试论汽车后桥壳的焊接工艺设计

吴京坡

摘 要：在社会经济越来越发达的今天，越来越多的人们为了方便出行而配置了汽车，这就直接促进了汽车销量的大幅度提高。同时的，人们对于汽车本身的性能也提出了更高的要求。汽车后桥壳是汽车结构中重要的组成部分，焊接成形成为当前我国汽车后桥壳的主要加工工工艺，后桥壳焊接工艺的好坏将对汽车的整体性能产生影响。在汽车结构中，承重和传力以及弯矩扭矩都由汽车的后桥来承受，因此对于后桥壳的焊接工艺有着很高的要求。文章主要对汽车后桥壳的焊接工艺进行分析，以供参考借鉴。

关键词：汽车后桥；焊接；工艺设计；后桥壳

1 汽车后桥桥壳材料的选择

在汽车所有的构成的零部件选择上，都要求满足力学性能，包括了零部件的强度、韧性以及刚度等多方面的要求，在满足以上条件的情况下，还尽可能的降低成本以获取质量与效益的双赢。而汽车后桥的材料选择过程中除了要具备以上要求，可焊性成为汽车后桥材料选择条件中最为关键的一点。综合以上选择汽车后桥材料需要具备的条件之后，可以将汽车后桥采用冲压方式的焊接工艺。相比较两种汽车后桥材料SAPH441与Q235两种板材，适合的将SAPH441板材作为汽车后桥材料。这种板材力学性能相当好，是由低碳合金钢来打造的，相比较Q235后桥板材的强度，SAPH441的强度大概高出Q235约百分之二十五左右。除此之外，SAPH441在焊接性能上也高于Q235。但是在SAPH441焊接过程中，容易因为板材构成中包含了碳锰两种元素而出现淬硬性，这就容易造成焊接过程中有缺陷，这样就会降低SAPH441的焊接性。因此，在进行SAPH441的焊接时，一定要采取相应的措施对这种缺陷进行补救。

除了汽车后桥材料的选择，还有一个极为重要的后桥零部件，它负责传递力及力矩，是后桥连接的一个部件，这个部件就是变形轴管。考虑到变形轴管的功能与起到的作用，一定要选择汽车后桥所规定的力学性能材料。除此之外，汽车轴管承受了后桥大部分的受力，因此容易出现变形，在进行材料的选择时，一定还要考虑到材料的可塑及可焊性。考虑到成本的问题，在进行材料的选择时，要采用材料使用要求合格的，相对的又能节省成本的。

2 后桥壳类别及焊接工艺设计

第一类：桥壳为三段式桥壳，即主体部分为桥壳法兰盘、变形轴管、桥壳中段（桥壳中段上下半壳、加强圈、帽壳）。优点：产品焊缝较少，焊接应力小、密封性好，焊接工艺简单。缺点：成本较高。如下图所示：

焊接工艺为：（1）点定、焊接桥壳中段上下半壳与加强圈；（2）桥壳与加强圈焊接完毕后与帽壳焊接；（3）桥壳中段与变形轴管使用专机自动焊接环焊缝；（4）桥壳中段与变形管焊接后机加工变形管两端；（5）使用压装专机将桥壳法兰盘压入变形管两端并在压装专机上使用二氧化碳保护焊点定；（6）将压装点定后的桥壳法兰盘使用专机自动焊接环焊缝。（7）根据桥壳设计情况使用专用支架工装点定焊接各油管支架及钢板弹簧支座。

第二类：桥壳为上下半壳扣合焊接结构。此种结构中有两种结构：结构1型：上下半壳扣合无镶块结构。结构2型：上下半壳扣合有镶块结构。两种结构的主要区别在冲压上下半壳扣合焊接有无三角镶块。产品主体结构为：桥壳法兰盘，上、下半壳，加强圈、帽壳。结构1型优点：主体为冲压成型成本较低。缺点：焊缝较第一类结构长、焊接变形量大。结构2型优点：上下半壳、镶块均为冲压焊接结构、板材利用率高，成本最少。缺点：三角镶块为焊接应力集中区，易出现焊缝开裂等问题。对焊接质量要求较高，一般要求熔深达到60%以上，应力集中点要求90%或更高。如下图所示：

结构1：

焊接工艺：（1）点定上下半壳、加强圈、桥壳法兰盘；（2）（结构2）点定四块三角镶块（结构1无此工艺步骤）；（3）使用专机焊接上下半壳直缝焊道；（4）手工或使用专机焊接三角镶块焊道（结构1无此工艺步骤）；（5）使用专机自动焊接加强圈环焊缝；（6）使用专机定位压紧帽壳并自动焊接帽壳环焊缝；（7）使用专机自动焊接桥壳法兰盘环焊缝；（8）根据桥壳设计情况使用专用支架工装点定焊接各油管支架及钢板弹簧支座。

3 焊丝选型及工艺参数设定

焊丝选型：根据板材的性能查找《焊接手册》中表2-1-1常见结构钢力学性能及匹配焊接材料选用焊丝型号。如选用Q235板材的C、D级需要使用焊丝型号ER50-6。选型原则为：焊丝性能大于板材性能。

工艺参数设定：皮卡车型的后桥壳板材厚度一般为5mm左右，焊丝一般选用直径为1.2mm，焊接过程采用短路过渡，电流设定范围为180-240A，电压设定值为参考值（上下浮动为2V），计算公式为：200A以下，U=0.04I+16，200A以上，U=0.04I+20。

4 后桥壳焊接密封性检验及焊接强度检验：

由于后桥壳为驱动桥对桥壳的密封性要求较高，所以焊接完成后必须100%进行密封检验。现一般均采用高压充气后浸水试漏检验，如出现焊接不良导致的密封不良，可采用补焊焊接。如需补焊的焊道较长大于50mm需要断续焊接避免补焊量过大导致的桥壳整体出现弯曲变形，导致产品报废。

焊接强度检验：采用剖切试验。第一步采用火焰切割将焊道剖开，第二步使用铣床将焊道铣出光亮面，第三步使用200目金相砂纸打磨光亮面，对焊道剖切面抛光，第四步使用4%的硝酸酒精浸泡。第五步对焊道熔深测量计算熔深并出具检验报告。

5 结束语

通过对汽车后桥的焊接工艺进行分析描述，指出在进行汽车后桥壳的焊接时，需要根据材料的质量及成本的高低选择合适的材料，还要运用相对应的设备以及焊接工艺。只有这样，才能提高汽车后桥的焊接效果，增加汽车后桥的生产量，以满足越来越多的人们对于汽车的需求。除此之外，还要尽量的节省焊接成本，减少材料的消耗，提高经济效益。二氧化碳气体保护焊是保证汽车后桥质量的焊接方法，也推动了我国汽车后桥向着自动化及机械化迈进。

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