郭誠 王勝 詹恒奎 郝政鵬 張羽 韓曉飛
摘要:介紹XY3629N型爐柱偏心H鋼的組裝、焊接、質(zhì)量精度控制及其實(shí)現(xiàn)過程。通過相關(guān)工藝的闡述,為類似的鋼結(jié)構(gòu)的制作提供借鑒。
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu);施工技術(shù);組裝;焊接;質(zhì)量控制
1工程概況
XY3629N型爐柱項(xiàng)目地點(diǎn)位于山西,由4套爐柱系統(tǒng)組成,鋼結(jié)構(gòu)總量約為500t。
2鋼結(jié)構(gòu)簡介
整個(gè)項(xiàng)目中有80%的構(gòu)件全部由偏心H型鋼制作而成,共有3150件偏心H型鋼。此工程偏心H型鋼的截面小,偏心30mm,主要截面為:H300*160,H300*180,H300*200等。構(gòu)件數(shù)量多,不對(duì)稱施焊使構(gòu)件變形大。
爐柱系統(tǒng)主要采用螺栓、螺桿連接,因其連接關(guān)系特點(diǎn),故對(duì)鋼構(gòu)件制作精度要求較高,需保證構(gòu)件制作精度,控制制作變形,控制定位尺寸,以保證安裝時(shí)的有效連接。
生產(chǎn)工期僅為35天。
3工程難點(diǎn)
3.1材質(zhì):本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)均為Q235B,為碳素鋼,本身材質(zhì)表現(xiàn)較軟,焊接過程中易變形。
3.2焊接設(shè)備:常有自動(dòng)焊接設(shè)備,只能完成標(biāo)準(zhǔn)截面H型鋼的焊接,對(duì)偏心H型鋼無能為力。
3.3生產(chǎn)效率:因自動(dòng)焊接設(shè)備無法使用,需人工焊接。人工焊接,生產(chǎn)效率低,焊接變形控制差,不能滿足工期及質(zhì)量要求。
3.4因其結(jié)構(gòu)及使用特點(diǎn),焊接變形是影響安裝及使用的關(guān)鍵因素,焊接變形的控制是難點(diǎn)。
4設(shè)定目標(biāo)
因上所述,研制出提高偏心H型制作效率的方法是關(guān)鍵。本公司QC小組重點(diǎn)攻關(guān)本項(xiàng)目的鋼結(jié)構(gòu)制作及質(zhì)量控制。
4.1 設(shè)定目標(biāo)
目標(biāo)1:經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)檢測(cè),人工焊接整體合格率僅為60%,合格率較低,因此工程的制作精度要求高,整體合格率應(yīng)達(dá)到98%。
目標(biāo)2:35天完成偏心H型鋼的制作。
4.2 可行性分析
此次制作的偏心H型鋼截面較小,變形不易控制,加之國內(nèi)外同行業(yè)內(nèi)沒有相匹配的機(jī)械設(shè)備,所以采用人工手動(dòng)制作,構(gòu)件質(zhì)量很難達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。
如果采用相匹配的機(jī)械設(shè)備可大幅提高偏心H型鋼的制作效率且質(zhì)量也能得到保證。
5問題分析
確定主要問題后,針對(duì)“生產(chǎn)效率低”和“焊接變形難控制”這兩大質(zhì)量問題,小組成員對(duì)造成的原因,形象深入探討、分析,從“人”“機(jī)”“料”“法”“環(huán)”“測(cè)”等幾個(gè)方面,分析原因。
通過逐一分析確認(rèn),確定主要因素為“人工焊接速度慢且焊接操作不穩(wěn)”及“設(shè)備不支持自動(dòng)焊接”
“人工焊接速度慢且焊接操作不穩(wěn)”:人工焊接速度與機(jī)械設(shè)備相比,焊接速度較慢。焊接時(shí),應(yīng)人體因素,在焊接過程中很難做到始終穩(wěn)定。
“設(shè)備不支持自動(dòng)焊接”:焊接局限,埋弧焊機(jī)只能焊一側(cè),另一側(cè)采用人工焊接,導(dǎo)致偏心H型鋼變形大。組立機(jī)無法完成組立,采用人工組對(duì)。矯直機(jī)無法完成矯正,矯正采用人工矯正。
6制定專項(xiàng)對(duì)策
通過問題分析,如何采用設(shè)備進(jìn)行組立焊接才是關(guān)鍵。通過對(duì)設(shè)備的改造,可避免了人工操作時(shí)焊接速度慢,人工焊接操作不穩(wěn)的要因。
7對(duì)策實(shí)施
7.1 組立機(jī)完成組立
胎具研究理論數(shù)據(jù)A=B+C,由于H型鋼為偏心結(jié)構(gòu),選擇中心線為基準(zhǔn)設(shè)置長邊為A,短邊為B,所差為A-B=C,打制時(shí)在蓋板下墊制一塊胎具,設(shè)置擋塊邊距為C,當(dāng)夾緊時(shí)組立機(jī)設(shè)備中心線為A=B+C,剛好與正常H型鋼打制數(shù)據(jù)符合。
通過A=B+C底胎制作,進(jìn)行實(shí)際操作實(shí)驗(yàn),首先將底胎放置在組立機(jī)上,在底胎上放置偏心蓋板,利用底胎上所設(shè)置的檔頂緊蓋板邊緣,經(jīng)過設(shè)備頂緊后,腹板中心線剛好與蓋板預(yù)留線重合,進(jìn)行自動(dòng)組立電焊。
通過對(duì)組立后的偏心H型鋼進(jìn)行尺寸測(cè)量,合格率達(dá)到100%,較比人工組對(duì)質(zhì)量得到了很大的提高。
7.2埋弧焊機(jī)焊接局限改造
偏心H型鋼打制完成后進(jìn)行龍門焊導(dǎo)輪改制,縮短導(dǎo)輪間距適合行走,就能正常的進(jìn)行龍門埋弧焊焊接。
通過對(duì)焊接完成的偏心H型鋼的焊縫進(jìn)行探傷,埋弧焊機(jī)焊接則可使焊縫合格率達(dá)到100%。
7.3矯直機(jī)完成矯正
通過更換矯正機(jī)的滾輪,使其符合偏心H型鋼的尺寸標(biāo)準(zhǔn)。矯直機(jī)校正相對(duì)比人工校正,節(jié)省了大量時(shí)間。矯直機(jī)校正后,對(duì)偏心H型鋼進(jìn)行測(cè)量,符合偏心H型鋼的尺寸參數(shù)要求。
8實(shí)施效果及經(jīng)濟(jì)效益
8.1效果檢查:
工程效果:本工程共3125根偏心H型鋼,其主焊縫質(zhì)量及H型鋼結(jié)構(gòu)面尺寸從整體合格率60%提高到98.2%以上,超過目標(biāo)值98%。
8.2效率提高:項(xiàng)目歷時(shí)30天完成,比目標(biāo)設(shè)定提前5天,明顯提高生產(chǎn)效率。
8.3經(jīng)濟(jì)效益:
通過采用胎具組立、設(shè)備焊接。人工費(fèi)一項(xiàng),即節(jié)省42.75萬元,同時(shí)質(zhì)量也得到保證。
9鞏固
已將此次偏心H型鋼的制作方法,機(jī)械設(shè)備參數(shù)調(diào)制的全過程匯編工法及專用技術(shù),并獲得企業(yè)及評(píng)定。
10結(jié)束語
通過詳細(xì)的施工準(zhǔn)備和施工過程控制,本工程的構(gòu)件制作精度及焊接質(zhì)量都達(dá)到了很高的水平,安裝過程順利,獲得了安裝單位及業(yè)主方的高度評(píng)價(jià)。同時(shí)本項(xiàng)目的技術(shù)措施與成果獲得了由中國冶金建設(shè)協(xié)會(huì)頒發(fā)的QC成果一等獎(jiǎng)。
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