試論汽車后橋殼的焊接工藝設(shè)計

吳京坡

摘 要：在社會經(jīng)濟越來越發(fā)達(dá)的今天，越來越多的人們?yōu)榱朔奖愠鲂卸渲昧似嚕@就直接促進(jìn)了汽車銷量的大幅度提高。同時的，人們對于汽車本身的性能也提出了更高的要求。汽車后橋殼是汽車結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，焊接成形成為當(dāng)前我國汽車后橋殼的主要加工工工藝，后橋殼焊接工藝的好壞將對汽車的整體性能產(chǎn)生影響。在汽車結(jié)構(gòu)中，承重和傳力以及彎矩扭矩都由汽車的后橋來承受，因此對于后橋殼的焊接工藝有著很高的要求。文章主要對汽車后橋殼的焊接工藝進(jìn)行分析，以供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：汽車后橋；焊接；工藝設(shè)計；后橋殼

1 汽車后橋橋殼材料的選擇

在汽車所有的構(gòu)成的零部件選擇上，都要求滿足力學(xué)性能，包括了零部件的強度、韌性以及剛度等多方面的要求，在滿足以上條件的情況下，還盡可能的降低成本以獲取質(zhì)量與效益的雙贏。而汽車后橋的材料選擇過程中除了要具備以上要求，可焊性成為汽車后橋材料選擇條件中最為關(guān)鍵的一點。綜合以上選擇汽車后橋材料需要具備的條件之后，可以將汽車后橋采用沖壓方式的焊接工藝。相比較兩種汽車后橋材料SAPH441與Q235兩種板材，適合的將SAPH441板材作為汽車后橋材料。這種板材力學(xué)性能相當(dāng)好，是由低碳合金鋼來打造的，相比較Q235后橋板材的強度，SAPH441的強度大概高出Q235約百分之二十五左右。除此之外，SAPH441在焊接性能上也高于Q235。但是在SAPH441焊接過程中，容易因為板材構(gòu)成中包含了碳錳兩種元素而出現(xiàn)淬硬性，這就容易造成焊接過程中有缺陷，這樣就會降低SAPH441的焊接性。因此，在進(jìn)行SAPH441的焊接時，一定要采取相應(yīng)的措施對這種缺陷進(jìn)行補救。

除了汽車后橋材料的選擇，還有一個極為重要的后橋零部件，它負(fù)責(zé)傳遞力及力矩，是后橋連接的一個部件，這個部件就是變形軸管。考慮到變形軸管的功能與起到的作用，一定要選擇汽車后橋所規(guī)定的力學(xué)性能材料。除此之外，汽車軸管承受了后橋大部分的受力，因此容易出現(xiàn)變形，在進(jìn)行材料的選擇時，一定還要考慮到材料的可塑及可焊性?？紤]到成本的問題，在進(jìn)行材料的選擇時，要采用材料使用要求合格的，相對的又能節(jié)省成本的。

2 后橋殼類別及焊接工藝設(shè)計

第一類：橋殼為三段式橋殼，即主體部分為橋殼法蘭盤、變形軸管、橋殼中段（橋殼中段上下半殼、加強圈、帽殼）。優(yōu)點：產(chǎn)品焊縫較少，焊接應(yīng)力小、密封性好，焊接工藝簡單。缺點：成本較高。如下圖所示：

焊接工藝為：（1）點定、焊接橋殼中段上下半殼與加強圈；（2）橋殼與加強圈焊接完畢后與帽殼焊接；（3）橋殼中段與變形軸管使用專機自動焊接環(huán)焊縫；（4）橋殼中段與變形管焊接后機加工變形管兩端；（5）使用壓裝專機將橋殼法蘭盤壓入變形管兩端并在壓裝專機上使用二氧化碳保護焊點定；（6）將壓裝點定后的橋殼法蘭盤使用專機自動焊接環(huán)焊縫。（7）根據(jù)橋殼設(shè)計情況使用專用支架工裝點定焊接各油管支架及鋼板彈簧支座。

第二類：橋殼為上下半殼扣合焊接結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)中有兩種結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)1型：上下半殼扣合無鑲塊結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)2型：上下半殼扣合有鑲塊結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在沖壓上下半殼扣合焊接有無三角鑲塊。產(chǎn)品主體結(jié)構(gòu)為：橋殼法蘭盤，上、下半殼，加強圈、帽殼。結(jié)構(gòu)1型優(yōu)點：主體為沖壓成型成本較低。缺點：焊縫較第一類結(jié)構(gòu)長、焊接變形量大。結(jié)構(gòu)2型優(yōu)點：上下半殼、鑲塊均為沖壓焊接結(jié)構(gòu)、板材利用率高，成本最少。缺點：三角鑲塊為焊接應(yīng)力集中區(qū)，易出現(xiàn)焊縫開裂等問題。對焊接質(zhì)量要求較高，一般要求熔深達(dá)到60%以上，應(yīng)力集中點要求90%或更高。如下圖所示：

結(jié)構(gòu)1：

焊接工藝：（1）點定上下半殼、加強圈、橋殼法蘭盤；（2）（結(jié)構(gòu)2）點定四塊三角鑲塊（結(jié)構(gòu)1無此工藝步驟）；（3）使用專機焊接上下半殼直縫焊道；（4）手工或使用專機焊接三角鑲塊焊道（結(jié)構(gòu)1無此工藝步驟）；（5）使用專機自動焊接加強圈環(huán)焊縫；（6）使用專機定位壓緊帽殼并自動焊接帽殼環(huán)焊縫；（7）使用專機自動焊接橋殼法蘭盤環(huán)焊縫；（8）根據(jù)橋殼設(shè)計情況使用專用支架工裝點定焊接各油管支架及鋼板彈簧支座。

3 焊絲選型及工藝參數(shù)設(shè)定

焊絲選型：根據(jù)板材的性能查找《焊接手冊》中表2-1-1常見結(jié)構(gòu)鋼力學(xué)性能及匹配焊接材料選用焊絲型號。如選用Q235板材的C、D級需要使用焊絲型號ER50-6。選型原則為：焊絲性能大于板材性能。

工藝參數(shù)設(shè)定：皮卡車型的后橋殼板材厚度一般為5mm左右，焊絲一般選用直徑為1.2mm，焊接過程采用短路過渡，電流設(shè)定范圍為180-240A，電壓設(shè)定值為參考值（上下浮動為2V），計算公式為：200A以下，U=0.04I+16，200A以上，U=0.04I+20。

4 后橋殼焊接密封性檢驗及焊接強度檢驗：

由于后橋殼為驅(qū)動橋?qū)驓さ拿芊庑砸筝^高，所以焊接完成后必須100%進(jìn)行密封檢驗?，F(xiàn)一般均采用高壓充氣后浸水試漏檢驗，如出現(xiàn)焊接不良導(dǎo)致的密封不良，可采用補焊焊接。如需補焊的焊道較長大于50mm需要斷續(xù)焊接避免補焊量過大導(dǎo)致的橋殼整體出現(xiàn)彎曲變形，導(dǎo)致產(chǎn)品報廢。

焊接強度檢驗：采用剖切試驗。第一步采用火焰切割將焊道剖開，第二步使用銑床將焊道銑出光亮面，第三步使用200目金相砂紙打磨光亮面，對焊道剖切面拋光，第四步使用4%的硝酸酒精浸泡。第五步對焊道熔深測量計算熔深并出具檢驗報告。

5 結(jié)束語

通過對汽車后橋的焊接工藝進(jìn)行分析描述，指出在進(jìn)行汽車后橋殼的焊接時，需要根據(jù)材料的質(zhì)量及成本的高低選擇合適的材料，還要運用相對應(yīng)的設(shè)備以及焊接工藝。只有這樣，才能提高汽車后橋的焊接效果，增加汽車后橋的生產(chǎn)量，以滿足越來越多的人們對于汽車的需求。除此之外，還要盡量的節(jié)省焊接成本，減少材料的消耗，提高經(jīng)濟效益。二氧化碳?xì)怏w保護焊是保證汽車后橋質(zhì)量的焊接方法，也推動了我國汽車后橋向著自動化及機械化邁進(jìn)。

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