存在焊瘤、咬边等缺陷,未达到预定目标 五、第二次循环 通过对第一次循环中遗留下的问题进行调查研究,分析原因,根据缺陷调查表画出返工缺陷排列图,用方法展开系统图分析主要因素和次要因素,并制定对策,见(表3) 1、实施: (1)召开焊接操作讨论会,分析对策,开展思想教育,加强工人思想觉悟,进行认真全面的技术交底,分析质量隐患造成的质量事故和严重后果,树立大家的质量金牌意识。

(2)加强技术操作交流,进行操作培训 项 目 产 生 原 因 要因 对 策 焊 瘤 焊枪倾角不对 电流大 焊速慢 切割熔渣未清理干净 组对间隙大 1、专人讲课纠正不正确焊接角度,各种位置焊接角度和运弧手法 毕业论文,质量通病 2、严格控制切割余量和收缩余量,编制制作工艺指导书,提高组对质量 3、焊前仔细清理坡口及边缘,设防风棚 4、加强质量监督,提高工人质量意识,严格按工艺施工,禁止大电流焊接 咬 边 电压大 焊丝摆动不到位 组对间隙大 施焊位置不到 气 孔 焊前清理不彻底 环境风大 焊枪倾角不对 送气管泄露 裂 纹 组对间隙大 强行组对 弧坑未填满 注: 主要因素次要因素 表3 (3)编制《电解槽制作作业指导书》,严格控制组对间隙 (4)加强质量跟踪检查,专人负责 (5)重要焊缝由专人焊接,并打焊工钢印 (6)在焊接现场悬挂焊缝外观检查对照图 (7)奖优罚劣,完善现场施工质量保证体系 2、效果: (1)通过以上对策的具体实施和加强管理,对返工焊缝进行全检,均达到设计要求和施工规范标准;另对样槽制作组对进行检查。

见表4 表4 组对 检 查 调 查 表 序 号 名 称 检 查 点 合格点 合格率% 1 坡 口 40 40 100 2 钝 边 40 40 100 3 间 隙 40 40 100 4 错 边 40 40 100 N 合 计 160 160 100 通过表4看到组对一次合格率100%,达到优质 (2)通过对制作的20台电解槽零部件的焊接质量进行全面跟踪检查,共检测数据1240个,超差数据89,一次检查合格率达92.82% (3)通过两次PDCA循环,达到预定目标,整体制作能力达到一个新水平,工人素质有了明显的提高,并试做成功电解槽组对一次成型工艺和一套槽壳组焊工艺,为广 兴续建工程创优质提供保证 六、第三次循环 1、通过两次PDCA循环,焊接质量有了明显提高,但为保证工程制安施工优良,总结了前段时间的工作,对第二次循环中不合格点缺陷类型进行统计,如下表5 序号 名 称 数 量 百 分 比 % 累计百分比 % 1 咬边 41 46.07 46.07 2 焊瘤 28 31.46 77.53 3 焊缝尺寸不够 17 19.10 96.63 4 表面裂纹 3 3.37 100 N 89 100 表5 2、通过对上表进行分析讨论,造成以上缺陷的主要原因是职工的质量意识不高,一味追求速度,个别人采用大电流快速焊,而技术又不熟练,造成咬边、焊瘤、焊缝尺寸小,裂纹主要是收弧时弧坑未填满,冷却时产生弧坑裂纹。

3、针对以上原因,制定对策如下: (1)开展思想教育提高工人思想意识; (2)严格控制大电流焊接,一经查出,采取严厉的经济处罚; (3)自制角焊缝尺寸检验样板,焊工每人一把,每日的工作量完成后,先进行自检,然后通知质检员,验收合格后方可下班 4、效果 (1)通过对策实施和加强质量控制,质量意识深入人心,经公司质检和检验评定,合格率达到了100%; (2)工人的积极性调动起来,工作效率明显提高,由原来的6人焊(两个端侧板/工作日)减少到5人 七、关键部位和技术攻关 1、摇篮架重要焊缝攻关 根据以往施工经验和回访调查,摇篮架“米”字焊缝处为重要受力焊缝,摇篮架开裂主要发生在这个部位.通过对摇篮架焊缝开裂进行了因果图分析 2、对策实施 该工程电解槽钢槽壳采用小船型结构,在摇篮架角部增加了两块三角丁字板,结构刚性比老式直槽好,通过对因果图分析,工艺和管理是引起开裂的主要因素,为保证摇篮架的焊接质量,避免质量事故的发生,采取了以下措施: (1)重新编制摇篮架焊接工艺; (2)摇篮架重要焊缝处由专人焊接,并打焊工钢印; (3)加大检查力度,自检与专检相结合; (4)施工前进行全面细致的技术交底; 3、技术攻关 摇篮架的焊接,在以往施工中全部采用CO2气体保护焊,熔深浅,且易产生“虚焊”,大电流焊接造成的“致命”缺陷比较多,为此我们拟对摇篮架“米”字焊缝处采用手弧焊,焊接层间用气铲和磨光机清理干净,专人焊接。

(1)焊接工艺试验 用同一台焊机采用不同的电流值让试板在自由状态下,由多人分别施焊,试验结果如表6, 序号 电流(A) 电压(V) 外观检查 切片观察 压弯试验 备注 1 A 180 20 变形小,焊缝成型美观 完全熔合,无夹渣、气孔、裂纹 600压弯无撕裂 每块试板取3样本切片观察,3点横向压弯 B 250 27 变形较大,焊缝成型一般 完全熔合,有气孔、裂纹倾向 600压弯轻微撕裂 C 300 32 变形大,焊缝表面不光滑,咬边 熔合,局部气孔,熔合区微裂纹 600压弯严重撕裂 2 A 180 20 变形小,焊缝成型优良 完全熔合,无夹渣、气孔、裂纹 600压弯无撕裂 每块试板取3样本切片观察,3点横向压弯 B 250 27 变形较大,焊缝成型一般,焊瘤 完全熔合,有气孔、裂纹倾向 600压弯轻微撕裂 C 300 32 变形大,焊缝表面不光滑,咬边表面纵向裂纹 熔合,局部气孔,熔合区微裂纹 600压弯严重撕裂 表6 根据实验结果,并 参考电流经验公式I=Kd(《焊接工艺人员手册》P39,)及焊接电流对气孔的影响和焊接电流对焊缝金属化学成分的影响(《焊接数据资料手册》机械工业出版社),并经多人实际操作,优选最佳工艺参数,制定焊接工艺。

(2)焊接坡口设计 摇篮架“米”字焊缝结构如图—5所示,其中焊缝1、2、3、4、5为主受力焊缝,裂纹扩展如上图,件A和焊缝1接触的地方预留减应力孔,既可减小应力集中,又可防止裂纹由焊缝4或5扩展至焊缝1,绝对不允许焊上该孔工字钢插口用氧—乙炔切割,特别注意不能伤及工字钢腹板毕业论文,质量通病毕业论文,质量通病 由图—6(带坡口的角焊缝强度与坡口深度的关系图)(熔接工学,佐藤邦彦等着,理工学社,1979)可见,当P(坡口深度)>K(焊脚)且P>14mm时,角焊缝的强度明显提高,因此焊缝1采用单边450“V”坡口,背面气刨清根并开出坡口,既能保证焊透,又可提高焊缝强度,使摇篮架当三角筋板因开裂而失去加固作用时仍具有一定的刚性毕业论文,质量通病毕业论文,质量通病 4、实施 按以上设计经反复试验,优选最佳工艺,制定摇篮架“米”字焊缝毕业论文,质量通病 。