【正文】 術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 15 （ 3） 引起夾渣的原因 a. 焊接材料與母材化學(xué)成分匹配不當(dāng)； b. 多層焊時層間清渣不 夠 ； c. 焊接工藝方法操作不當(dāng) ； d. 坡口設(shè)計、加工不合適。 表 熱 裂紋原因排列順序表 原因 ∑ X/n 順序 焊縫金屬中 C、 S、 P 和其他易形成低熔共晶體的合金成分含量較高 4 1 焊縫金屬中 Mn/S 比例不合適 2 焊池形狀不合適，凹度太大 3 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 17 表 冷 裂紋原因排列順序表 原因 ∑ X/n 順序 焊接材料中的含氫量較高 4 1 焊接材料未烘干，焊口及工件表面有水分、油污及鐵銹 2 焊接區(qū)的冷卻速度 1 3 表 夾渣原因排列順序表 原因 ∑ X/n 順序 多層焊時層間清渣不夠 1 坡口設(shè)計、加工不合適 2 焊接工藝方法操作不當(dāng) 3 焊接材料與母材化學(xué)成分 匹配不當(dāng) 1 4 針對主要質(zhì)量原因制定相應(yīng)的對策目標(biāo) 確定了需要解決的主要因素后，為了迅速和有效地解決問題，建立了對策表。 表 水冷壁管 焊接缺陷對策表 序號 原因 措施 目標(biāo) 執(zhí)行人 完成日期 1 焊縫 金屬中C、 S、 P 和其他易形成低熔共晶體的合金選用 C、 S、P 含量較低的鋼材 由于 焊接材料而產(chǎn)生的熱裂紋減少 李建國 劉大亮 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 18 成分含量較高 2 焊縫 金屬中Mn/S 比例 不合適 減少 母材在焊縫金屬中的混合比 產(chǎn)生 的 熱裂紋減少 王若林 馬明龍 3 焊池 形狀不合適，凹度太大 調(diào)整 焊縫橫截面的形狀 焊縫形狀形成的 熱裂紋減少 楊帥 周翔宇 4 焊接 材料中的含氫量較高 選用低氫 焊條 氫致裂紋減少 彭德林 樸瑞 5 焊接 材料未烘干，焊口及工件表面有水分、油污及鐵銹 準(zhǔn)備 焊接材料時應(yīng)進(jìn)行油污、鐵銹及水的處理 產(chǎn)生 的冷裂紋減少 李建國 羅明 6 焊接 區(qū)的冷卻速度 快 采用 焊前預(yù)熱或加大焊接熱 輸 入 的 方法，降低焊接區(qū)的冷卻速度 冷裂紋減少 李建國 趙鵬 7 多層 焊時層間清渣不夠 認(rèn)真 地清除層間熔渣 產(chǎn)生 的夾渣減少 彭德林 樸瑞 8 坡口設(shè)計、加工不合適 合理 地選擇工藝參數(shù) 產(chǎn)生 的夾渣減少 張東城 周翔宇 9 焊接 工藝方法操作不當(dāng) 調(diào)整 焊條角度和運條方法 產(chǎn)生 的夾渣減少 樸瑞 王若林 10 焊接 材料與母材化學(xué)成分 匹配不當(dāng) 選擇 與母材匹配的焊接材料 產(chǎn)生 的夾渣減少 李建國 羅明 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 19 4 D（執(zhí)行）階段 D 階段就是按照所制定的計劃、目標(biāo)和措施去具體實施。在實際的焊接生產(chǎn)中，影響缺陷產(chǎn)生的因素往往是錯綜復(fù)雜的，其中包括受壓部位的結(jié)構(gòu)因素，材料的冶金因素和制造工藝因素。因此，為了弄清楚某種焊接缺陷形成的真實原因，往往需要做大量的反復(fù)的實驗和調(diào)查研究工作，并按其生產(chǎn)條件作全面而系統(tǒng)的分析。 冶金因素是促使焊縫金屬結(jié)晶裂紋方面起著決定性的作用，是裂 紋形成的根本原因。這些元素和雜質(zhì)的含量愈低，焊縫金屬抗結(jié)晶裂紋的能力愈高。在這種情況下，首先應(yīng)當(dāng)選用低碳、低硫、磷的優(yōu)質(zhì)焊接材料，使之與母材混合所形成的焊縫金屬，其 C、 S 和 P 等含量低于上列臨界值。焊縫的形狀通?？梢猿尚蜗禂?shù)來表征。提高電弧電 壓，降低焊接電流可明顯地改善焊縫的成形，提高抗結(jié)晶裂紋的能力。也就是說， C、 S、 P 雜質(zhì)含量較高的鋼材對液化裂紋較為敏感。 冷裂紋可能在焊縫金屬內(nèi)形成，但更多的是在焊接接頭熱影響區(qū)內(nèi)產(chǎn)生。因此在鍋爐的實際生產(chǎn)中，主要從焊接工藝上采取相應(yīng)措施，防止焊接接頭冷裂紋的形成 。 （ 2）建立低氫的焊接環(huán)境。在某些低合金鋼中，特別是厚壁壓力容器焊接接頭中，即使焊前作 150 C? 的預(yù)熱還不能可靠防止冷裂紋的形成。 夾渣是殘留在焊縫之間或焊縫于坡口側(cè)壁之間的熔渣，它是一 種宏觀缺陷，與焊縫金屬中的非金屬夾雜物有本質(zhì)上的區(qū)別。但凝固后的渣殼十分堅硬，并與焊縫表面粘接，不易清渣，也會引起夾渣。不過還需進(jìn)一 步解決焊絲配套和工藝上的飛濺、夾雜等問題。此外，對焊絲、鋼板坡口附近的鐵銹、油污等要仔細(xì)清理。焊速過高，則降低潤濕作用并增加咬邊、電弧偏吹、焊縫氣孔以及 焊道成型不好 的可能性。通過實驗，保證了焊接質(zhì)量。 （ 3）由于對接接頭的坡口角度太小，特別是根部無間隙的深坡口，焊接過程中也容易 產(chǎn)生裂紋和夾渣，因此我們增大了鋼板側(cè)邊銑削坡口的尺寸，保證焊接時每條焊道橫斷 面的寬度不小于其深度，從而保證了成形的穩(wěn)定性和焊接的質(zhì)量。換句話說，產(chǎn)品質(zhì)量是以工序質(zhì)量為基礎(chǔ)的，必須具有優(yōu)良的工序加工質(zhì)量才能生產(chǎn)出優(yōu)良的產(chǎn)品。 焊接的生產(chǎn)包括許多工序，如焊接材料的準(zhǔn)備與檢查、坡口的檢查、破口表面清理焊接外觀及超聲波探傷檢查等。 影響工序因素的因素，概括起來有：人員、設(shè)備、材料、工藝方法和生產(chǎn)環(huán)境 五 個方面，簡稱“人、機、料、法、環(huán)” 五 個因素。要想進(jìn)一步提高鍋爐中水冷壁管 與筒體 焊接的質(zhì)量使之長期處于穩(wěn)定的生產(chǎn)控制狀態(tài)， 除了針對裂紋和夾渣這兩大主要質(zhì)量問題制定改進(jìn)措施外，還要加強對生產(chǎn)過程的質(zhì)量管理，從而確保水冷壁管 與筒體 的焊接質(zhì)量符合產(chǎn)品質(zhì)量要求，提高該過過程的工序質(zhì)量，確保企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。對于埋弧焊，焊接工藝參數(shù)的調(diào)整和施焊也離不開人的操作。 （ 2） 定期對焊工進(jìn)行崗位培訓(xùn)，從理論上掌握工藝規(guī)程，從實踐上提高操作技能水平。例如，焊工培訓(xùn)時間的長短、生產(chǎn)經(jīng)驗、目前的技術(shù)狀況、年齡、工齡、體力、視力、注意力等，應(yīng)當(dāng)全部納入考核的范圍。對焊接設(shè)備在使用前必須進(jìn)行檢查和試用，對各種的役焊接設(shè)備要實行定期的檢驗制度。 （ 4）建立焊接設(shè)備使用人員責(zé)任制，保證設(shè)備維護(hù)的及時性和連續(xù)性。在生產(chǎn)的其實階段，即投料之前就要把材料關(guān)，才能穩(wěn)定生產(chǎn)，穩(wěn)定焊接產(chǎn)品的質(zhì)量。 （ 4） 選擇信譽比較好、產(chǎn)品質(zhì)量 比較好的焊接原材料供應(yīng)廠和協(xié)作廠進(jìn)行訂貨和加工，從根本上防止焊接質(zhì)量事故的發(fā)生。首先要對某一產(chǎn)品或某種材料的焊接工藝進(jìn)行工藝評定，然后根據(jù)工藝評定報告和圖樣技術(shù)要求制定 焊接工藝規(guī)程，編制焊接工藝說明書或焊接工藝卡，這些以書面形式表達(dá)的各種工藝參數(shù)是知道施焊時的依據(jù)，它是根據(jù)模擬相似的生產(chǎn)條件所作的試驗和長期積累的經(jīng)驗以及產(chǎn)品的具體技術(shù)要求而編制出來的，這是保證焊接質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，他有規(guī)定性、嚴(yán)肅性、慎重性和連續(xù)性的特點。兩者相輔相成，相互依賴，不能忽視或偏廢任何一個方面。 （ 4） 在生產(chǎn)前，要按照焊接工藝規(guī)程制作焊接產(chǎn)品試板與焊接工藝檢驗試板，以驗證工藝方法的正確性與合理性。 表 焊縫工藝方法的次要因素與焊接缺陷的關(guān)系 施焊工藝 夾渣 未熔合 未焊透 咬邊 變形 氣孔 冷裂紋 熱裂紋 焊縫坡口形式 ◎ ◎ ◎ ○ ○ 坡口清理情況 ◎ ◎ 中間焊道形狀 ◎ ◎ 焊縫除渣情況 ◎ 焊前預(yù)熱情況 △ △ △ ○ ◎ 焊接電流大小 ○ ◎ ◎ ○ ○ 焊接電弧長度 ○ ◎ △ 焊條運條角度 ○ ○ ○ ◎ 焊條運條方式 △ 焊縫熔敷方式 △ △ △ △ 施焊位置 ○ ○ ○ ○ 自然環(huán)境風(fēng)力 ○ ○ 注：◎ —— 表示很大關(guān)系；○ —— 表示有一定關(guān)系；△ —— 表示關(guān)系一般。在焊接質(zhì)量管理體系中，環(huán)境因素的控制措施比較簡單，當(dāng)環(huán)境條件不符合規(guī)定要求時，如風(fēng)力較大，風(fēng)速大于四級，或雨雪天氣，相對濕度大于 90%，可暫時停止焊接工作，或采取防風(fēng)、防雨雪措施后再進(jìn)行焊接，在低溫度下焊接時，低碳鋼不得低于C?20? ，低合金高溫度鋼不得低于 C?10? ，如超過這個溫度界限，可對焊件進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱 【 4】 。焊縫的組對間隙及鈍邊的過大或過小，及坡口未清理干凈，都會產(chǎn)生未焊透、焊瘤和氣孔等缺陷，從而直接影響到焊縫性能。咬邊的深度及長度，未焊透的長度應(yīng)符合相關(guān)要求，另外焊縫的尺寸應(yīng)符合設(shè)計圖紙的技術(shù)條件及工藝要求。成品檢驗主要有外觀檢查、無損探傷。無損檢測時應(yīng)該注意幾個問題：探傷部位必須具有代表性，包括 “ T”形焊縫、 可疑部位及設(shè)計要求的特殊部位。前者在于監(jiān)視已形成的實物質(zhì)量，后者在于控制日后將形成的質(zhì)量。操作者依據(jù)規(guī)程對自身工作進(jìn)行檢驗，檢驗的結(jié)果可用于過程控制；班組負(fù)責(zé)人對操作者的工作結(jié)果進(jìn)行檢驗；只有那些特殊檢查項目由專職檢查人員確認(rèn)產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。實踐證明，控制不合格焊縫生產(chǎn)是該廠降低成本增加效益的重要措施 ??9 。 （ 3）對生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)不合格焊縫，通過有關(guān)部門立即處理，返工的產(chǎn)品必須重新檢 驗，合格后方可放行。 （ 7）通過對檢驗結(jié)果、統(tǒng)計過程的控制等質(zhì)量信息的趨勢分析或?qū)σ郧邦愃魄闆r的分 析，識別出可能出現(xiàn)不合格焊縫的情況， 分析發(fā)生不合格焊縫的潛在原因，做好預(yù)防措 施，并實施此措施，評審驗證其有效性。 表 改進(jìn)之后的抽樣結(jié)果 樣本號 樣本大小（ n） 不合格數(shù)（ Pn） 樣本號 樣本大?。?n） 不合格數(shù)（ Pn） 1 100 6 11 100 9 2 100 4 12 100 5 3 100 7 13 100 6 4 100 5 14 100 7 5 100 6 15 100 6 6 100 4 16 100 5 7 100 8 17 100 4 8 100 6 18 100 8 9 100 5 19 100 7 10 100 6 20 100 6 合計 2020 120 由公式（ ）： 由公式（ ）： 由公式（ ）： UCL=Pn +3 )1( PPn ? =6+3 )(6 ? = 由公式（ ）： CL=Pn =6 6?? ?kPnPn?? ?NPnP沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 31 圖 改進(jìn)之后 水冷壁管 焊接控制圖 針對水冷壁管焊接接縫的各種缺陷，收集了 2020 年 12 月焊接的 19350 條焊縫，其 中有 1580 條不合格，對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分類、處理，其結(jié)果如表 所示?？刂茍D 完全處于受控狀態(tài)，說明水冷壁管與筒體的焊接生產(chǎn)穩(wěn)定，通過生產(chǎn)驗證，新的措施方案可行、有效，達(dá)到了規(guī)定的質(zhì)量目標(biāo)。為了鞏固已經(jīng)取得的成績，采取下列措施： 為了對生產(chǎn)過程進(jìn)行有效的管理與控制，需將上述取得良好效果的對策與措施納入工藝，用制度、標(biāo)準(zhǔn)形式固定下來，作為 生產(chǎn)工作的依據(jù)。 對遺留問題的處理 通過本次的 PDCA 循環(huán)，針對 A 類因素的裂紋和夾渣的形成原因制造了防止的措施，其焊接過程得到了改進(jìn)與完善，出現(xiàn)裂紋與夾渣的焊縫大幅度減少了。 在這三個月里，在指導(dǎo)教師周麗艷和武丹老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我完成了畢業(yè)論文。并通過此次的論文，我也了解了很多關(guān)于焊接方面的知識，這是我在大學(xué)的最后學(xué)到的專業(yè)性較強的知識。寫完這篇論文后，更有助于我認(rèn)清形勢，理順?biāo)悸?，進(jìn)一步 掌握全面質(zhì)量管理的精髓。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 35 參考文獻(xiàn) [1] 蘇秦 .質(zhì)量管理與可靠性 .機械工業(yè)出版社， 2020 年： 4— 6 頁 [2] 陳裕川 .鋼制壓力容器焊接工藝 .第二 版 .機械工業(yè)出版社， 2020 年 7 月： 19— 21 頁 [3] 蔣華 .利德石化設(shè)備廠焊接工藝質(zhì)量管理的研究 .河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 .2020年 6 月： 23— 27 頁 [4] 戴建樹 .焊接生產(chǎn)管理與檢測 .機械工業(yè)出版社， 2020 年 7 月： 21— 22 頁 [5] 梁乃剛 .質(zhì)量管理與可靠性 .機械工業(yè)出版社， 1999 年 [6] 張根保等 .質(zhì)量管理與可靠性 .中國科學(xué)技術(shù)出版社， 2020 年 [7] 曾金傳 .焊接質(zhì)量管理與檢驗 .機械工業(yè)出版社， 2020 年 [8] 徐衛(wèi)東 .焊接檢驗與質(zhì)量管理 .機械工業(yè)出版社， 2020 [9] 雷世明 .焊接方法與設(shè)備 .， 2020 年 2 月 1 日 [10] 劉政軍 .鍋爐壓