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1、摘 要本文以质量管理的理论、原则、方法为基础，首先对沈阳小型锅炉厂锅炉(压力容器)中水冷壁管的焊接现行质量管理进行研究，分析存在不完善的地方，并提出了改进措施。其次，对水冷壁管焊接过程的各个环节进行了研究，从而使焊接过程中的各个环节都达到规定的要求，把缺陷控制在其形成的早期并加以消除。持续质量改进是一个永恒的主题，质量的持续改进活动是企业发展的源动力。最后，根据锅炉中水冷壁管焊接过程中出现的质量问题，研究如何进行质量改进活动。全文通过运用P（计划）、D（执行）、C（检查）、A（处理）四个阶段八个步骤对锅炉中水冷壁管焊接的质量管理过程进行研究与改进。通过对焊接缺陷形成的机理进行研究，根据这些缺陷
2、形成的原因进行改进，从而减少水冷壁管的焊接接头的不合格数，接头的不合格数也达到规定的要求。对沈阳小型锅炉厂减少了些不必要的浪费，节约了资源，并为该厂减少了资金的浪费。关键词：质量管理；焊接；PDCA循环；水冷壁管；焊接接头AbstractIn this paper it was based on the theory of quality management, principles and methods. Firstly a small boiler factory in Shenyang in boiler (pressure vessel) welding water-wall tub
3、e to study the existing quality management analysis where there is imperfect and then the proposed measures for improvement Secondly, Water-wall tubes of all aspects of the welding process has been studied so that the welding process in all aspects of the requirements to achieve control the defect f
4、ormation and to be eliminated early continuous quality improvement is an eternal theme of. Continuous quality improvement activities is a source for the development of enterprises .Finally, According to the water-wall tube boiler welding quality problems arising in the course, to examine how the qua
5、lity improvement activities.Full-text through the use of P (Plan), D (Do), C (Check), A (Action) in four stages eight steps to Boiler water-wall tube quality management process Research and Improve .Through the mechanism of the formation of welding defects in the conduct of research. According to th
6、e reasons for the formation of these defects improvements, Thereby reducing the failure number of the water wall tubes welded joints. The numbers of failed joints also meet the stipulated requirements. The small-scale boiler factory in Shenyang reduce some unnecessary waste of, not only saving resou
7、rces, but also for the plant to reduce the waste of funds.Keywords：Quality management; welding; PDCA cycle; Water-wall tube；Welded joints目 录摘 要IAbstractII1 概述11.1 课题的提出11.2 研究的目的11.3 水冷壁管概述22 应用方法及理论43P（计划）阶段73.1 分析质量现状找出问题73.2 分析产生质量问题的各种原因113.3 确认影响质量问题的主要原因143.4 针对主要质量原因制定相应的对策目标174 D（执行）阶段194.1
8、质量改进194.1.1 裂纹缺陷的相应对策194.1.2 夹渣缺陷的相应对策214.1.3 裂纹中伴有夹渣出现的相应对策214.2 生产过程质量管理234.2.1 对生产条件的管理234.2.2 对质量检验的管理274.2.3 对不合格焊缝的管理285 C（检查）阶段305.1 验证305.2 改进前后的对比分析326 A（总结）阶段336.1 总结经验教训与巩固措施336.2 对遗留问题的处理33致 谢34参考文献351 概述1.1 课题的提出美国著名的质量管理专家朱兰早在1994年就预言：“如果20世纪将以生产率的世纪载入史册，那么，即将到来的21世纪将是质量的世纪。”当前，世界经济的发展
9、正经历着由数量型增长向质量型增长转变，市场竞争也由价格竞争为主转向质量竞争为主。不论在国内市场上，还是国际市场上，产品、服务、资源、技术的竞争都十分激烈，而质量是进入市场参与竞争的通行证。改革开放以来，我国的质量工作取得了很大的进步。广大企业依靠技术进步、改善装备、推行科学管理为质量的提高打下了一定的物质基础；加强规章制度和职业道德建设，普遍开展质量宣传和教育，全民质量意识和职工素质有了较大的提高；质量法律、法规不断完善，质量工作逐步走上了法制化轨道，促使企业提高质量的外部环境正在逐步形成。然而，长期计划经济体制沉淀下来的各种弊病还没有完全消除。低层次的重复投资、重复生产的现象十分突出，产业同
10、构化、产品同质化倾向十分严重，经济增长主要依靠粗放型的投资拉动，经济增长速度快，但运行效率低。跨入新世纪，人们都在谈论着一个共同的话题，这就是知识经济。知识经济是一个以互联网络为基础，以资本为核心，以不断创新为特点的社会经济发展形态。面对强烈的冲击，中国的企业正经历着前所未有的挑战。质量创新，将是新世纪质量管理战略的关键要素。如何建立适合本企业的质量管理体系、怎样进行质量创新，是中国企业必须做出的战略选择。在这个多变的新世纪，深深地感触到质量改进和质量创新的必要性和紧迫性。通过质量改进项目的工作，目的是改善企业的质量管理体系，使产品质量得到稳步地提高和持续地改善，加强满足客户需求和客户满意度的
11、能力，赢得竞争优势。1.2 研究的目的质量是企业的生命，质量是竞争的核心。21世纪是质量的世纪，质量已成为全球追求的目标，是全社会和各国经济发展中一个受到普遍关注的突出问题。不论是发达国家还是发展中国家，都提出要高度重视产品质量和服务质量。并且正在纷纷努力寻找提高产品质量和服务质量、不断满足顾客的期望和要求的有效途径。企业要求得生存和发展， 就必须强化质量管理，使自己的产品或服务让顾客满意，并通过优质的产品或服务，提升企业的核心竞争力，从而确立品牌优势，赢得顾客，占领市场。实践证明，企业靠市场，市场靠产品，产品靠质量，当今社会市场竞争就是质量竞争，如何提高产品质量，提高产品的认可度？这正是本文
12、研究的目的所在。1.3 水冷壁管概述水冷壁是锅炉的主要受热部分，它由数排钢管组成，分布于锅炉炉膛的四周。这些管子就叫做水冷壁管。如图1.1所示。图1.1 锅炉中的水冷壁管本文研究的是水冷壁管与锅炉筒体的焊接，针对其焊接接缝而进行质量管理研究。图1.2即是水冷壁管与锅炉筒体焊接的示意图。图1.2 水冷壁管焊接接缝2 应用方法及理论本产品水冷壁管焊接的质量分析与研究是根据全面质量管理的程序（PDCA循环），利用全面质量管理技术针对水冷壁管焊接过程中出现的质量问题，分析、研究影响本产品的质量问题以及引起质量问题的各种原因和“瓶颈”。改进其生产工艺流程，制定严格的质量管理措施，并提出有效的解决方案，从
13、而进一步提高水冷壁管焊接的质量，进而提高该锅炉厂的经济效益。PDCA循环是英语PlanDoCheckAction（计划执行检查总结处理）4个词首字母的组合。由于PDCA循环首先由美国质量管理专家戴明博士提出，因而又称戴明环。PDCA循环是为了不断改进产品质量和生产质量而总结的一套系统的工作方法，质量管理活动要按（Plan）计划、（Do）执行、（Check）检查、（Action）总结的顺序进行，形成制定计划开始，经过组织实施，检查效果和总结提高的管理过程。全面质量管理要求质量改进工作应该是持续进行的。所以，PDCA循环会被不断地应用，每一次应用都是在前一次改进基础上的超越，产品质量将跃上一个更高
14、的水平。如图所示，PDCA循环有以下几个明显的特点：周而复始。PDCA循环的4个过程不是运行一次就完结，而是周而复始地进行。大环带小环。类似行星轮系，一个公司或组织的整体运行体系与其内部各子体系的关系，是大环带动小环的有机逻辑组合体。阶梯式上升。PDCA循环不是停留在一个水平上的循环，不断解问题的过程就是水平逐步上升的过程。不断转动，逐步提高。PDCA循环的特点如图2.1所示。（a）（b）图2.1 PDCA循环特点示意图利用PDCA循环方法解决质量问题，还可将四大阶段进行细分，共分8个步骤即：存在问题问题原因主要原因研究措施采取措施调查结果巩固措施解决遗留问题等。（1） 计划阶段。就是根据顾客
15、的需求来制定企业的质量目标、方针、计划、标准、要解决的质量问题，并去诶你搞相应的措施和方法。具体可分为4个步骤。第一步：分析质量现状，找出问题。在分析时要强调用数据说话，运用统计分析表、排列图、直方图、控制图等统计分析工具来分析和发现质量问题。第二步：分析产生质量问题的各种原因和影响因素，即人员、设备、材料、工艺方法、检测方法和环境等因素。需要运用排列图、因果图等工具。第三步：在上一步的基础上，找出主要影响因素和原因。需要运用排列图、因果图、相关图等工具。第四步：针对主要原因，制定措施计划。（2）执行阶段。执行就是具体运作、实施计划中的内容。（3）检查阶段。根据计划与目标，检查计划的执行情况和
16、实施效果，并及时总结计划执行过程中的经验教训，明确效果，找出问题。检查中也可能发现原先制定的计划里存在的问题。（4）处理阶段。对总结检查的结果进行处理。对成功的经验加以肯定，并予以标准化，或指定作业指导书，便于以后工作时遵循；对于失败的教训也要总结，引起重视。他包括以下两个步骤。第一步：总结经验教训，对原有制度和标准进行修正，以防止同样问题的出现。第二步：对于没有解决的问题，应提给下一个PDCA循环中去解决【1】。下面根据PDCA循环方法，对锅炉中水冷壁管与筒体焊接的质量进行分析与改进。 3 P（计划）阶段P阶段是通过四步来进行的。第一步：分析质量现状，找出问题；第二步：分析产生质量问题的各种
17、原因和影响因素，即人员、设备、材料、工艺方法和环境等因素；第三步：在上一步的基础上，找出主要影响因素和原因。第四步：针对主要原因，制定措施计划。以下是通过这四步进行的。3.1 分析质量现状找出问题1.针对锅炉中水冷壁管与筒体焊接接缝质量问题，通过抽样检验得到的数据如表3.1。表3.1 抽样检测结果数据表样本号样本大小（n）不合格品数（Pn）样本号样本大小（n）不合格品数（Pn）11008111001021009121008310081310064100714100751008151008610071610067100617100981006181007910081910010101009201
18、008合计2000155根据以上数据Pn图（不合格品数控制图）的有关公式如下：式中：平均不合格品数； 平均不合格品率； Pn 不合格品数； k 样本组数； N 检查样品总数； UCLPn图的上控制界限； CLPn图的中心线。由公式（3.1）：由公式（3.2）：由公式（3.3）：UCL=+3=7.75+3=15.77由公式（3.4）：CL=7.75根据以上数据，制成了“水冷壁管焊缝控制图”如下图3.1所示。控制图是用来监视、控制质量特性值随时间推移而发生变异的图表，是通过判别和区分正常变异和异常变异，来调查分析制造（服务）过程是否处于控制状态，以及保持过程处于控制状态的有效工具。图3.1 水冷壁
19、管焊缝控制图根据控制图判异准则第7条，由上面图3.1可以看出，图中连续15点落在中心线两侧的C区以内，因此本产品的工序状态未处于受控状态。出现该模式的现象是由于参数变小。对于该模式不要被它的“良好现象”所迷惑，应该注意到它的非随机性。造成该模式现象的原因可能有数据虚假或数据分层不够等。2.针对水冷壁管焊接接缝的各种缺陷，收集了2009年9月焊接的15720条焊缝，其中有2138条不合格，对收集到的数据进行详细分类、处理，其结果如表3.2所示。表3.2 2009年9月水冷壁管焊缝的不合格数分类统计表缺陷原因不合格品数累计不合格品数比率（%）累计比率（%）裂纹113311335353夹渣57717
20、102780气孔1931903989未熔合、未焊透1072010594咬边642074397形状缺陷6421383100合计2138100由“2009年9月水冷壁管焊缝的不合格数分类统计表”不能直观看出各种质量问题的主次重要性，因而可以将各种质量问题按不合格焊缝数频数由大到小的顺序排列，并计算各自所占比率和累计频率，最后制成排列图。排列图是将质量改进的项目从最重要到最次要进行排列而采用的一种简单的图示技术（符合关键的少数，次要的多数这一规律）。它可以按重要性顺序显示出每个质量改进项目对整个质量问题的作用，且可以识别进行质量改进的机会。根据“2009年9月水冷壁管焊缝的不合格数分类统计表”绘制“
21、2009年9月水冷壁管焊接缝的不合格数排列图”，如图3.2所示。图3.2 2009年9月水冷壁管焊接缝的不合格数排列图3、由表3.2与图3.2可知，造成该厂2009年9月13.6%（213815720100%）不合格焊缝的主要原因有裂纹和夹渣两个问题，它们分别占不合品总数的53%和27%，累计比率达到80%；其次为气孔，它占不合格品总数的9%。而未熔合、未焊透、咬边和形状缺陷，这些分别占不合格品总数的5%、3%和3%。根据以上统计，裂纹和夹渣为A类因素，气孔为B类因素，未熔合、未焊透、咬边和形状缺陷为C类因素。重点改进的是A类因素，次之为B类因素。3.2 分析产生质量问题的各种原因1、若想找出
22、水冷壁管焊接时产生质量问题的原因，首先应了解水冷壁管焊接的工艺流程简图，如图3.3所示。 图3.3 水冷壁管筒体焊接的工艺流程简图2、利用排列图，找出了影响质量的主要问题，但是无法确定发生这些质量问题的根本原因，由于每个质量问题的发生，通常受多种复杂因素影响，要想找到真正起主导作用的原因，最简便有效的工具是因果图，它又称鱼刺图、树枝图或石川图等。它是整理与分析影响质量问题各因素之间关系的一种常用工具，它可以分析因果关系，积累经验，通过识别症状，分析原因，寻找措施以促进问题的解决。通常影响产品质量的因素可以概括为人员（Man）、机器（Machine）、材料（Material）、方法（Method
23、）和环境（Environment）五个方面。通过对水冷壁管焊接时的整个生产过程进行全面的分析与研究，征询QC小组有关成员，从人、机器、材料、方法和环境五个方面找出水冷壁管焊接时质量问题的两种主要原因，通过检测分析得出，影响产品合格率和产生废品率的主要因素是裂纹和夹渣。从缺陷出现的位置看，缺陷大部分出现在卷板对头附近，裂纹缺陷均伴有夹渣，缺陷均出现在内焊缝。利用因果图对裂纹和夹渣的形成过程进行了分析。通过与产品生产相关的人员，包括技术、采购、生产、操作工人等的集思广益、畅所欲言，从人、机器、材料、方法、环境五个方面查找了与裂纹和夹渣相关的各种因素，如图3.4所示。图3.4 水冷壁管与筒体焊接形成
24、热裂纹的因果图图3.4 水冷壁管与筒体焊接形成冷裂纹的因果图图3.5 水冷壁管与筒体焊接的夹渣的因果图3.3 确认影响质量问题的主要原因1、将以上影响水冷壁管焊接质量的各种原因进行分析、归纳、整理，并征询相关技术人员，结合本产品生产工艺实践，将其主要原因概括为以下几点：（1）引起热裂纹的原因：a焊缝金属中C、S、P和其他易形成低熔共晶体的合金成分含量较高;b焊缝金属中Mn/S比例不合适；c焊池形状不合适，凹度太大。（2）引起冷裂纹的原因：a焊接材料中的含氢量较高；b焊接区的冷却速度；c焊接材料未烘干，焊口及工件表面有水分、油污及铁锈。（3）引起夹渣的原因a. 焊接材料与母材化学成分匹配不当；b
25、. 多层焊时层间清渣不够；c. 焊接工艺方法操作不当；d. 坡口设计、加工不合适。2、针对以上各种主要因素，采用调查评比的方法，请QC小组的成员对上述各种主要原因进行评价给分，并确定主次（其权数和平均值X/n最大的为最重要的影响因素）。根据“调查评比标准表”，如表3.3，采用加权平均法得到评价表，如表3.4、表3.5、表3.6所示。表3.3 调查评比标准表序号重要程度符号权数（X）1绝对影响A42特别影响E33影响I24一般影响O15不影响U0表3.4 热裂纹评价表 评价员原 因李建国刘大亮周翔宇张东城徐至森马明龙郑硕X/n焊池形状不合适，凹度太大IEIIEII2.29焊缝金属中C、S、P和其
26、他易形成低熔共晶体的合金成分含量较高AAAAAAA4焊缝金属中Mn/S比例不合适EIEEIEE2.71表3.5 冷裂纹评价表 评价员原 因李建国刘大亮周翔宇张东城徐至森马明龙郑硕X/n焊接材料中的含氢量较高AAAAAAA4焊接区的冷却速度OOOOOOO1焊接材料未烘干，焊口及工件表面有水分、油污及铁锈EEEIEIE2.71表3.6 夹渣评价表 评价员原 因李建国刘大亮周翔宇张东城徐至森马明龙郑硕X/n多层焊时层间清渣不够AAAAEAA3.86焊接材料与母材化学成分匹配不当OOOOOOO1坡口设计、加工不合适EIIEAEE2.86焊接工艺方法操作不当IEEIEII2.43根据以上加权平均的评价结
27、果，将以上三大质量问题的各主要因素，按影响程度由大到小的顺序排列，如表3.6、表3.7所示。表3.7 热裂纹原因排列顺序表原因X/n顺序焊缝金属中C、S、P和其他易形成低熔共晶体的合金成分含量较高41焊缝金属中Mn/S比例不合适2.712焊池形状不合适，凹度太大2.433表3.8 冷裂纹原因排列顺序表原因X/n顺序焊接材料中的含氢量较高41焊接材料未烘干，焊口及工件表面有水分、油污及铁锈2.712焊接区的冷却速度13表3.9 夹渣原因排列顺序表原因X/n顺序多层焊时层间清渣不够3.861坡口设计、加工不合适2.862焊接工艺方法操作不当2.433焊接材料与母材化学成分匹配不当143.4 针对主
28、要质量原因制定相应的对策目标1、确定了需要解决的主要因素后，为了迅速和有效地解决问题，建立了对策表。对策表又叫措施计划表，是针对质量问题的主要原因而制定的应采取措施的计划表。如表3.10所示，明确对策措施，并以定员定期保证对策的实施，从而确保水冷壁管与筒体的焊接质量。2、根据水冷壁管与筒体焊接接缝的抽样不合格品率7.5%（见公式3.2中的）与目前的生产状况，为了尽快提高质量、增加效益,确定“目标值”为不合格品率降为6%左右。表3.10 水冷壁管焊接缺陷对策表序号原因措施目标执行人完成日期1焊缝金属中C、S、P和其他易形成低熔共晶体的合金成分含量较高选用C、S、P含量较低的钢材由于焊接材料而产生
29、的热裂纹减少李建国刘大亮2009.112焊缝金属中Mn/S比例不合适减少母材在焊缝金属中的混合比产生的热裂纹减少王若林马明龙2009.113焊池形状不合适，凹度太大调整焊缝横截面的形状焊缝形状形成的热裂纹减少杨帅周翔宇2009.114焊接材料中的含氢量较高 选用低氢焊条氢致裂纹减少彭德林朴瑞2009.115焊接材料未烘干，焊口及工件表面有水分、油污及铁锈准备焊接材料时应进行油污、铁锈及水的处理产生的冷裂纹减少李建国罗明2009.116焊接区的冷却速度快采用焊前预热或加大焊接热输入的方法，降低焊接区的冷却速度冷裂纹减少李建国赵鹏2009.117多层焊时层间清渣不够认真地清除层间熔渣产生的夹渣减少
30、彭德林朴瑞2009.118坡口设计、加工不合适合理地选择工艺参数产生的夹渣减少张东城周翔宇2009.119焊接工艺方法操作不当调整焊条角度和运条方法产生的夹渣减少朴瑞王若林2009.1110焊接材料与母材化学成分匹配不当选择与母材匹配的焊接材料产生的夹渣减少李建国罗明2009.114 D（执行）阶段D阶段就是按照所制定的计划、目标和措施去具体实施。通过P（计划）阶段的分析与研究，确定了以上主要目标，这也是解决质量问题的关键所在，只有解决了上面提到的水冷壁管与筒体焊接的质量问题才能不断提高本产品质量，满足用户需求。TQC活动就是在这样的前提下，分别进行PDCA循环，完善水冷壁管焊接的生产，逐步稳
31、定影响因素，改进管理，健全制度，使产品质量提高。4.1 质量改进为了有效地防止焊接接头中的各种缺陷，必须认真地分析这些缺陷的形成原因，查明促使缺陷形成的主要因素。在实际的焊接生产中，影响缺陷产生的因素往往是错综复杂的，其中包括受压部位的结构因素，材料的冶金因素和制造工艺因素。而这三个主要因素本身又涉及到很多方面。例如在冶金因素中应考虑母材和焊接材料的化学反应，焊剂、焊条药皮和保护气体在焊接过程中与熔化金属的冶金反应，大气和各种外来杂质对焊缝金属的影响，以及各种焊接条件对焊缝金属一次和二次相变的作用等。又如在焊接工艺因素中，必须考虑焊缝和坡口的制备，焊前清理，焊接参数，冷热加工，焊接工程和焊后处
32、理的温度参数等。因此，为了弄清楚某种焊接缺陷形成的真实原因，往往需要做大量的反复的实验和调查研究工作，并按其生产条件作全面而系统的分析。下面针对水冷壁管与筒体焊接的质量问题（缺陷）采取相应的具体措施。4.1.1 裂纹缺陷的相应对策裂纹是锅炉中水冷壁管与筒体焊接时产生不合格品最主要的原因之一，占53%，而且该缺陷对水冷壁管与筒体的焊接产生的危害也最大。1.热裂纹中结晶裂纹的防止措施。冶金因素是促使焊缝金属结晶裂纹方面起着决定性的作用，是裂纹形成的根本原因。如果所选用的母材和焊接材料纯度很高，焊接熔池金属中低熔点杂质数量很少或几乎不存在，则及时焊缝的结晶方式不利，应变速率较高，也不会产生结晶裂纹。
33、而如果焊接熔池金属中低熔点共晶体量较多，则即使焊缝的结晶方式较理想，或焊缝的应变速率较低，在一定条件下还可能产生结晶裂纹。因此，防止结晶裂纹最有效的办法是严格控制焊缝金属中C、S、P和其他易形成低熔共晶体的合金成分的含量。这些元素和杂质的含量愈低，焊缝金属抗结晶裂纹的能力愈高。生产经验表明，在一般的接头拘束度下，焊缝金属的（大于0.15%，S、P总质量分数大于0.06%，就可能出现结晶裂纹。按现行的压力容器用钢标准呢，碳钢和碳锰钢中的最高极限为0.22%，、的最高容许含量各为0.035%。如不采取相应措施，焊缝金属的结晶裂纹在所难免。在这种情况下，首先应当选用低碳、低硫、磷的优质焊接材料，使之
34、与母材混合所形成的焊缝金属，其C、S和P等含量低于上列临界值。其次，也可以从工艺上采取措施，尽量减少母材在焊缝金属中的混合比。（例如将接头开一定形状的坡口，减少纯边尺寸，选用热输入较低的焊接参数等。）防止焊缝结晶裂纹的另一种工艺方法是调整焊缝横截面的形状。焊缝的形状通常可以成形系数来表征。成形系数是焊缝宽度和熔深之比。比值愈大，结晶裂纹形成机率愈小。焊缝成形系数可调节焊接参数来改变。提高电弧电压，降低焊接电流可明显地改善焊缝的成形，提高抗结晶裂纹的能力。2.热裂纹中液化裂纹的防止措施。液化裂纹也是一种在高温下形成的热裂纹，通常起源于紧靠焊缝熔合合线的母材。根据以上分析可以认定，液化裂纹的形成主
35、要归因于母材晶粒边界一定量的低熔共晶物。也就是说，C、S、P杂质含量较高的钢材对液化裂纹较为敏感。防止液化裂纹最根本的办法是选用C、S、P含量较低的钢材。如将钢中的控制在0.20%一下，、分别降低到0.03%一下，则在一般的情况下不会出现近缝区的液化裂纹。3.冷裂纹的防止措施。 冷裂纹可能在焊缝金属内形成，但更多的是在焊接接头热影响区内产生。也有不少冷裂纹起源于焊接热影响区，而在焊缝金属内扩展。为防止低合金钢接头裂纹的形成，首先应当选用低碳、微合金无淬硬倾向的钢材，可以根本上抑制焊接接头中冷裂纹的形成。某些钢种甚至在不太高的冷却速度下，焊接热影响区也会形成高硬度的马氏体组织。因此在锅炉的实际生
36、产中，主要从焊接工艺上采取相应措施，防止焊接接头冷裂纹的形成。（1）控制焊接区的冷却速度。采用焊前预热或加大焊接热输入的方法，降低焊接区的冷却速度，使之不再形成或减少马氏体等淬硬组织。对于普通低合金钢，将焊件做100150的预热可有效地防止冷裂纹的形成。（2）建立低氢的焊接环境。出了选用低氢型或超低氢型焊接材料外，还应注意清除坡口边缘材料表面的油污和水分。药皮焊条应严格按有关规定烘干。（3）采取焊后低温后热或消氢处理。在某些低合金钢中，特别是厚壁压力容器焊接接头中，即使焊前作150的预热还不能可靠防止冷裂纹的形成。在这种情况下，必须在焊缝完后立即加以200250的低温后热处理。对于抗拉强度大于
37、600，壁厚超过700的厚壁接头，焊后应立即进行350400的消氢处理。4.1.2 夹渣缺陷的相应对策夹渣缺陷形成的原因及防止措施。夹渣是残留在焊缝之间或焊缝于坡口侧壁之间的熔渣，它是一种宏观缺陷，与焊缝金属中的非金属夹杂物有本质上的区别。焊缝中夹渣产生的主要原因是焊道层间清渣不完全，特别是当坡口侧壁咬边较深时，熔渣会嵌入咬边深处，更不容易被消除，次层焊道焊接时完全重熔而残留在寒风中。采用酸性药皮焊条焊接时，熔渣与熔化金属容易混淆，如焊条运行不当或熔池位置不利，则熔渣不易浮到熔池表面而家在焊缝金属中形成夹渣。采用碱性药皮焊条焊接时，熔渣于熔池金属能清楚分辨，并始终浮在熔池表面。但凝固后的渣壳十
38、分坚硬，并与焊缝表面粘接，不易清渣，也会引起夹渣。可采取下列工艺措施，防止焊缝中夹渣的形成：（1） 正确选择焊接参数和焊条运条方式，使熔渣有足够的时间浮到熔池表面，熔池金属与坡口侧壁及底层焊道之间能良好熔合；（2） 仔细清理焊道表面和坡口侧壁间的熔渣。（3） 严格控制焊条或焊丝离坡口侧壁的间距和焊接池的位置【2】。4.1.3 裂纹中伴有夹渣出现的相应对策 （1）针对裂纹产生的主要原因，科技质量部设计了两套质量改进方案：第一种方案，采用气体保护焊获低氢焊缝（扩散氢含量仅为0.041.0mL/100g）。不过还需进一步解决焊丝配套和工艺上的飞溅、夹杂等问题。第二种方案，选用低氢型焊条，减少焊缝中扩
39、散氢的含量。仅采用低氢焊接材料或低氢焊接方法还不能保证获得低氢的焊缝，还要仔细烘干焊条、焊剂，注意环境的湿度。普通低氢焊条应在350，超低氢焊条应在400450下保湿2h，并应妥善保存，最好在保温箱（筒）内存放，随用随取，以防吸潮。此外，对焊丝、钢板坡口附近的铁锈、油污等要仔细清理。经过验证，第二种方案更加可行。 （2）焊接速度是对焊缝的冶金质量及生产效率有很大影响的重要因素。焊接速度影响焊缝的宽度和深度。焊速过高，则降低润湿作用并增加咬边、电弧偏吹、焊缝气孔以及焊道成型不好的可能性。焊速过低熔透，并产生一个围绕电弧流动的大熔池，从而造成焊道粗糙、飞溅和夹渣。因此，选择最佳的焊接工艺参数对焊缝
40、质量起着至关重要的作用。我们组织技术人员在实验室进行工艺参数的匹配试验，确定了最佳的焊接工艺参数，同时要求减慢冷却速度，适当提高焊缝形状系数，尽可能采用小电流多层多道焊，以避免焊缝中心产生裂纹。通过实验，保证了焊接质量。 锅炉中水冷壁管的焊接电流多为直流。焊缝终端极易形成两磁极，磁力线分布很强，往往把带有磁性的铁粒吸附于对缝处形成裂纹，因此我们增加了焊剂的磁选工序，从而保证焊剂质量符合标准要求。同时，要求检验人员加大对筒体剩余磁通量的检测频次，一旦发现超出标准要求，及时调整焊接参数。 （3）由于对接接头的坡口角度太小，特别是根部无间隙的深坡口，焊接过程中也容易产生裂纹和夹渣，因此我们增大了钢板
41、侧边铣削坡口的尺寸，保证焊接时每条焊道横断面的宽度不小于其深度，从而保证了成形的稳定性和焊接的质量。此外还对影响钢板成型质量的相关岗位操作进行了严格要求：铣边岗位加强对钢板侧边坡口尺寸均匀；成型岗位加强对成型参数和成型质量的检测；对内焊焊点进行调整，在不影响产品质量的情况下尽量接近成型咬合点位置【3】。以上便是针对锅炉中水冷壁管与筒体焊接时主要质量缺陷制定的产品质量改进措施，但是由于锅炉（压力容器）生产的特殊性，我们还必须对本产品进行生产过程（工序）质量管理。4.2 生产过程质量管理工序质量是指在生产过程中加工工序对产品质量的保证程度。换句话说，产品质量是以工序质量为基础的，必须具有优良的工序
42、加工质量才能生产出优良的产品。产品的质量不仅仅是在完成全部加工装配工作之后，在通过由专职检验人员测定若干技术参数，并获得用户认可就算达到了要求，而是在加工工序一开始就存在并贯穿于生产的全过程中。最终产品合格与否，决定于全部工序误差的累积结果。所以，工序是生产过程的基本环节，也是检验的基本环节。焊接的生产包括许多工序，如焊接材料的准备与检查、坡口的检查、破口表面清理焊接外观及超声波探伤检查等。对各个工序都有一定的质量要求，并存在影响其质量的因素。由于工序的质量最终将决定产品的质量，因此，必须分析影响工序质量的各种因素，采取切实有效的控制措施，才能保证焊接产品的质量。生产过程（工序）质量管理是产品
43、质量形成的关键环节，是企业各项专业管理工作在生产现场的综合反映，因而也是涉及其他要素最多，最难以控制的要素。影响工序因素的因素，概括起来有：人员、设备、材料、工艺方法和生产环境五个方面，简称“人、机、料、法、环”五个因素。各个因素对不同工序质量的影响程度有很大差别，应具体情况具体分析。焊接，是焊接结构生产中的重量工序，影响其质量的因素同样是上述五个方面。对生产过程的质量管理，事实上就是对这五大要素进行管理。要想进一步提高锅炉中水冷壁管与筒体焊接的质量使之长期处于稳定的生产控制状态，除了针对裂纹和夹渣这两大主要质量问题制定改进措施外，还要加强对生产过程的质量管理，从而确保水冷壁管与筒体的焊接质量
44、符合产品质量要求，提高该过过程的工序质量，确保企业的经济效益。水冷壁管与筒体的焊接生产过程质量管理的内容主要有以下几项。4.2.1 对生产条件的管理1、施焊操作人员因素各种不同的焊接方法对操作人员的依赖程度不同。对于焊条电弧焊，焊工的操作技能和谨慎的工作态度对保证焊接质量致关重要。对于埋弧焊，焊接工艺参数的调整和施焊也离不开人的操作。对于各种半自动焊，电弧沿焊接接头的移动也是靠焊工掌握。若焊工施焊时质量意识差，操作粗心大意，不遵守焊接工艺规程或操作技能地下、技术不熟练等都会直接影响焊接的质量。为此，对施焊人员的考核措施要求如下：（1）加强对焊工“质量第一、用户第一、下道工序是用户”的质量意识教育，提高他们的责任心和一丝不苟的工
