汽車后橋是汽車的關(guān)鍵部件之一，其焊接質(zhì)量的好壞關(guān)系到汽車的安全性問題。本文從后橋焊接的材料、焊接接頭形式等方面介紹了可行的汽車后橋焊接工藝。

  汽車后橋是汽車的關(guān)鍵部件之一，它不但要承重和傳力，還要承受由動載荷和靜載荷所引起的較大的彎矩和扭矩，為此要求后橋應(yīng)具有足夠的強度、剛度和韌性，這就對橋殼的焊接質(zhì)量提出了很高的要求。在橋殼的眾多焊縫中，橋殼與半軸套管的對接焊縫尤其關(guān)鍵，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到汽車的安全性。

  焊接汽車后橋殼時應(yīng)注意以下幾點：

  橋殼焊接所用的材料應(yīng)具有良好的可焊性；

  橋殼焊縫的布置應(yīng)有利于減少焊接應(yīng)力及變形；

  橋殼焊接件的技術(shù)要求應(yīng)合理；

  橋殼每條焊縫的焊接接頭形式、位置和尺寸應(yīng)能滿足焊接質(zhì)量要求。

一、母材及焊接材料的選用

  1、母材的選用

  我們選用的橋殼母材是用16MnL板材壓制的。16MnL鋼是含有錳和硅的普低合金鋼，它比Q235類型的低碳鋼多了一些錳，但強度卻增加了35％左右，具有良好的可焊性。因16MnL鋼含有一定量的碳和錳元素，焊接時的淬硬傾向要比Q235碳鋼稍大些，冷裂傾向也較大。在氣溫較低時，或在焊件剛性和板厚都較大的結(jié)構(gòu)上焊接時，如選用小規(guī)范焊接一些短焊縫（或焊腳尺寸較小的角焊縫），焊接接頭中可能產(chǎn)生淬硬組織或冷裂縫。為避免在焊接時產(chǎn)生冷裂，需采取預(yù)熱措施。當焊件剛性很大時，建議在5℃以上進行定位焊，定位焊長度應(yīng)大于50～100mm，間隙要小，并采用較大的焊接電流，放慢焊速，熄弧前應(yīng)填滿弧坑；當16Mn鋼與低碳鋼焊接時，焊接材料與焊接工藝均按16Mn鋼的要求進行；對結(jié)構(gòu)強度要求不高、負荷不大的薄板焊接，可選用較經(jīng)濟的酸性焊條，如結(jié)502、結(jié)503等。

  對于汽車后橋的重要組合件——半軸套管，目前國內(nèi)常使用的母材一般為45號鋼或45Mn2鋼。45Mn2鋼因含錳高，空冷時焊縫熱影響區(qū)會出現(xiàn)針狀馬氏體組織，硬度大、塑性差，易產(chǎn)生脆性斷裂，而且可供選擇的焊接規(guī)范非常小：當電流過小時則熄弧，焊縫成形不良；電流過大時則咬邊；冷卻速度稍大時則產(chǎn)生熱裂紋，且質(zhì)量難以保證。所以我們選用的半軸套管是用45號無縫鋼管鍛打成型的，其焊接規(guī)范容易掌握，焊縫質(zhì)量良好，可滿足汽車后橋的生產(chǎn)需要。

  2、焊接材料的選擇

  和國際通行的橋殼焊接方法一樣，我們也選擇CO2氣體保護焊進行橋殼的焊接。在焊絲的選擇上，目前國內(nèi)普遍使用ER49-1和ER50-6兩種焊絲。ER50-6焊絲相當于美國標準AWSER70S-6、英國標準BSA18、德國標準DINSG2和日本標準J1SYGW12。該焊絲化學(xué)成分設(shè)計合理，有良好的焊接工藝性能，值得大力推廣應(yīng)用；ER49-1焊絲是按前蘇聯(lián)標準生產(chǎn)的焊絲產(chǎn)品，從20世紀50年代中期一直延用至今。

  由于焊絲的化學(xué)成分直接關(guān)系到焊絲的工藝性能、拉拔和力學(xué)性能，以及焊縫熔敷金屬的力學(xué)性能。因此，在選擇焊絲時，我們首先對兩種焊絲進行了對比。

  ER50-6焊絲的錳元素含量較低，硅元素含量較高，Mn/Si≈1.8。一般碳鋼焊絲采用錳、硅聯(lián)合脫氧，要求錳硅之比2為宜。而ER49-1焊絲錳元素含量偏高，Mn/Si≈2.6。可見，ER50-6焊絲化學(xué)成分設(shè)計較合理，能得到性能良好的焊縫，而且其硫、磷控制也較嚴，對保證焊縫的力學(xué)性能有利。

在焊縫熔敷金屬力學(xué)性能方面，ER50-6焊絲優(yōu)于ER49-1焊絲，尤其ER50-6焊絲的塑性與韌性（特別是低溫韌性）明顯優(yōu)于ER49-1焊絲。

  通過以上分析比較，我們認為ER49-1焊絲已不適應(yīng)橋殼的焊接生產(chǎn)，應(yīng)優(yōu)先使用ER50-6焊絲。

二、焊接工藝及規(guī)范

  橋殼與半軸套管的聯(lián)接形式以及焊縫質(zhì)量是后橋生產(chǎn)的關(guān)鍵。目前國內(nèi)有兩種接頭聯(lián)接形式：一種是在半軸套管一端做出臺階，壓配到已加工了的橋殼內(nèi)，然后施焊；另一種是在橋殼與半軸套管之間用一襯環(huán)來聯(lián)結(jié)，然后施焊，襯環(huán)起到焊縫的墊板作用。通過對兩種接頭形式進行嚴格試驗和焊接工藝評定，結(jié)果表明第一種形式較好。因此，我們在用45號鋼制作的半軸套管的一端車一臺階，壓配到已精鏜加工后的橋殼內(nèi)，使用CO2氣體保護專用設(shè)備進行自動焊接，焊接規(guī)范如下：

焊絲直徑：Φ1.6mm；

焊接電壓：32～35V；

焊接電流：300～360A；

焊接速度：120mm/min；

焊絲伸出長度：20mm；

焊縫重疊量：8～14mm。

  對橋殼后蓋與加強圈的焊接使用成都焊研的焊接專機進行焊接，焊接規(guī)范如下：

焊絲直徑：Φ1.2mm；

焊接電壓：26～30V；

焊接電流：270～300A；

焊接速度：110mm/min；

焊絲伸出長度：15mm；

焊縫重疊量：12～18mm。

  對橋殼兩橋皮組合的直焊縫與三角板焊縫采用目前國內(nèi)最先進的焊接機器人進行焊接，其焊接規(guī)范如下：

焊絲直徑：Φ1.2mm；

焊接電壓：24～28V；

焊接電流：240～280A；

焊接速度：120mm/min；

焊絲伸出長度：15mm。

  為保證焊接質(zhì)量，我們使用純度達99.5%以上的Co2+Ar的混合氣體，其含水量、含碳量不超過0.01%。每次使用前，先將瓶內(nèi)雜氣放掉，一般放2～3min即可。我們還在氣路中串聯(lián)了干燥器，以進一步減少CO2氣體中的水分。如果氣瓶壓力低于10MPa，CO2氣體中的含水量就會大大增加，此時我們就立即停止使用，更換新瓶后再投入生產(chǎn)。

  采用上述焊縫接頭形式和焊接工藝，我們對生產(chǎn)出的后橋進行了周密的臺架對比試驗，其疲勞試驗循環(huán)次數(shù)達80萬次以上，有時甚至達100多萬次才斷裂。達到了國家標準。