提高 H 型钢桁架整体贯穿大型圆管柱制作质量

苏州二建建筑集团有限公司发布人：宋敏

、工程概况

苏州大学恩玲学院分为学生活动中心和会议中心两部分，两单体均为钢桁架结构。活动中心主体由平台结构、看台结构及屋顶结构组成。平台结构分为 2 层，由两侧圆管柱及中间 H型钢桁架片拼装而成，共计 6 榀，最大楼面层高达到 13.93米，项目建成后，将成为苏州大学文化建设的一项标志性建筑物。该工程是我公司的关注项目，目标是争创“杨子杯”。

该工程设计新颖，结构美观，整体结构呈半圆筒体状，平台结构采用的 12 根大型的圆管柱 ( 最大直径 1.0m) 和桁架片 ( 高度 2.0m),H 型钢桁架片上下弦杆整个贯穿圆管柱，使整个看台桁架形成一个整体，但由于看台部分悬挑 9m ，且每片桁架角度不同，制作上如何保证贯穿节点做法对整个桁架的安装质量至关重要。本课题将围绕这个问题展开。

二、 QC 活动小组简介及活动计划

小组名称 苏州二建钢结构 QC小组 注册日期 2011年 4月

课题名称 提高 H型钢桁架整体贯穿大型圆管柱的制作质量 课题注册号 SZEJGJG2011-11

活动日期 2011年 4月—— 2011年 10月 小组注册号 SZEJ-GJG-001

小组人数 11 平均年龄 38 小组类型 攻关型

序号 组内职务 姓名 性别 年龄 文化程度 职务 组内分工

1 组长 余志诚 男 51 大专 党支部书记 组织领导

2 副组长 朱江 男 37 大专 主任工程师 组织统筹

3 组员 黄同裕 男 30 本科 项目经理 组织实施

4 组员 宋敏 女 30 本科 技术科科长 技术分析

5 组员 张磊 男 29 本科 项目工程师 资料收集

6 组员 朱治国 男 28 本科 质量员 车间制作质量

7 组员 贾国强 男 52 大专 车间主任 车间组织

8 组员 李荣荣 男 50 高中 车间技术主任 车间技术支持

9 组员 王小秋 男 27 本科 车间技术副主任 车间技术支持

10 组员 陈志江 男 41 高中 制作工人

11 组员 廉翔 男 43 中专 制作工人

QC 活动小组简介见表1

活动计划

项目 内容 形式 负责人 时间

现状调查

根据车间现有的制作水平，按照车间常规做法，试验性的加工部分圆管柱及 H型钢桁架（接近设计要求），然后进行桁架贯穿圆管柱试验，对钢构件的加工质量按照规范进行检测。

车间检测 余志诚贾国强

2011年 5月 11日～2011年 5月 15日

活动目标及可行性论证 在现状调查的基础上确定 QC小组课题目标，论证课题目标是否有可行性 集中讨论 朱 江 2011年 5月 18日

要因确认 分析问题，根据现状调查的结果找出影响大跨度圆弧形箱型梁成型质量的主要原因 调查分析 宋 敏

2011年 5月 21日～2011年 5月 31日

制定对策 针对要因制定对策 集中讨论 朱 江黄同裕

2011年 6月 1日～2011年 6月 10日

组织实施根据制定的对策开始正式进行制作大跨度圆弧形箱型梁，对出现要因各个制作环节进行任务分工

分工到位 黄同裕2011年 6月 13日～2011年 8月 15日

车间效果检查 按规范的评定要求检查 综合测评 宋敏2011年 8月 18日～2011年 9月 2日

效果评价、巩固总体评价整个 QC小组活动成果，针对活动中遇到的问题及教训将处理办法及经验进行标准化

征求意见 余志诚朱 江

2011年 9月 10日～2011年 10月 20日

遗留问题及今后打算 针对遗留问题讨论下步工作打算 集中讨论 黄同裕2011年 10月 22日～2011年 10月 30日

小组活动过程计划表 表 3

阶段

步骤

负责人 2011 年 5 月 2011 年 6 月 2011 年 7 月 2011 年 8 月 2011 年 9 月 2011 年 10 月

日期 / 旬 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下

P

提出并选择课题

余志诚 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

目标确定及依据

朱江 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

原因分析 朱江 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

要因确认 宋敏 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

D

制定对策 朱江 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

对策实施 黄同裕 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

C 检查效果 宋敏 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

A

巩固措施及标准化

余志诚 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

遗留问题及今后打

算黄同裕 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

三、选题理由 项目部对近 1 ， 2 年施工的 3 个类似结构体系的工程进行检查，针对钢桁架在

工厂制作、现场拼装、吊装的施工质量的难点、关键点提出了三个课题：①提高 H型钢桁架整体贯穿大型圆管柱制作质量，②提高 H 型钢桁架整体贯穿大型圆管柱现场拼装质量，③提高 H 型钢桁架整体贯穿大型圆管柱吊装质量。我们部分组员对这三个课题进行了调查、对比、分析，见下表。

工程质量难点、关键点对比表

序号

项目名称

组员 项目 余志

诚朱江

黄同裕

宋敏

张磊

朱志国

李荣荣

陈志江

综合得分

1

工厂制作

重要性 难易性 时间性 预期效果

★● ▲ ★

★ ● ●

★

● ● ▲ ●

★ ● ●

★

● ● ● ●

★● ▲

●

★● ▲ ★

● ★

● ★

110

2

现场拼装

重要性 难易性 时间性 预期效果

● ● ● ●

● ▲ ● ●

★▲ ● ●

● ● ▲ ●

★

▲

▲ ●

▲ ▲ ▲ ▲

● ▲ ● ●

● ● ● ●

80

3吊装

重要性 难易性 时间性 预期效果

● ▲ ▲ ▲

● ▲

▲

▲

★▲ ▲

●

▲

▲

▲

▲

★

▲

▲ ●

● ▲ ▲

●

● ▲ ● ▲

▲ ● ▲

●

60

注：★： 5 分；●： 3 分；▲： 1 分

经过调查对比，工厂制作质量是我 QC 小组首要的攻关项目，因此我小组的选题为：提高 H 型钢桁架整体贯穿大型圆管柱制作质量。

四、现状调查 我们QC 小组采用“头脑风暴法”进行分析工厂制作时出现的一些影

响质量的主要问题。如圆管柱两侧牛腿高低不平，偏扭，焊缝质量达不到要求等。结合现场实际，参照《钢结构施工质量验收规范》 (GB50205-2001) 规定的标准， QC 小组对车间类似的钢桁架加工质量随机抽查了240 个点，通过调查分析，包含下列 5 大类问题，统计结果见下表 。

序号

检查项目

圆管柱两侧牛腿平直度

差

焊缝质量差

桁架整体垂直度差

圆管柱垂直度

差

紧固件孔位偏

差

抽查点数

合格

合格率

（ %

）

1 时代广场

8 6 2 1 0 80 66 82.5

2苏州科技学院

9 7 1 0 1 80 65 81.25

3 莲花公交

6 6 2 1 1 80 66 82.5

4 合计 23 19 5 2 2 240 197 82.1

钢构件制作缺陷检查表 表 5

从上述表图中看出，钢桁架制作质量合格点数为 197 点，其合格率为82.1% ，离优质工程的 92%还有较大的差距。我们对这些数据中不合格点进行统计、分析、归纳，并绘制了排列图。

序号

缺陷问题频数

频率(%)

累计频率(%)

1 圆管柱两侧牛腿平直度差

23 45 45

2 焊缝质量差 19 37 82

3 桁架整体垂直度差

5 10 92

4 圆管柱垂直度差 2 4 96

5 紧固件孔位偏差 2 4 100

51

质量缺陷统计表 表 6 影响钢桁架整体贯穿大型圆管柱制作质量排列图

根据排列图分析，钢桁架整体贯穿大型圆管柱制作质量的主要问题有“圆管柱两侧牛腿平直度差”及“焊缝质量差”，其累计频率达到 82% ，故我们得出，影响钢桁架整体贯穿大型圆管柱制作质量的主要问题是“圆管柱两侧牛腿平直度差”和“焊缝质量差”。

圆管柱垂直度差

焊缝质量差 桁架整体垂直度差

频数 累计频率（％）

圆管柱两侧牛腿平直度差

紧固件孔位偏差

五、确定课题目标 我们QC 小组经过集体讨论和分析，设定目标：保证钢桁架整体贯穿

大型圆管柱制作质量自测合格率在 95%以上 。同时保证： A 、圆管柱两侧牛腿平直度误差控制在 1.5mm以内； B 、焊缝收缩变形控制在 2mm以内。

目标确定情况柱状图（合格率）

六、原因分析

原因分析： QC 小组在加工车间会议室召开了原因分析会，对存在的问题进行了集中讨论，大家集思广益，将影响钢桁架整体贯穿大型圆管柱质量的主要问题进行了原因分析，并进行了归纳整理，绘制了关联图，见下图：

焊条焊丝质量差

原材料卸货 及堆放不合

理

焊接方法不当

测量操作方法不当

测量仪器存在误差

" "圆管柱 工 形孔在测量定位

时出现误差

切割设备的半径及割嘴直径不满足使用要求

焊缝质量差

圆管柱两侧H型钢牛腿平直度差

加工制作人员操作不规范

加工制作技术交底不到位

没有专人对工人进行岗前交底培训

圆管柱圆周率及H型钢平直度不满足要求

材料进场检验不严

焊缝存在夹渣，气瘤等缺陷

设备维修保养工未按车间制度及时校正设备

焊接变形

焊缝未经过检测

加工制作环境不理想

交叉作业多

制作场地有限

切割及焊接设备的精度存在误差

贯穿拼装平台的平直度差

H型牛腿贯穿定位存在误差

" "圆管柱 工 形孔开孔定位存

在误差

末端因素

水准仪未标定

" "圆管柱 工 形孔在切割过程

中变形过大

影响钢桁架整体贯穿大型圆管柱质量原因分析关联图

通过原因分析，我们找出了影响钢桁架整体贯穿大型圆管柱制作质量的末端原因，为了找出末端原因中的要因我们制定了要因确认计划，并对 13 个末端原因分别进行了分析确认。

序号 末端原因 确认方法 确认内容 标准 负责人 完成时间

1 没有专人对工人进行岗前交底培训

调查分析查看资料

检查车间的培训记录，并对工人的培训情况进行书面成绩考察。

工人岗前培训率 100% ，考核优良率 100%.

宋 敏李荣荣

11.05.21

2 原材料进场检验时责任心差

查看资料 查看原材料进场检查记录，查看记录是否完整，是否详尽，检测报告是否合格。

材料进场记录详尽，检测报告合格。

贾国强朱治国

11.05.21

3 原材料卸货及堆放不合理

调查分析现场了解

调查分析原材料卸货堆放是否按要求是否正确，是否有专人监控。

按要求卸货堆放，专人巡检监控。

贾国强朱治国

11.05.22

4设备维修工未按车间制

度及时校正设备查看资料材料实测

查看设备校正记录是否按时，校正记录是否齐全详尽，是否对设备加工的材料精度进行复测。

所有加工制作设备校正合格。

贾国强张 磊

11.05.22

5切割设备的操作半径及

割嘴直径过小调查分析现场了

解查看切割设备的操作半径、割嘴直径大小等参数是否满足开孔定位的要求。

所有设备的规格参数必须满足使用要求。

宋 敏李荣荣

11.05.22

6 圆管柱“工”形孔在切割过程中变形过大

现场试验实地测量

“工”形孔开设过程中及完成后，采用水平靠尺复测，查看误差是否控制在允许偏差以内。

允许偏差控制在 1.5mm以内。

朱 江李荣荣

11.05.23

7 焊条焊丝质量差 查看资料 查看焊条焊丝进场记录，检查产品质量证明等是否齐全有效。

产品质量证明等是否齐全有效。

贾国强朱治国

11.05.23

8 焊接方法不当现场调查查看资

料焊接方式是否会引起构件变形，焊接后是否在规范允许偏差内，是否按照焊接作业工艺要求。

在规范允许偏差内，符合焊接施工工艺要求。

朱 江宋 敏

11.05.24

9 焊缝未经过检测 现场调查 委托第三方进行焊缝探伤试验。 焊缝探伤 100% 合格。 朱治国 11.05.25

10 水准仪未标定 查看资料现场调查

检查测量仪器出厂合格证及标定记录，定期对仪器进行维护和检查。

仪器合格证齐全，标定记录齐全，操作规范。

张 磊朱治国

11.05.26

11 交叉作业多 现场调查 车间加工制作是否流水作业。 流水作业，无交叉作业 贾国强黄同裕

11.05.27

12 制作场地有限 现场调查 是否在同一块场地有不同工序的加工制作班组在作业。

每个加工制作节点有独立场地。

贾国强黄同裕

11.05.27

13 贯穿拼装平台的平直度差

现场调查实地测量

测量平台水平度，采用水平仪等复测，正负误差是否控制在允许偏差以内。

允许偏差控制在 ±1.5mm

以内。宋 敏

朱治国11.05.29

要因确认计划表 表 7

各要因确认：

考核项目 优 良 中 差

方案熟悉程度

8 1 0 0

质量意识 13 0 0 0

理论知识 6 1 0 0

操作技能 21 2 0 0

确认方法 确认内容 标准 确认人 确认时间

调查分析查看资料

检查车间的培训记录，并对工人的培训情况进行书面成绩考察。

工人岗前培训率100% ，考核优良率 100%.

宋 敏李荣荣

11.05.21

结论：没有专人对工人进行岗前交底培训不是影响钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要原因。

验证结果：车间培训记录完整，在加工制作前对参与本项目加工制作的 52个工人进行了岗前培训，并对培训情况作了考核，考核优良率达到 100% 。

要因 1确认过程

确认方法 确认内容 标准 确认

人确认时

间

查看资料

查看原材料进场检查记录，查看记录是否完整，是否详尽，检测报告是否合格。

原材料质量合格证明齐全有效，检测报告全部合格。

贾国强

朱治国

11.05.21

结论：原材料进场检验时责任心差不是影响钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要原因。

验证结果：小组于 11.05.21 对进场材料特别是圆钢管及 H 型钢进行了检验，结果如下：

质量证明报告及钢材检测报告显示，原材料质量均符合设计图纸及钢结构验收规范

要求

要因 2确认过程

验证结果：材料科及车间安排了专人负责原材料进行卸货和堆放，并对材料的周转和库存定期盘点，及时监控材料的使用和存放。

确认方法 确认内容 标准 确认

人确认时

间

调查分析现场了解

调查分析原材料卸货堆放是否按要求是否正确，是否有专人监控。

按要求卸货堆放，专人巡检监控。

贾国强

朱治国

11.05.22

结论：原材料卸货及堆放不合理不是影响钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要原因。

要因 3确认过程

验证结果： QC 小组对车间的加工设备进行了检查，所有设备均定期进行保养和维护，资料记录齐全，设备运行情况良好，满足使用要求。

确认方法 确认内容 标准 确认人 确认时间

查看资料材料实测

查看设备校正记录是否按时，校正记录是否齐全详尽，是否对设备加工的材料精度进行复测。

所有加工制作设备校正合格。

贾国强张 磊

11.05.22

结论：设备维修工未按车间制度及时校正设备不是影响钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要原因。

要因 4确认过程

考核项目 调整前 调整后

操作半径 800mm 1000mm

割嘴直径 3mm 2mm

割嘴角度 90 度 任意角度

滑轮旋转 180 度 360 度

验证结果：正式加工前我们对钢构件进行了试验性切割，根据切割情况调整切割设备的操作半径、割嘴直径大小，使之满足使用要求。设备调试前后对比

确认方法 确认内容 标准 确认人 确认时间

调查分析

查看切割设备的操作半径、割嘴直径大小等参数是否满足开孔定位的要求。

所有设备的规格参数必须满足使用要求。

宋 敏李荣荣

11.05.22

结论：切割设备的操作半径及割嘴直径过小不是影响钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要原因。

要因 5确认过程

验证结果：车间利用原有 1m 直径的短钢管做“工”形孔开孔试验， QC 小组观察了“工”形孔切割的整个试验过程，发现采用传统工艺即直接切割开孔时由于钢板局部受热不均导致变形过大，小组成员对切割孔的精度进行了的测量，切割测量点位布置见下图，测量数据见下表。

从表中数据可以看出，切割处的变形最大达到了5mm ，严重影响了开孔的精度，给以后的牛腿贯穿组装及焊接工作带来了很大的影响。

确认方法 确认内容 标准 确认

人确认时

间

现场试验

实地测量

“工”形孔开设过程中及完成后，采用水平靠尺复测，查看误差是否控制在允许偏差以内。

允许偏差控制在 2mm

以内。

朱 江

李荣荣

11.05.23

结论：圆管柱“工”形孔在切割过程中变形过大是影响钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要原因。

“工”形孔切割处变形测量记录

测量点编号 切割变形（ mm ）

1 4

2 2.5

3 3

4 5

5 4.5

63.5

要因 6确认过程

验证结果：小组于11.05.21 对进场材料特别是圆钢管及 H型钢进行了检验，结果如下：

确认方法 确认内容 标准 确认人 确认时间

查看资料查看焊条焊丝进场记录，检查产品质量证明等是否齐全有效。

产品质量证明等是否齐全有效。

贾国强朱治国

11.05.23

结论：焊条焊丝质量差不是影响钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要原因。

质量证明报告显示，焊条焊丝质量均符合设计图纸及钢结构验收规范要求。

要因 7确认过程

序号 构件编号 标准 实测位置数 合格数量 合格率（ %

）

1 HJ1-1 2mm 10 8 80%

2 HJ1-2 2mm 10 7 70%

3 HJ1-3 2mm 10 7 70%

4 HJ1-4 2mm 10 8 80%

焊接收缩余量偏差柱状图

02468

1012

HJ 1- 1 HJ 1- 2 HJ 1- 3 HJ 1- 4

检查点数合格点数

验证结果：经过现场调查及查看车间原始记录，焊接过后会引起变形，首先单人单机单方向焊接对构件变形有影响，其次焊接工程中未合理设置应力释放孔也能导致焊缝的收缩变形。我们对试验性加工的圆管柱牛腿（接近设计要求）进行实测，与理论计算的收缩变形量进行比较，实测数据见下表： 焊接收缩余量实测偏差表

合格率平均值为（ 80%+70%+70%+80% ）/4=75% ，达不到钢结构质量要求的 85% 的合格率，焊接方法影响了构件的加工制作质量。

确认方法 确认内容 标准 确认人 确认时间

现场调查查看资料

焊接方式是否会引起构件变形，焊接后是否在规范允许偏差内，是否按照焊接作业工艺要求。

在规范允许偏差内，符合焊接施工工艺要求。

朱 江宋 敏

11.05.24

结论：焊接方法不当是影响钢桁架整体贯穿圆管柱梁制作质量的主要原因。

要因 8确认过程

验证结果：焊接完成后，我司委托了具有专业资质的第三方检测机构对所有焊缝进行了探伤试验，所有焊缝 100%合格。

确认方法

确认内容 标准确认

人确认时

间

现场调查

委托第三方进行焊缝探伤试验。

焊缝探伤 100% 合格。

朱治国

11.05.25

结论：焊缝未经探伤不是影响钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要原因。

要因 9确认过程

验证结果：测量仪器出厂合格证及标定记录齐全，并有定期对仪器进行维护和检查记录。

确认方法

确认内容 标准 确认人

确认时间

查看资料

现场调查

检查测量仪器出厂合格证及标定记录，定期对仪器进行维护和检查。

仪器合格证齐全，标定记录齐全，操作规范。

张 磊朱治

国

11.05.26

结论：测量仪器存在误差不是影响钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要原因。

要因 10确认过程

验证结果：针对不同项目的实际情况，车间技术负责人编制加工制作流程，作为交底的内容，通过合理安排操作流程，车间加工制作场地可以满足使用要求。

确认方法

确认内容 标准 确认人

确认时间

现场调查

车间加工制作是否流水作业。

流水作业，无交叉作业

贾国强

黄同裕

11.05.27

结论：交叉作业多不是影响钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要原因。

要因 11确认过程

序号 流程 场地 1 场地 2 场地 3 场地 4

1 焊接前道工序区 √ 　 　 　

2 精加工区 　 √ 　 　

3 拼装区 　 　 √ 　

4 油漆区 　 　 　 √

验证结果：车间通过流水作业，每个加工制作环节均有足够并且单独的场地，不存在交叉作业情况。工人在车间独立场地进行制作，见下表。

确认方法

确认内容 标准 确认人 确认时间

现场调查

是否在同一块场地有不同工序的加工制作班组在作业。

每个加工制作的节点均按操作流程具备单独场地的场地。

贾国强黄同裕

11.05.27

结论：制作场地有限不是影响钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要原因。

验证结果：我们小组对现有的拼装平台的平整度进行了测量，共做了四组测量，测量数据见下表： 验证结果：拼装平台平整度实测偏差表

确认方法 确认内容 标准 确认人确认时

间

现场调查实地测量

测量平台水平度，采用水平仪等复测，正负误差是否控制在允许偏差以内。

允许偏差控制在±1.5mm以内。

宋 敏朱治国

11.05.29

结论：贯穿拼装平台水平度差是影响钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要原因。

序号 测量时间 标准 实测个数

合格个数（个） 合格率（ % ）

1 11.05.25 ±1.5mm 14 11 78.6

2 11.05.25 ±1.5mm 12 9 75.0

3 11.05.26 ±1.5mm 11 9 81.8

4 11.05.26 ±1.5mm 12 9 75.0

现场实测贯穿拼装平台平整度偏差合格率为 77.6% ，拼装平台平整度差，钢桁架在贯穿圆管柱时，造成两侧牛腿的平直度产生偏差，影响制作质量。

要因 12确认过程要因 13确认过程

通过以上的要因确认，我们得出了影响大型钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要原因是：

（ 1）圆管柱“工”形孔在切割过程中变形过大

（ 2）贯穿拼装平台平直度差

（ 3）焊接方法不当

七、制定对策 QC 小组对针对以上影响大型钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的 3 个主要原因进行了专项

的分析研究，从有效性、可行性、可靠性和经济性四个方面对所提出的对策进行测评。

说明： 5—很好， 4—好， 3—一般， 2— 差， 1—很差

对策测评表 表 9 序号

主要对策 对策特点

分析 综合 选型

原因 有效性 可行性 可靠性 经济性 得分 方案

1圆管柱“工”形孔在切割过程中变形过大

1 、采用“留点”切割的方法。

1 、简单、实用。 切割后变形控制效果好 方法简单有针对性 方法经过试验 切割工艺费时

17 ●2 、有针对性，对症下药。

3 、数控操作方便。 5 5 4 3

2 、传统切割方法1 、切割后变形较大。 切割后变形大 方法单一 传统方法，无针对

性变形矫正费时费力

13 　

2 、操作复杂。 3 4 3 3

2贯穿拼装平台平直度差

1 、重新搭设总拼平台

1 、工作量大、测量工作大。 效果好 工厂场地有限 效果好 工作量大产生费用大

14 　2 、其它在地样上操作的工作需要暂停，时间相对长，协调量大。

5 2 5 2

2 、利用相贯线切割平台，调整水平度

1 、工作量小，可采取前割后拼的流水作业。 有针对性的调整，

能保证符合要求利用原有平台不占

空间调整后平台控制效

果很好在原平台上稍作调

整，工作量小 17 ●2 、需要协调的量少，不影响其它工作。

3 、有针对性。 4 5 4 4

3 焊接方法不当

1 、采用双人对称于中轴的焊接和由中间向两侧焊接；焊接关键位置开设应力释放孔。

1 、简单、实用。焊接效果好 焊接方法实用有针

对性 焊接方法经过试验 焊接方法增加人工费

18 ●2 、有针对性，对症下药。

3 、减少焊接变形。 5 5 5 3

2 、常规方法，直接进行焊接

1 、需要经常滚动数控机床。 焊接容易产生变形 机床操作起来繁琐 传统方法的针对性差

常规做法不增加费用 13 　

2 、操作复杂，焊接有变形。 3 3 3 4

根据对策测评表中选定的方案，小组成员们又对方案进行细化，制定出具体实施措施及目标，将每个任务分配到每个成员。

具体实施措施及目标 表 10

序号

主要原因

对策 目标 措施 地点 时间 负责人

1

圆管柱“工”形孔在切割过程中变形过大

采用“留点”切割的方法。

允许偏差控制在 2mm以

内。

1 、编制有针对性的相贯线切割技术交底；2 、由车间技术负责人交底到每个管理人员及各个加工班组长，再由各个车间技术管理人员交底到每个工人；3 、在切割过程中不进行连续的切割，在“工”形孔 4角点“留点”，冷却一段时间到基本同温时采用手工切割割除各“留点”。

加工车间精加工区

2011.6.6 ~2011.7.4

朱 江李荣荣

2

贯穿拼装平台平直度差

利用相贯线切割机后侧平台拼

装。

允许偏差控制在 ±1.5mm以

内。

1 、针对本工程特点，编制贯穿拼装平台的方案，采用相贯线切割设备平台后部作为贯穿拼装平台，平台上的滑块支架作为圆管柱支撑系统；2 、由车间技术负责人交底到制作工人，制作拼装平台；3 、拼装前将滑块支架及圆管柱分别固定，由专人测量所有支撑点的标高，误差控制在 ±1.5mm以内。

加工车间拼装区

2011.6.7~2011.7.22

宋 敏朱治国

4焊接方法不当

采用双人对称于中轴的焊接和由中间向两侧焊接；焊接关键位置开设应力释放孔。

在规范允许偏差内，符合焊接施工工艺要求。焊接变形合格率达到85%以上。焊缝质量符合设计规范要求。

1 、编制有针对性的焊接方法技术交底； 2 、对有丰富经验的焊工进行培训，确保掌握工艺要领；3 、采用对称焊及跳焊法焊接。4 、在焊缝关键位置设置应力孔，减少焊接过程的变形。5 、由第三方检测单位对焊缝探伤。

加工车间拼装区

2011.6.9~2011.8.2

朱 江宋 敏

八、对策实施 本工程圆管柱直径 1000mm ，厚度 25mm ，采用相贯线切割机在大曲面上切

割厚度较厚的钢板极易造成钢板切割处的切割变形，切割后的钢板形状可能无法满足后续H 型钢贯穿的要求，公司技术科与车间经过多次的探讨及反复的试验，最终制定了“留点切割”的方案， 2011 年 6 月，项目技术负责人张磊正式编制了相贯线切割方案，经过QC 小组讨论，得到了一致认可，并报单位总工审批。新切割方案由车间技术负责人交底到每个管理人员及各个加工班组长，再由各个班组长交底到每个工人，确保工人熟悉与掌握内容及方法。小组安排张磊、李荣荣两位组员全过程跟踪参与。

新切割方案如下： 1. 根据图纸在圆管柱对称位置弹线作为切割基准线，见图 1； 2.以切割基准线为轴心，在圆管柱上划出“工”形孔轮廓线，并标示出留点

位置，见图 2；

实施过程一：圆管柱“工”形孔在切割过程中变形过大

弹线切割示意图 圆管面“工”形孔轮廓线

3. 将切割信息输入相贯线切割机。切割钢板时，相贯线切割机割嘴不进行连续的切割，在“工”形孔指定位置“留点”，冷却一段时间到基本同温时采用手工切割割除各“留点” ，避免由于切割机切割方式不合理而造成钢板切割位置的变形。切割时保持割嘴与圆管面成 60 度角是割缝成坡口形状。

4. 对开好的“工”形孔进行测量打磨。

“工”形孔切割留点位置 “工”形孔切割完成

阶段性实施效果检查：“ 工”形孔切割完成后，我们对切割处的钢板布置监测点（见下图），对检测点的变形进行了测量，并做好测量记录。

“工”形孔切割处变形监测点布置图

序号 构件编号 点数（个） 合格点数（个） 合格率（ % ）

1 YGZ1-1 18 18 100

2 YGZ1-2 18 17 94.2

3 YGZ1-3 18 17 94.2

4 YGZ1-4 18 18 100

5 YGZ1-5 18 17 94.2

6 YGZ1-6 18 18 100

7 YGZ2-1 18 18 100

8 YGZ2-2 18 18 100

9 YGZ2-3 18 18 100

10 YGZ2-4 18 17 94.2

11 YGZ2-5 18 16 94.2

12 YGZ2-6 18 18 100

“工”形孔切割处变形复测记录

结论：新切割方案的实施大大减少了钢板的变形，为下一步H 型钢桁架贯穿的精确度提供了可靠的保障。

从表中数据看出，“工”形孔切割处变形的平均合格率为（ 100%×7+94.2×5） /12=97.58%。由此可见切割处钢板的变形问题得到了很好的控制。

本工程单根圆管柱长度达到 9.8 米，重量达到 8吨，如果再加上 H 型钢牛腿，重量将达到 9吨，展开面积也将达到 80m2 ，总拼贯穿时如果重新搭设平台，势必费力废料，更重要的是将影响工期。 2011 年 6 月 8 日，由宋敏、朱治国、陈志江三位小组成员经过实地考量，报小组讨论后，小组一致认为可以运用相贯线切割机平台作为 H 型钢牛腿贯穿圆管柱的拼装平台。相贯线切割机平台总长接近 30 米，作业时可以将前部用来进行“工”形孔切割工作，而后部区域用来进行贯穿拼装作业。这样切割和拼装可以形成流水作业，不仅省时省力，同时也节省了空间。技术科编制成了拼装平台的方案，并由车间技术负责人交底到制作工人。

实施过程二：贯穿拼装平台水平度差

贯穿拼装平台示意图

由图中可以看到，拼装平台有几组滑块支架组成，牛腿贯穿拼装时将切割完毕的圆管柱放置于支架上，用垫铁固定，调整好“工”形孔位置，然后将制作好的 H 型钢牛腿贯穿入圆管柱。因此如何保证拼装平台的水平度就成了拼装环节的首要问题。

为此，我们ＱＣ小组和技术科及车间深入探讨，编制了相关的测量方案。 首先我们将几组滑块支架在平台轨道上按照圆管柱长度等分展开，保证支架间的

间距一定，支架和轨道用插销固定。 其次按照构件的拼装高度，我们将支架调节到相应的高度。 然后我们ＱＣ小组用水准仪对各个支架的高度进行反复的测量抄平调整，直至所

有支架均在同一水平线上。

圆管柱拼装高度示意图 小组成员测量拼装平台水平度

实施效果检查：拼装完成后，采用水平仪对任意 2 榀桁架的拼装平台进行测量，得到最大标高的误差点统计数据，统计如下表所示：

桁架序号 检查点 允许偏差 h(mm) 实测值 h'(mm)

HJ1-1 支架 1 ±1.5 1.1

支架 2 ±1.5 0.4

支架 3 ±1.5 -1.0

支架 4 ±1.5 0.9

支架 5 ±1.5 -0.6

HJ1-2 支架 1 ±1.5 -1.1

支架 2 ±1.5 0.8

支架 3 ±1.5 1.2

支架 4 ±1.5 -0.8

支架 5 ±1.5 1.0

平台水平控制点实测数据 表 12

结论：对策实施后，拼装平台最大标高的误差均在 1.5mm之内，完成既定目标，能够达到 H 型钢桁架贯穿总拼的水平度要求。

本工程圆管柱所用钢板厚度为 25mm ， H型钢桁架贯穿完成后焊缝较多，且焊缝之间的间隔也较短，在试验性焊接时，首先采用气保焊进行打底，然后由技术熟练的焊工单人单向进行焊接，焊接完成后发现圆管柱两侧牛腿出现高低不平，扭转等缺陷，焊缝质量也较差。

2011 年 6 月 12 日，针对焊接质量的问题，我们QC 小组由宋敏负责，从技术上焊接工艺上考量后重新编制了焊接方法，并报单位总工朱江批准，制定了由双人对称于中轴的焊接和由中间向两侧焊接的方案。并由车间技术负责人选取有经验的焊工进行培训及技术交底，确保操作工人掌握焊接工艺要领。小组安排组员朱治国、王小秋全过程跟踪检查。

实施过程三：焊接方法不当

焊接顺序示意图

焊接前， QC 小组根据理论计算和实践经验，在焊件备料及加工时预先考虑了收缩余量。焊接时，先焊错开的短焊缝，再焊直通长焊缝，以防在焊缝交接处产生裂纹。并采用逐步退焊法和跳焊法，使焊接周围环境的温度分布较均匀。从而更好的减少焊接变形，焊接过程中我们又采取了如下附加措施：

1 、“工”形孔切割时预先开设坡口，同时在管壁内侧焊缝位置加设 40*4扁铁作为引弧板，从而减少焊缝宽度；

2 、尽可能采用 CO2气体保护焊等焊接热源比较集中的焊接方法进行焊接；

3 、与此同时为了更好的抵消焊接时产生的应力，我们在“工”形孔切割时即在圆管面相应位置开设应力释放孔。

间断焊接法焊接 应力释放孔开设

应力释放孔

实施效果检查：圆管柱牛腿焊接完成后，我们在“工”型牛腿截面的焊缝布置了检查点（见下图），对焊缝的收缩变形及外观质量进行了检查，并做了检查记录。

序号 构件编号 点数（个） 合格点数（个） 合格率（ % ）

1 HJ1-1 21 21 100

2 HJ 1-2 21 20 95.2

3 HJ 1-3 21 21 100

4 HJ 1-4 21 19 90.4

5 HJ 1-5 21 21 100

6 HJ 1-6 21 21 100

97.6

焊接收缩变形记录柱状图

15

16

17

1819

20

21

22

HJ 1-1 HJ 1-2 HJ 1-3 HJ 1-4 HJ 1-5 HJ 1-6

实测数合格数

焊缝收缩变形情况记录 表 13

焊缝质量监测点布置图

从表中数据看出，焊缝收缩变形平均合格率从 75% 上升到97.6% 。由此焊缝收缩变形的情况得到了很大的改善。

焊接收缩变形合格率柱状图

75% 85%97. 6%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

活动前 目标 最终效果

焊接收缩变形合格率

结论：采用新的焊接方法后，大幅度的减少了由于焊接引起的变形，同时焊缝也比较饱满美观。

九、效果检查1 、目标效果通过 PDCA循环的实施，我们QC 小组在整个施工过程中进行了深入细致的效果检

查，针对影响大型钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量的主要问题，我们对所加工的钢构件进行了检查，钢构件的一次性制作成型质量合格率达到了 98.28% ，检查结果见下表。

序号

检查项目 检查点

合格点数

合格率(％ )

1 圆管柱两侧牛腿平直度差

28 27 96.42

2 焊缝质量差 20 19 95

3 桁架整体垂直度差 12 12 100

4 圆管柱垂直度差 10 10 100

5 紧固件孔位偏差 10 10 100

合计 98.28

H 型钢桁架整体贯穿大圆管柱检查效果排列图 H 型钢桁架整体贯穿大圆管柱检查效果表 表 14

圆管柱垂直度差

焊缝质量差 桁架整体垂直度差

频数 累计频率（％）

圆管柱两侧牛腿平直度差

紧固件孔位偏差

圆管柱及桁架吊装完成后照片 目标完成情况柱状图（合格率 ）

结论：经检查，通过本次QC 活动的措施和对策， H 型钢桁架整体贯穿圆管柱加工成型质量合格率达到了 98.28% ，超过了预期目标，质量符合设计和规范要求。

2 、经济效益 通过本次QC 活动，我们也取得了一定的经济效益，本次QC 活动共节约成本

46500元。

3 、社会效益 本工程作为我项目部及单位今年的重点工

程，我们取得了大型钢桁架整体贯穿圆管柱的成功经验，受到了业主、监理的一致好评，为企业赢得了声誉。提升了企业的形象，树立了良好的口碑。

4 、无形效益 我们对小组通过 PDCA循环，以事实和数据

说话，找到了解决问题的方法，使成员个人能力得到进一步提高，增强了团队意识、质量意识、问题意识、改进意识、参与意识和责任意识等。

我们QC 小组的成果也获得了各方面的肯定，在 2012 年苏州市QC 成果发布会上荣获一等奖。

活动前

活动后

70

9085

65

9070

90

7090

100

80

团队精神

解决问题能力 QC知识

技术水平

质量意识

十、巩固措施 1 、运用 QC方法提高施工质量，强化质量意识，从各个方面对施工进行预控； 2 、积极推广运用新材料、新工艺、新技术、新方法，并不断总结提高； 3 、通过本次QC 小组活动，公司技术科对 H 型钢桁架整体贯穿圆管柱的施工质量控

制过程的经验总结，对《H 型钢桁架整体贯穿圆管柱施工方案》进行完善，编写企业《H型钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量作业指导书》 (初稿 ) ，其中关键点包括留点切割法及间断焊接法，经公司总工审核后正式定名 (编号 SZEJZYZDS03-2012) ，并上报集团公司核准备案后正式在公司内部推广，使企业做到以技术为依托，以管理为手段，追求卓越的质量管理。

4 、对后续施工的会议中心工程项目中，我们采用活动中心构件加工的成功经验，小组成员于 2011 年 10 月下旬对钢桁架整体贯穿圆管柱的制作质量随机抽查了 85 个点，合格率达到 99.42% ，质量符合设计和钢结构质量验收规范要求。

序号 检查项目 检查点 合格点数 合格率 (％ )

1 圆管柱两侧牛腿平直度差 35 34 97.14

2 焊缝质量差 20 20 100

3 桁架整体垂直度差 10 10 100

4 圆管柱垂直度差 10 10 100

5 其它 10 10 100

合计 85 99.42

会议中心钢桁架整体贯穿圆管柱制作质量合格率统计表 表 15

十一、遗留问题及今后打算 在QC 活动中，小组成员通过 PDCA循环，以事实和数据说话，并运用一

系列对策和措施使管桁架滑移就位质量得到了保证，实现了既定目标。在今后的工作实践中，我们将围绕“质量”这一永恒主题，不断学习和探索，下一步我们QC 小组的题目是《提高大跨度管桁架整体吊装质量》，我们将持续改进，将QC 小组活动搞得更好，为企业和社会做出更大的贡献。