油箱漏油问题的改进与控制
时间：2022-10-06 06:26:32
摘 要：油箱作为装载机油液存储容器，发挥着重要的作用。但在用户使用过程中，油箱出现各种各样的故障，其中漏油是最常见的故障形式，探析油箱漏油成为企业的工作重心，针对油箱的漏油问题，通过优化结构设计，严控焊接过程和明确试压保压时间等措施，降低了油箱漏油的反馈率，提高装载机的性能。
关键词：焊缝开裂；结构设计；焊丝；保压
前 言：装载机上安装有柴油箱和液压油箱，油箱作为装载机油液存储容器，对发动机、执行部分的升降和转向发挥着重要的作用。而除了有储油这一功能外，还起着散热，分离油液中的气泡，沉淀杂质等。一般油箱分有开式油箱和闭式油箱2种，装载机油箱采用开式的形式，即是箱中液面与大气相通，在油箱上装有空气滤清器。就形状而言，装载机油箱属于矩形式油箱，相较于圆罐油箱，此种油箱制造容易，箱上易于安放液压器件。然而用户在使用装载机的过程中，常常出现油箱漏油的问题，影响用户工程进度，引起顾客抱怨，影响企业品牌形象及顾客忠诚度，所以，解决油箱漏油问题刻不容缓。
一、油箱漏油现状
目前装载机油箱常见的故障形式有：焊缝开裂、堵塞、焊缝砂眼、滤网损坏、油箱有异响等，通过一段时间外反馈数据收集与分析发现，这些故障的反馈比例分别为：98.3%，0.9%，0.5%，0.2%，0.2%，由此可见，因焊缝开裂引起的油箱漏油问题最为显著，亟待解决。同时对外反馈旧件的拆检中发现，油箱焊缝开裂的部位主要集中在以下三个位置：1）底板上堵头 2）围板与底板相接的焊缝而开裂 3）侧板与底板相接的焊缝开裂 。
二、油箱结构
一般油箱主体主要是由呈L形的底板、侧板、经过折弯的围板、盖板拼焊而成。板材的材质均是Q235，其中是底板和围底是板厚为4mm的薄板件，而侧板的厚度为8mm。
油箱在使用时，主要受内部油液的重力及装载机运行过程中的振动等，从设计及过程制造上分析可能引起焊缝开裂的子问题，有如下几点：1）应力集中2）板材平面度不不合格3）底板焊缝尺寸不够4）焊缝成形不良，对这些问题依次进行试验和分析，寻找末端因素，从根本上进行控制，解决问题。
1.结构设计上
通过有限元分析，得出底板是受力最薄弱的部位（如图1），所以结构设计方面的改进主要是针对底板。同时，因油液直接作用于底板处堵头部位，堵头焊缝容易开裂。采取的措施：将底板焊堵头孔处冲凹，以855机型底板为例，堵头孔为φ46mm，与堵头孔心同心，冲压φ120 mm，深底为10 mm凹槽。通过冲凹对金属进行冷塑性变形，提高底板的强度，同时凹槽对油液作用于堵头，起到缓冲的作用。
而对围板、侧板与底板相接的焊缝开裂问题，则采用折弯底板底面的方法，折弯的角底大约为15度左右，过有限元分析，设计成拆弯的底面比未折弯的底面，压力应力降低了40%。底板底部设计改进后的形式，如图2。
图1 底部应力 图2底板底部设计改进后的形式
2.制造控制上
油箱的制造工艺是：下料-校平-钻孔/折弯-一次拼搭-一次焊接-试漏-抛丸-二次拼焊-试压，从各工序上进行把关控制
（1）在校平工序，板材的平面度会影响拼搭间隙，间隙过大则影响焊缝质量。经检查，现在使用的辊平机存在磨损老化，板材校平效果不理想，对平整度要求没有进行量化，一两次辊压校平仍不能保证平面度〈1mm的要求。从设备的合理利用出发，在测量设备上通过配备平尺，100%检验平板平整度，编制平面度点检表，在流程上，对不满足平面度要求的，不允许流转，增加辊平的次数，确保板材平整度。
（2）拼焊工序，焊缝成形不好及底板焊缝尺寸，主要从焊丝质量、焊接工艺参数方面考虑。选用的焊丝是药芯焊丝，通过成分分析、拉伸及弯曲试验对焊丝质量进行验证，如图3、图4、图5
试验结果表明：焊丝化学成分含量符合要求，拉伸试样断于母材，焊接接头强度良好，焊丝强度符合要求；弯曲试样完好无裂纹，焊接接头挺性能良好，由此可知，目前使用的焊丝不是焊缝开裂的原因，不用更换焊丝或增加抽检焊丝的项目。
同时，在焊接过程中，焊接参数对焊接起着关键作用，所以要确保焊接工艺参数的真正执行。在现场中，往往因为员工质量意识的淡薄及疏忽，员工拼焊时远离焊机，无法观测到焊接参数值，导致焊接参数不在要求的范围内。针对上述现象，部门人员要对焊接参数进行专项检查，建立考核制度；除了自检之外，建立互检机制，相邻工位的员工相互监督。
（3）试压工序。将盖板进行拼焊后进行箱体的试压，先将法兰口、堵头等密封好，接着用肥皂水刷到焊缝上，接气达到规定的压力值，观察焊缝情况，焊缝没有问题则结束试压。因考虑油箱往往是使用一段时间才会出现问题，为了避免因试压不到位造成未发现漏油的隐患，在工艺上，规定试压保压的时间。当试压压力达到规定值时，要保持一定的时间，再检查焊缝的质量。
四、结论
油箱焊缝质量的提高必须从设计，工艺控制，检验程序等环节整体策划，只有通过不断的设计改进，现场严格的工艺控制、详细的质量检验程序，才会使困扰装载机油箱焊缝开裂导致漏油的问题得以解决。
参考文献：
[1]赵程.机械工程材料.北京：机械工业出版社，2003.
