铸造、焊接和热处理过程的确认与控制.doc

. .铸造、焊接和热处理过程的确认与控制铸造、焊接和热处理过程的确认与控制 铸造、焊接和热处理是机械制造行业常见的特殊过程，如何按照 GB/T19001:2000 标准中 7.5.2 条款“生产和服务提供过程的确认”要求，对这些过程进行识别、确认和控制，笔者结合制造企业生产实际，浅谈一下自己的理解和看法。一、一、GB/T19001:2000 标准对特殊过程的控制要求与工序质量控制点管理要求对比标准对特殊过程的控制要求与工序质量控制点管理要求对比GB/T19001：2000 标准对制造企业生产过程的要求，在 7.5 条款中进行了规定，其中7.5.1 条款规定了对一般生产过程的控制要求。对于铸造、焊接和热处理这些生产中的特殊过程，除了应该满足适用的 7.5.1a)-f)条款的控制要求外，还应满足 7.5.2 条款要求。7.5.2条款对特殊过程的主要要求有两个方面： 确认和再确认要求确认和再确认要求对于任何输出不能由后续的监视或测量加以验证的过程和仅在产品使用或服务交付之后才可能发现问题的特殊过程，在过程启动前，应该进行确认；确认的目的，是证实这些过程具备实现过程策划的预期的结果的能力；过程确认以后不是一劳永逸的，企业应当进行定期确认，同时，即使未到确认周期，但当上次确认时规定的特殊过程启动条件发生变化时，需要再次和重新进行确认。 控制要求控制要求对特殊过程进行确认以后，过程的实施要按照 7.5.2 中适用的 a)-d)条款（也就是确认时那些过程启动的条件）进行逐项控制，以确保这些过程输出的结果满足确认结果预期的要求。除此之外，对这些特殊过程的控制，还应满足适用时的 7.5.1 条款规定的对一般生产过程的受控要求。针对一些关键和重要的工序，如：与安全相关的或主要功能产品特性值形成的工序、产品质量不能或不能经济地进行检验和试验或者全数检验的工序、内外部信息反馈中出现问题较多的薄弱环节，设置工序质量控制点，以确保工序处于受控状态，是我国机械制造行业中行之多年且行之有效的质量管理办法。从实际情况来看，大多数生产历史较长的企业对铸造、焊接和热处理这些特殊过程，都建立了工序质量控制点。对比工序质量控制点的主要要求，与 GB/T19001:2000 标准中 7.5.2 条款 a)-e)要求，应该说两者是基本一致的。因此，企业如果在生产技术准备阶段和工艺准备阶段（亦即 GB/T19001:2000 标准中 7.1 产品实现的策划阶段），经过识别、确认存在铸造、焊接、热处理等特殊过程，并按照工序质量控制点的要求对这些特殊过程进行策划、实施、控制和管理，就应该能够满足GB/T19001:2000 标准的要求。工序质量控制点的主要要求是：(1). 明确控制的对象和要达到的目标；(2). 要有完整的工序质量控制文件，明确操作者的培训和资格要求，规定操作、控制、检验和记录等要求；(3). 明确对设备、工装的精度要求，并通过有关文件传递到设备、工装的相关管理部门，提供设备、工装的精度保证；(4). 根据工序的不同，规定对工序及工序参数连续监控的方法和要求，发现异常情况，能及时采取措施；(5). 制定工序质量控制点的管理办法，规定工序启动的条件和对工序进行工序审核的要求。二、铸造、焊接和热处理过程的生产流程、产品主要质量特性值、过程确认和控制二、铸造、焊接和热处理过程的生产流程、产品主要质量特性值、过程确认和控制 铸造铸造铸件在机械设备制造中，从重量比上看占据了很大的比例。铸件质量对其后续工序，如加工、热处理、装配等工序质量直至最终产品质量都至关重要。铸造包括铸钢、铸铁和铜、铝等有色金属的铸造。1.铸钢件铸钢件(砂型砂型)生产流程是：生产流程是： 2.铸件需要控制的质量特性值铸件需要控制的质量特性值既包括内在质量又包括外在质量。内在质量方面主要是：化学成份、金相组织、机械物理性能、气孔、夹砂、夹渣、缩松等铸造缺陷等；外在质量方面主要是：尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、重量偏差等。3.铸造过程的确认和再确认铸造过程的确认和再确认铸造过程确认，可结合企业对关键工序、重要工序进行的工序质量审核进行，由工艺或技术部门牵头组织，采用以下方法：.差错分析法：通过差错统计分析，达到调查工序能力的目的。如按时间周期（每月）统计计算铸件不合格品率、废品率或铸件缺陷数统计等，此方法适用于单件小批量生产方式。.工序能力指数法：按 JB/T 3736.7-94质量管理中常用的统计工具工序能力指数标准、ISO/TR10017统计技术在 ISO9001：2000 国际标准中的应用指南，抽取不少于 30个工件的质量特性值（如成品化学成份、成品尺寸精度），计算工序能力指数值，根据计算所得 CP值判定工序能力是否正常。结合我国机械行业企业实际情况，一般机械制造业CP值控制在 1CP1.33，工序能力即为正常。对于汽车工业和军工企业, CP值在 1.331.67 之间为正常。此方法适用于大批量、连续、稳定生产方式。.测定产品法：按统计技术要求对产品抽样，采取破坏性检验的方式，测定工序产品质量特性值，计算工序能力。4.铸造过程的控制铸造过程的控制(1).工艺部门负责确定铸造生产工艺流程，并牵头组织，设备、质检、采购、生产和培训等部门参加，按工序质量控制点要求编写工序质量控制文件工序质量控制计划，明确对各道工序的质量特性和质量要求、设备、工装、检测器具的配置、控制或作业指导文件、控制方法、责任人、关键控制点、需填写的控制参数和监控记录等，规定铸造过程启动应满足的条件，以及对铸造过程进行评审、工序质量审核和批准过程启动应满足的条件；（满足 7.5.2a）、c）(2).对电炉、控制系统等设备定期进行二保和大修，并在二保和大修后进行设备验收，完成对设备能力认可，在设备使用前进行点检，确认是否完好；(满足 7.5.2b)和 7.5.1c）)(3).对铸造的操作人员，如造型工、冶炼工、浇注工、化验员和检验人员进行培训和技艺评定，经资格考核合格者方能上岗操作；(满足 7.5.2b)(4).贯彻铸造工艺文件；（满足 7.5.2c）(5).确定铸造过程中需重点控制的工艺参数、设备参数及其检测器具和检测、控制方法，并填写相应的记录。铸造控制的过程参数主要包括：配比、投料记录、熔炼温度、熔炼速度、化学成份、钢水出炉温度、钢水浇注温度和速度、铸件浇注后冷却时间以及电控部分的送电时间及电流、电压表指数等；（满足 7.5.1e）、7.5.1d）和 7.5.2 d）(6).确定生产的环境要求（如温度、湿度）和控制方式。（满足 7.5.1e）和 7.5.2 d）总体来说，尽管铸件精度要求比机械加工低，但控制的难度却远远高于机械加工。影响铸造质量的因素十分复杂，如炉料质量、型砂质量、砂型透气性、铸件的结构、钢水的成分、浇注温度的高低和浇注速度等。各种不易受控的因素也特别多，如炉料对铸件质量的影响非常敏感，而不同供方提供的原材料其内在质量很不一致，因此，除了按批次进行入厂检验把关外，对不同供方或产地的原材料要区别存放并采取相应的工艺措施；又如气候温度、湿度的变化对铸造质量也有很大影响，但气候又是一个不可控的因素，针对不同的季节，企业也应研究其规律和确定相应的工艺方案。 焊接焊接焊接包括手工焊、自动焊和各种气体保护焊。焊工属于特殊工种，焊接的质量往往和安全相关，因此对焊接过程进行严格控制十分重要。1.焊接件生产流程焊接过程主要由备料（材料矫正、放样、下样）、装配、焊接、变形矫正及无损探伤、质量检验等工序组成，焊接件生产流程如下图：2.焊接件需要控制的质量特性值焊接件需要控制的质量特性值既包括内在质量又有外在质量。内在质量方面主要是：焊缝内无气孔、夹渣、分层等缺陷（无损要求）、拉伸、弯曲和冲击等力学性能要求等；外在质量方面主要是：尺寸精度、形位公差、焊缝表面的形状尺寸和外观质量等。3.焊接过程的确认和再确认焊接过程的确认和再确认焊接过程确认，通常称为焊接工艺评定，一般在产品正式焊接之前进行，通过焊接和检验焊接工艺评定试板的办法实现。首先由工艺技术部门编写焊接工艺指导书，然后由熟练的焊工依据工艺指导书进行焊接。施焊时，对预热温度、电流、电压、焊接速度等参数进行连续监视和记录，焊后对焊缝做外观检验、无损探伤、力学性能和弯曲试验，如果检验全部合格，说明焊接工艺指导书规定的方法可行，技术工艺部门将整个过程编制成评定报告，确认即告完成，如果检验不合格，则要修改工艺指导书，重焊工艺评定试板和检验，直至合格。焊接工艺评定过后，当其中的条件发生变化，如钢板厚度、焊条、焊接方式等发生变化，工艺或技术部门必须重新进行焊接工艺评定。另外，对产品主体的替身产品焊接试板的焊接参数进行监控和外观检查、无损检测，合格后做分割试样，分别做拉伸、弯曲等破坏性试验进行检测，也应视为焊接过程的再确认。4.焊接过程的控制焊接过程的控制(1).焊接工艺：为保证焊接质量，对有强度、压力以及密闭性等特殊要求的焊件，都必须事先通过工艺试验确定焊接材料和焊接工艺，获得工艺参数后还必须进行正式的工艺评定。严格执行经过评定的焊接规程、焊接标准和经过评定的焊接工艺是控制焊接质量的关键；（满足 7.5.2 a）、7.5.2 c）项要求）(2).员工素质：在焊接中，焊工素质起重要作用。为保证焊工必要素质，必须对焊工进行培训，通过相应等级的技能考试，经有关部门进行资格认证后才能上岗，尤其是手工焊接工序更为重要。同时，无损探伤人员，也必须取得国家有关部门颁发的相应的资格等级证书才能上岗；（满足 7.5.2 b）项要求）(3).焊材质量：焊材是控制焊接质量的重要因素，要控制焊材因素，一是要严格进行焊材的进厂检验把关；二是加强仓库贮存的管理，维持焊材的原有质量；三是认真做好使用前的先期处理工作，如按规定除锈、烘干和装入保温筒等。（满足 7.5.2 c）项要求）(4).设备方面：对于普通的焊机，要求工作者使用前进行点检，确认完好和电流、电压等显示仪表显示正常即可，对于大型的自动焊机，除使用前进行点检外，在大修和二保之后进行验收和设备能力认可，并保持相应的记录。（满足 7.5.2b）、7.5.1c）项要求）(5).过程参数的记录：焊接的过程参数较多，通常以控制焊接电流为主，它直接影响焊接温度和焊缝的形成，控制不当就容易形成焊接缺陷。大型自动焊机施焊时，操作者应记录并填写电流、电压、焊条规格、施焊速度、焊接层数、焊件预热温度等过程参数。（满足 7.5.2d）、7.5.1e）项要求）.热处理热处理热处理分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。整体热处理包括退火、正火、淬火和回火、以及衍生的调质、时效热处理等；表面热处理包括火焰淬火和感应加热表面淬火等，化学热处理包括渗氮、渗碳等。通过热处理，可以改变金属的内部组织结构或表面化学成份，提高金属工件的力学、物理等性能。1.热处理生产流程热处理生产流程热处理生产一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。以下是典型的热处理生产流程： 淬火工件的生产流程Ø 一般工件：淬火清洗回火喷砂（或喷丸等）表面清理检验。Ø 轴类零件及易变形工件：淬火清洗回火校直去应力处理喷砂检验。 一般工件盐炉淬火生产流程取工件（检查技术条件、数量）鉴别材质确定淬火操作方式选择卡具、捆绑铁丝烘干浸入盐炉加热冷却清理油污回火喷砂防锈校直检验入库。2.热处理需控制的质量特性值热处理需控制的质量特性值内在的质量特性值，包括各种强度、硬度、金相组织要求，这些都是检验员肉眼无法直接观察到的，需破坏性试验后才见分晓，常以硬度等代用特性进行推断。外在质量特性主要是：有无严重裂纹、过烧等缺陷。3. 热处理过程的确认和再确认热处理过程的确认和再确认与铸造过程确认和再确认类似，可结合企业对关键工序、重要工序进行的工序质量审核进行，由工艺或技术部门牵头组织，根据生产规模的大小，采用差错分析法、工序能力指数法或测定产品法计算工序能力。4. 热处理过程的控制热处理过程的控制(1).工艺及工艺参数：由于热处理工序是以控制代用质量特性值为主的过程，所以工序控制的重点首先是选择和控制工艺参数，如入炉温度、升温速度、加热温度，保温时间、出炉温度、炉内温差、淬火温度、回火温度、渗氮和渗碳时间、盐浴和淬火、冷却介质的成分与配方和冷却速度等；（满足 7.5.2c）、7.5.1b)要求）(2).温度记录仪等热工仪表的定期检定和介质成分的定期分析至关重要；(满足 7.5.2 b)、7.5.1c)要求)(3).员工素质：热处理件的耐用程度和寿命在很大程度上取决于热处理的质量，热处理的质量问题往往是批量性的，流转到热处理工序的工件，大部分在加工中已经付出了许多劳动量，如果这一环节不慎重，就会前功尽弃给企业带来重大经济损失。因此，培训和挑选有操作经验和责任心的操作工，并且定岗定人，严格执行热处理工艺规范，是热处理工序质量控制的关键；(满足 7.5.2 b)要求）(4).热处理过程应建立和保存的过程记录：主要是热处理工艺、温度记录曲线图、外观及硬度自检记录等。(满足 7.5.2 d)要求)。以上观点和看法，供大家参考和探讨，不当之处，欢迎批评指正。