中车资阳机车有限公司钢结构事业部 四川资阳 641301
摘要：通过对几个车型的机车油底壳质量问题的分析，提出了相应的解决措施，并在生产实践中取得了成效。
关键词：油底壳；问题分析；工艺措施
1 前言
根据公司生产制造需求，机车油底壳由外购转为自制。由于油底壳在设计机构和技术要求方面都与机车车体存在较大的差异，因此在生产过程中出现了较多的质量问题，如清洁度超标、箱体漏油等问题。由于油底壳的结构问题，有些问题例如焊缝缺陷，需在整体加工及装配后才能发现，现场由于油底壳的组焊及加工作业区距离较远，一旦出现质量异常，返工处理极为不便，而且在装配完成后发现的焊缝缺陷还需要带油补焊作业，也存在较大的火灾安全隐患。油底壳反复批量出现质量异常，也引起了客户的严重不满。综合上述情况，对油底壳工艺流程优化势在必行。
2 问题现状
2.1清洁度问题
油底壳是用于盛放柴油机机油的壳体，由于其中盛放的油料还要回流至柴油机机体之中，其清洁度要求虽然没有燃料油箱清洁度高，但是也不允许存在焊豆焊渣，因为油底壳装配后位于柴油机正下方，柴油机运行时振动较为强烈，振动会使附着不牢的焊豆焊渣掉落并污染机油，影响柴油机运行，存在机破风险[1]。
2.2 漏油问题
油底壳基本工艺路线为：壳体组装→壳体焊接→附件组装→附件焊接→去应力退火→划线检查→调修、补焊→划线→加工→组装。
由工艺路线可以看出，油底壳工艺复杂，包括组焊、划线、退火、加工等多个工序。结构看似简单，操作难度却一点不低。油底壳加工组装完成之后，批量出现漏油的现象，并且漏油位置出现在多个部位。并且漏油之后再补焊时，只能采用焊条电弧焊，焊接可达性极差，操作难度极大，并且容易破坏已经组装好的管路及接头等部件。给工艺和操作人员都造成极大困扰。
2.3附件装配质量问题
油底壳装配附件包括各类装配法兰、油齿座、管子等。出现问题较多的主要是法兰，包括方法兰及圆形法兰，主要是其装配位置与后续加工中心基准的距离不满足要求，导致法兰部分位置加工余量不足，部分位置加工余量过大，圆形法兰的法兰孔壁厚偏小等情况。
3.原因分析
3.1清洁度问题
机车油底壳由薄板壳体和两个铸造端板组成，内部设有管道油路，并设有多层隔板筋板，整体焊接位置较多，中间形成多个小空间，焊豆焊渣清除较为困难。
现场使用混合气体保护焊，但是由于焊接作业人员焊前打磨不到位，焊缝表面清洁度不达标，焊接参数调整不合适，产生了较多的焊接飞溅。现场为了节省清铲焊豆耗费的体力，扁铲全部改造成1米长，这种扁铲在进行小空间作业时就很难到达布局角落位置，致使清铲不到位。
而且现场清洁度检查时油底壳为喷丸态，焊豆焊渣验收与母材颜色接近，不易发现残留的散落焊豆。
3.2漏油问题
3.2.1法兰与补板位置距离太近，导致法兰与补板无法完全满焊。
自由端法兰和补板由于位置靠太近，导致法兰周边无法满焊或者补板周边无法满焊，未满焊的位置存在漏油的风险。
3.2.2中速机事业部加工顶板时将顶板与壳体之间的焊缝加工去除。
顶板正面和反面均留有5mm加工量，正面由于没有焊缝，所以加工不会有问题，问题主要集中有焊缝的反面。由于反面有个加工范围，即至少需要加工34mm的宽度范围，一旦壳体尺寸偏大，保证34mm的加工范围就会加工掉顶板与壳体之间的焊缝，在内焊缝无法完全密封的情况下，外焊缝又被加工去除，所以就存在漏油的风险。
3.2.3中速机事业部加工顶板时去除端板与壳体的封头焊缝
顶板反面加工前面已经有过叙述，中速机采用刨削的方式进行加工，这样的加工方法比铣削加工效率高，但缺点是无法在加工途中退刀，导致端板与壳体的封头焊缝被加工去除[2]。由于被加工去除这个位置，在油底壳拐角处，拐角处内焊可达性极差，甚至没法进行内焊。在这样的情况下，漏油就成为必然。
3.2.4壳体与顶板之间的内焊缝可达性差，容易造成“假焊”
油底壳内部由于有钢管贯通，导致内焊缝可达性差，特别是拐角位置，气保焊焊枪很难到达顶板与壳体交接处，这也是导致漏油原因之一。
3.3附件装配质量问题
导致法兰加工余量不均衡的主要原因是装配位置偏差。这主要是由于现场工艺采用的是先在壳体上开孔，装配时以壳体开孔为基准装配法兰。实际上，由于油底壳壳体为成型件，经过多道折弯，法兰孔相对壳体板料中心位置产生了较大的偏移；其次油底壳整体焊接后，变形严重，加工时为了确保各面加工余量均匀，对油底壳几何中心进行了借量处理，导致油底壳几何中心与原板料中心也产生了一定的偏移；第三，工艺方案制定初期，对油底壳变形了解不足，法兰加工余量设置不足[3]。综合上述三个方面原因，最终导致连接法兰位置加工余量不足，部分位置加工余量过大。另有部分法兰系整体焊接后划线装配，但是由于其设计基准与装配基准不统一，导致其装配位置偏差，法兰孔壁厚不足。
4 解决措施
4.1清洁度改善
为了减少焊豆焊渣的产生，在焊前必须严格按要求打磨焊缝周围，并且在焊缝周边涂抹防飞溅剂，并采用合适的焊接参数进行焊接，减少焊接飞溅的产生和附着；
其次，将底漆作业调整至喷砂后进行，这样可以借助油漆光泽快速识别出附着的焊豆焊渣，并及时予以处理。
第三，配置工业吸尘器，在组焊后及底漆内部清渣完成后，使用吸尘器全面吸附清理残余杂质并重新补漆。
4.2 漏油改善
4.2.1针对法兰与补板位置近，无法满焊的问题进行改善，设计核实法兰的位置能否改到能满焊的位置，同时也不影响补板满焊。
4.2.2将壳体与顶板的焊缝改为坡口焊缝，即在壳体上加工C5坡口；同时将壳体的折弯尺寸走下差，即使保证加工尺寸34mm，也不会完全加工去除壳体与顶板之间的外焊缝。
4.2.3将端板封头的位置缩进到与壳体尺寸一致，同时在该位置设计一个工艺倒角，在施焊的时候将倒角焊满，这样就能保证加工顶板反面时不会整体去除端板封头焊。
4.2.4内部焊缝采用小焊枪或者焊条电弧焊进行焊接。
4.3 附件装配质量改善
为了提高附件装配质量，工艺上考虑所有附件在油底壳整体焊接退火完成后进行划线借量，确定了油底壳中心线以后再划线组装附件，附件定位全部调整为以中心线为基准。其次，为了保证壳体开孔位置与法兰位置保持一致，壳体板料下料时不再进行开孔处理，统一在法兰装配完成后，以装配法兰为基准，在壳体上采用等离子开孔方式进行开孔，确保孔的位置及法兰的位置相对油底壳中心正确。第三，经管道位置分析，部分圆法兰与周边附件距离相对较远，不存在干涉情况，可对法兰直径适当放量，从而确保法兰孔的壁厚满足装配要求。
5 结束语
通过对机车油底壳质量问题的原因从设计结构和工艺流程上都进行了分析，提出了解决措施。通过系列措施的实施，使油底壳质量问题得到了有效地解决，返工情况大幅下降，在DF12、GK1C两个车型上基本杜绝了此类问题的再发生，可以向其他车型进行推广应用。
参考文献：
[1]程世军. HXD3C机车电机轴承故障原因分析及应对措施[J]. 内燃机与配件，2019（15）：159-160.
[2]薛伟锋. HXD2B机车电压互感器故障原因分析及对策措施[J]. 上海铁道科技，2018（2）.
[3]刘欢，陶功权，罗贇，等. 机车异常振动原因分析和控制措施研究[J]. 机械，2019（8）：1-7.