減少電解槽槽殼制作焊接變形

槽殼圖一、工程概況：2008年3月，我公司承擔(dān)了****股份有限公司共計(jì)45臺400kA鋁電解槽制作安裝任務(wù)。此電解槽槽型和結(jié)構(gòu)在國內(nèi)屬首創(chuàng)，是目前國內(nèi)同期新建鋁廠工程采用的最大的槽型，也是結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的一種槽型。槽體單重41.396t，長18.33m、寬4.82m、高1.966m。槽殼是電解槽的主體，設(shè)計(jì)為船形結(jié)構(gòu)，由端側(cè)板、長側(cè)板、底板和搖籃架等構(gòu)件焊接而成，此電解槽最大特點(diǎn)是槽殼與搖籃架全部焊接成整體，焊接量極大，所以焊接變形很大，焊接收縮也隨之增大，焊接變形很難控制，所以制作難點(diǎn)是控制和減小焊接變形。如果焊接變形不能很好控制，將直接影響機(jī)電鋁母線及設(shè)備的安裝。二、小組概況1.小組簡介序號姓名性別學(xué)歷職稱/職務(wù)小組分工TQC教育時(shí)間1女大專高級工程師組長，負(fù)責(zé)全面決策

均在96學(xué)時(shí)以上2男本科工程師副組長，組織協(xié)調(diào)3男本科助工組員，技術(shù)決策4男技校電焊班長組員，方案實(shí)施5女大專工程師組員，質(zhì)量驗(yàn)收、數(shù)據(jù)整理6男大專技術(shù)員數(shù)據(jù)整理2.小組活動情況小組類型：攻關(guān)型小組成立時(shí)間：2008.3.15注冊號本次活動時(shí)間：2008.3.15-2008.7.31小組活動次數(shù)：8次活動階段主要活動內(nèi)容活動時(shí)間活動次數(shù)出勤人次出勤率%P選定課題，現(xiàn)狀調(diào)查，原因分析，制定對策2008.3.15~3.3031794.4D根據(jù)實(shí)際計(jì)劃認(rèn)真實(shí)施2008.4.1~7.28424100C根據(jù)實(shí)施結(jié)果進(jìn)行綜合分析，確認(rèn)效果2008.7.28~7.3116100A鞏固、總結(jié)與展望減少電解槽槽殼制作焊接變形APCD包頭鋁廠電解槽制作2008年03月15日至2008年07月31日目標(biāo)對象時(shí)PDCA循環(huán)時(shí)間:三、選題理由

基于以上理由，小組成員一致通過把

“減少電解槽槽殼制作焊接變形”作為小組的活動課題。課題確定后，小組成員認(rèn)真研究設(shè)計(jì)圖紙，對以往我們電解槽制作中檢點(diǎn)合格率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，未返工前分項(xiàng)工程檢點(diǎn)合格率僅為81%，對存在的焊接變形進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)，并繪制了排列圖。槽殼焊接變形統(tǒng)計(jì)表序號焊接變形產(chǎn)生部位頻數(shù)累積頻數(shù)累積頻率%A長側(cè)壁板393947.5B端側(cè)板256478C底板117591.5D搖籃架58097.6E其它282100

四、

現(xiàn)狀調(diào)查根據(jù)統(tǒng)計(jì)表，作出如下排列圖：N=82頻數(shù)累積百分比%251152100%47.5%78%91.5%ABCD制圖：2008.3.22槽殼焊接變形排列圖長側(cè)板和端側(cè)板焊接變形為主要問題E3980%50%97.6%五、目標(biāo)及可行性分析

1、目標(biāo)設(shè)定：經(jīng)過調(diào)查分析，小組設(shè)定目標(biāo)為:焊接分項(xiàng)工程一次檢點(diǎn)合格率達(dá)98%2.目標(biāo)可行性分析：不利因素有利因素此電解槽是目前鋁廠采用的最大、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的槽型，焊縫長且集中，焊接工作量大，焊接變形很難控制。小組成員均有豐富的電解槽制作經(jīng)驗(yàn)，解決技術(shù)問題的能力強(qiáng),已經(jīng)對易產(chǎn)生焊接變形的槽殼所有部位進(jìn)行了分析和計(jì)算，確定出：只要新型胎具形狀尺寸精確，并且嚴(yán)格按工藝及規(guī)范要求施工，完全可以減少甚至不發(fā)生焊接變形，有把握達(dá)到焊接一次檢點(diǎn)合格率98%。小組成員對以往不同槽型電解槽制作中產(chǎn)生的焊接變形進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)，可以通過研究分析出不同部位產(chǎn)生焊接變形的原因，從而結(jié)合此電解槽結(jié)構(gòu)特點(diǎn)判斷出哪些部位易造成焊接變形，可以有針對性地制定措施。目標(biāo)可行六、原因因分析小組成員員針對主主要問題題“長側(cè)側(cè)板和端端側(cè)板焊焊接變形形”，運(yùn)運(yùn)用頭腦腦風(fēng)暴法法進(jìn)行了了原因分分析，做做出如下下關(guān)聯(lián)圖圖：長側(cè)板焊焊接變形形端側(cè)板焊焊接變形形4.焊接接順序不不合理多胎裝配配焊接工工序增多造成成變形3.端側(cè)側(cè)板焊完完后出現(xiàn)現(xiàn)抱死胎具具現(xiàn)象長側(cè)翼板板焊接變變形長側(cè)翼板板與面板板焊接后長側(cè)壁壁板下?lián)蠐?.以往往只在胎胎具上完完成長側(cè)壁板與與翼板的的裝配焊焊接，而而斜側(cè)壁板與長長側(cè)壁板板裝配要要在安裝裝現(xiàn)場完成，易易產(chǎn)生較較大變形形6.長側(cè)側(cè)板薄且且長，切切割后放置置不當(dāng)產(chǎn)產(chǎn)生變形，未矯矯正即焊焊接2.采用用交流電電焊機(jī)焊焊接熱量大，焊焊后變形形嚴(yán)重5.下料料時(shí)未留留足夠的的焊接收收縮余量量七、要因因確認(rèn)序號末端因素確認(rèn)方法論證內(nèi)容負(fù)責(zé)人完成日期是否要因1以往只在胎具上完成長側(cè)壁板與翼板的裝配焊接，而斜側(cè)壁板與長側(cè)壁板裝配要在安裝現(xiàn)場完成，產(chǎn)生較大焊接變形查閱資料以往斜側(cè)壁板與長側(cè)壁板裝配要在安裝現(xiàn)場安裝，未形成整體，易產(chǎn)生較大焊接變形，需采取措施2008.3.06是2采用交流電焊機(jī)焊接熱量大，焊后變形嚴(yán)重方案核查現(xiàn)場檢查此次電解槽長側(cè)板焊接確定采用埋弧自動焊，端側(cè)板采用CO2氣體保護(hù)焊2008.3.16否3端側(cè)板焊完后出現(xiàn)抱死胎具現(xiàn)象調(diào)查以往施工情況采用以往焊接方法造成了抱死胎具現(xiàn)象，應(yīng)采取措施杜絕此現(xiàn)象2008.3.06是4焊接順序不夠合理查閱施工方案，研究確認(rèn)是否合理結(jié)合此電解槽特點(diǎn)反復(fù)研究，確定了焊接順序2008.3.16—3.18否5下料時(shí)未留足夠的焊接余量查閱施工方案，現(xiàn)場試驗(yàn)經(jīng)試驗(yàn)，按照以往方案規(guī)定的預(yù)留焊接余量施焊產(chǎn)生變形，余量小2008.3.16--3.17是6長側(cè)板薄且長，切割后放置不當(dāng)產(chǎn)生變形，未矯正即安裝現(xiàn)場檢查板切割后墊放平整，且焊前都進(jìn)行了矯平2008.3.16--3.20否要因確認(rèn)認(rèn)表八、對策策實(shí)施小組成員員針對確確定的3條要因因，制定定了對策策措施.對策計(jì)劃劃表序號主要因素目標(biāo)對策措施實(shí)施地點(diǎn)負(fù)責(zé)人完成時(shí)間1以往只在胎具上完成長側(cè)壁板與翼板的裝配焊接，而斜側(cè)壁板與長側(cè)壁板裝配要在安裝現(xiàn)場完成，產(chǎn)生較大焊接變形長側(cè)板裝配焊接完成后尺寸在允許偏差范圍內(nèi)采取措施保證長側(cè)板裝配焊接完成后尺寸在允許偏差范圍內(nèi)研制新型胎具制作現(xiàn)場2008.3.16~3.302端側(cè)板焊完后出現(xiàn)抱死胎具現(xiàn)象端側(cè)板裝配焊接完成后尺寸在允許偏差范圍內(nèi)采取措施保證端側(cè)板裝配焊接完成后尺寸在允許偏差范圍內(nèi)研制新型胎具制作現(xiàn)場2008.3.16~3.303下料時(shí)未留足夠的焊接余量預(yù)留足夠的焊接余量以防因余量不足產(chǎn)生變形確定預(yù)留焊接余量試驗(yàn)確定預(yù)留焊接余量，在方案中規(guī)定現(xiàn)場2008.3.16~3.18實(shí)施一：：長側(cè)板在在胎具上上制作長側(cè)板在在胎具上上整體組組對經(jīng)過半個(gè)個(gè)月的反反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)，我們們研制出出了新型型長側(cè)板板制作用用胎具。。用新型胎具具裝配焊焊接長側(cè)側(cè)板,完完成后尺尺寸在允允許偏差差范圍內(nèi)內(nèi)實(shí)施效果實(shí)施二經(jīng)過半個(gè)個(gè)月的反反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)，我們們研制出出了新型型端側(cè)板板制作用用胎具。。端側(cè)板在在胎具上上組對實(shí)施效果端側(cè)板在在胎具上上組對焊焊接完成后,尺尺寸在允允許偏差差范圍內(nèi)內(nèi)實(shí)施三經(jīng)過反復(fù)復(fù)試驗(yàn)，，確定預(yù)預(yù)留焊接接余量，，并在方方案中做做出規(guī)定定。構(gòu)件名稱斜側(cè)板端側(cè)板長側(cè)板底板下料時(shí)預(yù)留余量值50mm長度方向加8mm收縮量，寬度方向加2mm收縮量。長度方向每側(cè)預(yù)留30mm由四塊鋼板拼接而成，寬度方向加5mm余量，長度方向加10mm余量下料時(shí)預(yù)留焊接余余量值實(shí)施效果按方案規(guī)定的預(yù)留留焊接余量下料,未發(fā)生因余量不足足而產(chǎn)生焊接變形形。九、效果確認(rèn)1.81%98%99%活動前后焊接分項(xiàng)項(xiàng)一次檢點(diǎn)合格率率對比圖完成45臺電解槽槽槽殼制作后，對對焊接分項(xiàng)工程一一次檢點(diǎn)合格率進(jìn)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，達(dá)99%。目標(biāo)值對比：制作完成的樣槽甲方、監(jiān)理、監(jiān)督督站驗(yàn)收樣槽2.驗(yàn)收樣槽照片片3.取得的經(jīng)濟(jì)效效益及經(jīng)濟(jì)效益認(rèn)認(rèn)證經(jīng)濟(jì)效益額：（1）電解槽制作作采用流水作業(yè)使使工期提前18天天，節(jié)省人工費(fèi)：100元/人.天××136人×18天＝244800元（2）使用新型胎胎具制作端側(cè)板、、長側(cè)板、搖籃架架等，制作一次成成型，有效控制了了焊接變形，節(jié)省矯正人工費(fèi)（（按4人用2天矯矯正1臺計(jì)算）：：100元/人.天天×4人×30臺臺×2天＝24000元節(jié)約矯正機(jī)械費(fèi)：：24000元（3）采用套裁下下料,節(jié)省材材料費(fèi)：1.2t×30臺臺×6500元/噸＝234000元綜上累計(jì)經(jīng)濟(jì)效益益額：526800元經(jīng)濟(jì)效益認(rèn)證書（（略）4.社會效益1.此次我公司施施工的*****400kA鋁鋁電解槽槽型和結(jié)結(jié)構(gòu)與國內(nèi)同期電電解槽相比是結(jié)構(gòu)最大，，最復(fù)雜的一種類類型，在國內(nèi)屬首首創(chuàng)。我公司參戰(zhàn)戰(zhàn)人員針對此設(shè)計(jì)圖紙共同同研究了結(jié)構(gòu)類型型、特點(diǎn)等，制定定了制作安裝方案案，發(fā)明了制作用胎具，利利用此胎具率先試試制成了樣品槽，，被業(yè)主和監(jiān)理單單位樹立為樣板，要求其他他各家施工單位參參照此制作工藝施施工。2.在這個(gè)工程中中，我公司發(fā)揚(yáng)了了***人敢于拼拼搏、吃苦耐勞的的精神，率先完成電解槽的制作作安裝任務(wù)并檢驗(yàn)驗(yàn)一次合格，為***在****電解槽工程中爭得了榮譽(yù)，樹樹立了形象，受到到甲方和監(jiān)理的高高度贊譽(yù)和嘉獎，，也為公司今后電解槽制制安工程施工積累累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，，并在該領(lǐng)域站穩(wěn)穩(wěn)了腳跟。3.目前，在內(nèi)蒙蒙古自治區(qū)范圍內(nèi)內(nèi)我們電解槽制作作安裝質(zhì)量首屈一一指。內(nèi)蒙古托縣****項(xiàng)項(xiàng)目業(yè)主在****項(xiàng)目實(shí)地考察察后，將45臺電電解槽制作安裝任務(wù)又交給給了我公司施工。。工程回訪記錄（略略）十、鞏固措施及標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化1.此類型電解槽槽制安工藝已形成成企業(yè)工法，可為為同類型電解槽制制安起到指導(dǎo)作用用。2.該工程已獲獲得包頭市科技示示范工程獎。3.鋁電解槽槽殼殼制作用胎具，已已于2008年12月19日被國國家知識產(chǎn)權(quán)局授授予為實(shí)用新型專專利，專利號為******。十一、效果保持一、45臺電解槽槽制作完成后，經(jīng)經(jīng)檢驗(yàn)，焊后變形形得到有效控制,焊接分項(xiàng)工工程一次檢點(diǎn)合格格率達(dá)99%，保保證了機(jī)電鋁母線及設(shè)備的順利安安裝。二、在2008年年底開工的內(nèi)蒙古古托縣大唐鋁硅鈦鈦工程電解槽制作中中，我們又承擔(dān)了了45臺同類型電解槽的制作安裝裝任務(wù)，利用研制制的制作用胎具進(jìn)行制作，未出現(xiàn)現(xiàn)嚴(yán)重焊接變形，，焊接分項(xiàng)工程一次檢點(diǎn)合格率率達(dá)了99.1%.十二.總結(jié)及展望望1.本次活動中成功研研制了新型鋁電解解槽制作用胎具，，極為有效地減少少了槽殼焊接變形形。經(jīng)當(dāng)?shù)刭|(zhì)檢站站、業(yè)主和監(jiān)理單單位組織驗(yàn)收，工工程質(zhì)量評為“優(yōu)優(yōu)