厚板沉孔開制方法的創(chuàng)新

厚板沉孔開制方法創(chuàng)新單位：中建鋼構(gòu)陽光惠州有限公司小組名稱：“火藍(lán)刀鋒”QC小組注冊編號：

發(fā)布人：冉瑞恒現(xiàn)在是1頁\一共有34頁\編輯于星期五

目錄1.現(xiàn)狀概述7.對策實施2.小組概況8.效果檢查3.課題選擇9.成果鞏固4.目標(biāo)設(shè)定10.總結(jié)及展望5.提出方案6.對策制定現(xiàn)在是2頁\一共有34頁\編輯于星期五一、現(xiàn)狀概述根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204-2002（2011版））及《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)埋件國家建筑標(biāo)準(zhǔn)圖集》（04G362）5.2條規(guī)定：為保證錨筋和錨板之間連接的可靠性，當(dāng)錨筋直徑大于20mm時，宜采用穿孔塞焊。隨著鋼結(jié)構(gòu)市場的快速發(fā)展，應(yīng)用于各工程的鋼結(jié)構(gòu)板厚越來越大。常規(guī)薄板沉孔開制方法難以在板厚為50mm以上的情況下達(dá)到預(yù)期目標(biāo)要求。

現(xiàn)在是3頁\一共有34頁\編輯于星期五二、小組概況制表人：冉瑞恒制表日期：2016年2月20日現(xiàn)在是4頁\一共有34頁\編輯于星期五小組成員介紹制表人：冉瑞恒制表日期：2016年2月20日現(xiàn)在是5頁\一共有34頁\編輯于星期五三、課題選擇質(zhì)量要求高成本投入大操作難度大質(zhì)量要求高沉孔開制質(zhì)量將嚴(yán)重制約著塞焊的質(zhì)量；塞焊質(zhì)量將嚴(yán)重制約錨桿與錨板的連接質(zhì)量；操作難度大現(xiàn)有套鉆及手工割制方法無法滿足加工要求；切割面無法形成嚴(yán)格的45°錐形且極度不平整；成本投入大制孔質(zhì)量差造成返修成本投入大；加工效率低下，不能滿足工期要求，影響聲譽；厚板沉孔開制現(xiàn)狀：現(xiàn)在是6頁\一共有34頁\編輯于星期五操作難度大：缺少有效可行的厚板沉孔開制工藝對現(xiàn)場作業(yè)的指導(dǎo)；操作隨意性大，對工人技能水平要求高；切割后極易出現(xiàn)孔呈橢圓形，孔不圓及切割面極度不平整現(xiàn)象；切割后很難保證45°錐形孔面且極易損傷母材；切割過程中液態(tài)熔渣極易對人體造成傷害；成本投入大：試驗證明：手工切割一個M40沉孔需耗時30分鐘，切割一個M28沉孔需耗時20分鐘；一次切割成功率小、返修量大；人力、物力投入大；加工效率低下，嚴(yán)重制約工程履約，影響公司聲譽；現(xiàn)在是7頁\一共有34頁\編輯于星期五質(zhì)量要求高：國家提出“中國制造2025”、“供給側(cè)改革”強烈鼓勵我們通過改革創(chuàng)新充分利用科技手段提升質(zhì)量；中建鋼構(gòu)面臨“轉(zhuǎn)型升級”關(guān)鍵階段，要求我們迎頭趕上、助推公司順利轉(zhuǎn)型以創(chuàng)造更大效益；公司承接的工程均具有“高、大、精、尖、特、重”的特點，要求我們精益求精，確保工程完美履約，贏得社會各界一致認(rèn)可；超厚板及工程難點為業(yè)主、監(jiān)理、總包高度關(guān)注的重點；課題確定：綜上所述：QC小組將“厚板沉孔開制方法創(chuàng)新”作為本小組研究課題?，F(xiàn)在是8頁\一共有34頁\編輯于星期五四、設(shè)定目標(biāo)設(shè)定目標(biāo)：根據(jù)GB50204-2002（2011版）混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范及相關(guān)文獻(xiàn)要求，結(jié)合實際加工需要，研制出一種既方便實際操作又能滿足質(zhì)量及工期要求的厚板沉孔開制方法。目標(biāo)值設(shè)定：質(zhì)量要求：45mm及大于45mm厚板沉孔一次切割合格率99.8%（切割面平整、孔位偏差±2mm、錐形孔面45°、孔任一方向直徑最大相差1mm、切割馬牙不得大于2mm）。切割效率：M40沉孔的切割時間控制在4分鐘之內(nèi)（含施工準(zhǔn)備和切割后的處理）。穩(wěn)定性：方法簡易具備可操作性，人為因素對實際加工影響小?，F(xiàn)在是9頁\一共有34頁\編輯于星期五四、設(shè)定目標(biāo)目標(biāo)可行性分析：本QC小組成員在公司具有較強的研發(fā)能力、設(shè)備改造能力、豐富的加工經(jīng)驗及理論基礎(chǔ)；現(xiàn)有設(shè)備能夠滿足本課題需要，只需通過適當(dāng)改造便可達(dá)到目標(biāo)；公司現(xiàn)有常規(guī)下料作業(yè)工藝方法能夠為本課題提供基本理論基礎(chǔ)；

公司具備機械加工車床，為設(shè)備改造精準(zhǔn)度奠定了夯實的基礎(chǔ)；本課題得到公司各級領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)部門的一致認(rèn)可及積極配合；現(xiàn)在是10頁\一共有34頁\編輯于星期五五、提出方案2016年2月20日-2月25日期間，QC小組成員根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求及實際焊接需要，結(jié)合目前現(xiàn)有條件，通過“頭腦風(fēng)暴法”集思廣益對大厚度板沉孔開孔方案展開激烈討論。將傳統(tǒng)切割方法與自動化切割方法加以歸類、匯總共提出以下三種沉孔加工方案：制表人：冉瑞恒制表日期：2016年2月26日現(xiàn)在是11頁\一共有34頁\編輯于星期五方案一：傳統(tǒng)手工割制法協(xié)調(diào)公司操作能力極強的技工手工切割，憑多年的切割經(jīng)驗，合理控制火焰溫度及焰槍傾角，沿劃定的路線進(jìn)行切割，切割完成之后補焊打磨，得到合格的沉孔；手工割制實景圖現(xiàn)在是12頁\一共有34頁\編輯于星期五方案二：直板定位自動旋轉(zhuǎn)切割法在厚板上鋪設(shè)一塊輔助板，輔助板上開一個300mm的大孔，大孔中心與預(yù)開沉孔中心重合，沿大孔直徑焊接一塊6*30mm的直板，在直板上與兩孔中心重合處鉆一個直徑8mm的小孔，將半自動切割機搖桿插入小孔中，調(diào)整切割焰槍傾斜角度（45°）和火焰溫度，使切割機沿小孔中心做圓周運動，移除輔助板，將直板覆蓋處部分采用手工切割，得到完整沉孔，之后補焊打磨得到合格的喇叭孔；直板定位自動旋轉(zhuǎn)切割示意圖制圖人：柳兵制表日期：2016年2月26日現(xiàn)在是13頁\一共有34頁\編輯于星期五方案三：模具定位自動旋轉(zhuǎn)切割法制作一個小端面直徑與沉孔小徑尺寸相同的定位模具，并在模具中心開一個直徑8mm的定位孔，將定位模具插入預(yù)開的通孔中，將半自動切割機搖桿插入小孔中，調(diào)整切割噴嘴傾斜角度和火焰溫度，使切割機沿小孔中心做圓周運動，得到完整沉孔；模具定位自動旋轉(zhuǎn)切割示意圖制圖人：柳兵制表日期：2016年2月26日現(xiàn)在是14頁\一共有34頁\編輯于星期五方案優(yōu)缺點分析QC小組成員針對3種沉孔切割方法，從操作簡易性、實用性、成本投入、切割穩(wěn)定性、切割效率、切割質(zhì)量、執(zhí)行難易程度方面進(jìn)行了分析，具體見下表：現(xiàn)在是15頁\一共有34頁\編輯于星期五審核人：周琦制表人：冉瑞恒制表日期：2016年2月28日現(xiàn)在是16頁\一共有34頁\編輯于星期五確定最佳方案QC小組成員針對3種沉孔切割方法，從操作簡易性、實用性、成本投入、切割穩(wěn)定性、切割效率、切割質(zhì)量、執(zhí)行難易程度方面進(jìn)行了分析總結(jié)后，得出以下結(jié)論：制表人：冉瑞恒制表日期：2016年3月1日現(xiàn)在是17頁\一共有34頁\編輯于星期五六、對策制定柱底板沉孔塞焊加工流程圖現(xiàn)在是18頁\一共有34頁\編輯于星期五六、對策制定QC小組成員根據(jù)柱底板沉孔塞焊加工流程，針對模具定位旋轉(zhuǎn)切割法沉孔加工方案，綜合考慮加工工期、切割質(zhì)量、操作簡易性、切割平穩(wěn)性等因素，確定出以下關(guān)鍵施工工序：3參數(shù)設(shè)置1制作定位模具2確定引弧位置保證圓孔圓整度及定位尺寸減少因引弧引起的切割缺陷引弧位置定位切割機運行速度切割角度火焰溫度控制現(xiàn)在是19頁\一共有34頁\編輯于星期五繪制對策表針對施工過程中的關(guān)鍵工序，小組成員采用“5W1H”的方法繪制了如下對策表：審核人：周琦制表人：冉瑞恒制表日期：2016年3月2日六、對策制定現(xiàn)在是20頁\一共有34頁\編輯于星期五七、對策實施

實施一制作定位模具使用半自動切割機切割沉孔的難點在于如何使半自動切割繞圓心做勻速圓周運動。經(jīng)過小組激烈討論及周密思考，決定將模具外形確定為臺階形圓柱體。定位模具及切割系統(tǒng)示意圖現(xiàn)在是21頁\一共有34頁\編輯于星期五七、對策實施為了既能保證模具能夠準(zhǔn)確塞入孔中又能使切割過程不會由于離心力導(dǎo)致晃動，決定在模具大端面開具定位孔并將模具尺寸設(shè)置為：模具小直徑d2=D2（沉孔小直徑）-1mm；模具大直徑d1=d2+8mm；模具大端高度h1=10mm；模具小端高度h2=25mm；定位孔直徑d3=8mm;定位孔深度=10mm；為充分驗證本方案效果，QC小組決定沉孔小直徑D2分別選取28mm和40mm兩種規(guī)格。定位模具尺寸示意圖現(xiàn)在是22頁\一共有34頁\編輯于星期五七、對策實施定位模具實物圖1定位模具實物圖2通過對定位模具進(jìn)行檢查，其中模具與通孔定位誤差為0.7mm，搖桿與模具定位誤差僅為0.4mm，均小于目標(biāo)值設(shè)定的1mm，對策目標(biāo)實現(xiàn)。現(xiàn)在是23頁\一共有34頁\編輯于星期五七、對策實施

實施二確定引弧位置由于半自動切割機在切割圓孔時必須有一個引弧點，由引弧位置引導(dǎo)切割風(fēng)線，以保證切割的順利進(jìn)行和切割圓的完整。引弧點確定具體方案：1、劃線放樣出沉孔大端輪廓線，在圓弧上確定一輔助點，做出輔助點切線。2、連接輔助點與圓心得到一條線段。3、用手工割炬沿該線段切割一條長度大于30mm的縫隙，縫隙末端即為半自動切割的引弧點。此過程注意事項：1、合理控制手工割炬焰槍傾斜角度以及切割溫度，以避免切割深度過大造成馬牙深度過大。2、引弧點位置是否準(zhǔn)確不決定后期切割沉孔孔徑大小。3、縫隙切割過程均要求為技術(shù)極其熟練的高級技工操作。4、切割線必須與輔助點切線保持垂直關(guān)系。現(xiàn)在是24頁\一共有34頁\編輯于星期五七、對策實施引弧點確定實物圖1引弧點確定實物圖2現(xiàn)在是25頁\一共有34頁\編輯于星期五七、對策實施

確定引弧點效果檢查：小組對手工切割后的縫隙進(jìn)行了檢查，同時校核了切割尺寸，切割質(zhì)量符合預(yù)期要求，其中引弧點準(zhǔn)確落在預(yù)定位置上。小組采取抽樣檢查的方式測量由本次切割產(chǎn)生的馬牙深度，測量后的數(shù)據(jù)如下：制表人：冉瑞恒制表日期：2016年3月10日測量數(shù)據(jù)表明，切割后的馬牙深度均小于2mm，實現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)?，F(xiàn)在是26頁\一共有34頁\編輯于星期五

實施三切割參數(shù)設(shè)置由于采用半自動切割機切割，因此切割機的火焰工藝參數(shù)及運行速度對切割效果就顯得至關(guān)重要。火焰參數(shù)設(shè)置注意事項：如果火焰溫度過高，切割過程中容易出現(xiàn)塌邊、結(jié)疤、切割面不平整、掛渣量大不易清理等現(xiàn)象，而切割溫度過低則會導(dǎo)致切割不完整。切割速度過快會使切割面出現(xiàn)凹陷以及掛渣等質(zhì)量缺陷，而切割速度過慢則會使切口上邊緣熔化塌邊，下半部分出現(xiàn)水坑狀深溝凹坑等缺陷。最終參數(shù)確定：小組成員通過多次試驗發(fā)現(xiàn)，最終將溫度控制在2800~2900℃，既可以保證將孔快速切割，又可以確保切割質(zhì)量良好。切割小徑為40mm（大徑為128mm）的沉孔孔時，切割速度控制在300~320mm/min可以得到最佳切割效果，而切割小徑為28mm（大徑為92mm）的喇叭孔時，將切割速度控制在370~390mm/min范圍內(nèi)可以得到最佳切割效果。沉孔45°錐形孔面可以直接通過調(diào)節(jié)45°火焰噴嘴角度得到。七、對策實施現(xiàn)在是27頁\一共有34頁\編輯于星期五七、對策實施參數(shù)設(shè)置圖1參數(shù)設(shè)置圖2切割質(zhì)量圖1切割質(zhì)量圖2

參數(shù)設(shè)置效果檢查：確定切割溫度和切割速度后QC小組對切割的所有沉孔進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)切割表面平整無損傷母材等切割質(zhì)量缺陷，且切割表面光滑無大量發(fā)藍(lán)等燒傷組織缺陷，對策目標(biāo)實現(xiàn)。現(xiàn)在是28頁\一共有34頁\編輯于星期五八、效果檢查1、切割質(zhì)量：將模具定位自動旋轉(zhuǎn)切割法與手工切割法切割質(zhì)量進(jìn)行對比（如下圖所示）。模具定位自動旋轉(zhuǎn)切割法切割質(zhì)量高，所切沉孔表面平整光滑無缺陷，切割后無需再進(jìn)行打磨即可穿孔塞焊，而手工割炬法切割后喇叭孔表面平整不一，切割后需要補焊打磨方可進(jìn)行穿孔塞焊。切割質(zhì)量得到公司質(zhì)檢部、大區(qū)質(zhì)量管理部、相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)們、其他工程駐廠代表的一致認(rèn)可及高度贊許。QC活動前切割質(zhì)量實物圖QC活動后切割質(zhì)量實物圖現(xiàn)在是29頁\一共有34頁\編輯于星期五八、效果檢查2、切割效率：小組通過對20個沉孔切割時間進(jìn)行記錄分析，所得數(shù)據(jù)如下表所示。通過表中數(shù)據(jù)可以得出，切割一個錨桿直徑為M40的沉孔平均時間為2′17.9″，遠(yuǎn)低于課題設(shè)定的4分鐘的目標(biāo),切割穩(wěn)定，易操作。制表人：冉瑞恒制表日期：2016年4月10日現(xiàn)在是30頁\一共有34頁\編輯于星期五八、效果檢查3、經(jīng)濟效益：以某個工程共有1000個錨桿直徑為40mm、底座板厚度為90mm的沉孔為例，通過模具定位自動旋轉(zhuǎn)切法僅需消耗68.5個人工工時，