汽车后桥焊接生产工艺1

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母材和焊接材料的选用
母材的选用
桥壳母材采用宝钢生产的 Z1[<""% 板材冲压
而成。 Z1[<""% 钢板是含有锰和硅的低碳合金汽 车结构用钢， 它比 \#.] 类型的低碳钢多了锰， 强度 增加了 .]^ 左右， 具有良好的可焊性。 因 Z1[<""%
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生产与应用
电焊机
第 =4 卷
钢含有一定量的碳和锰元素， 焊接时的淬硬倾向要 比 >6=7 碳钢稍大一些， 冷裂倾向也较大。 当焊件刚 性很大时， 为防止在焊接时冷裂纹的产生， 焊接接 头结构设计时应尽量避免一些焊接短焊缝 " 或焊脚 尺寸较小的角焊缝 $ 。 同时可进行定位焊， 定位焊长 度应大于 71?011 @@， 间隙要小， 并采用较大 的 焊 接电流， 放慢焊接速度， 熄弧前应填满弧坑。 变形轴管是该汽车后桥的重要组成部件， 连接 桥壳中段和两端法兰盘。 设计时为增加后桥刚性， 连接桥壳中段处轴管由外径 $ 31 扩管到外径 $ 51， 由于轴管变形大， 因此要求材料具有良好塑性， 同时 也要具有良好焊接性， 可采用 04)*A 或 61B 钢管扩 管成型。 考虑到 04)*A 材料成本高于 61B 钢， 轴管 强度在满足设计要求的前提下， 该后桥变形轴管选 用 61B 钢。 国内目前后桥两端法兰盘常用的选材一 般为 -7 钢或 -7)*6 钢。 空冷时 -7)*6 钢因含锰高， 焊缝热影响区会出现针状马氏体组织， 硬度大、 塑性 差， 易产生脆性断裂， 而且可供选择的焊接规范非 常小： 当电流过小时则熄弧， 焊缝成形不良； 电流过 大时则咬边； 冷却速度稍大时则产生热裂纹， 质量难 以保证。 在此选用的法兰盘是 61B 钢， 经锻打成型， 成本低， 与变形轴管材质相同， 焊接规范容易掌握， 焊缝质量好。
第
./ 卷 第 / 期 #%%/ 年 / 月
电焊机
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汽车后桥焊接生产工艺
王喜亮， 廖辉江
湖南 衡阳 "#$%%#& !衡阳风顺车桥有限公司，
针对三菱越野后桥的结构特点和特殊的性能要求， 主要从后桥壳母体材料、 焊接方法、 焊丝及 摘要： 焊接参数等方面详细介绍了汽车后桥的焊接工艺。 采用该焊接工艺能可靠地保证后桥壳 " 环焊缝各项 性能要求， 成功避免了桥壳断裂等不良现象， 并能满足批量生产的要求。 焊接材料； 环焊； 自动焊； 焊接工艺参数 关键词： ’(# 气体保护焊； 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： )*"+ , $%%$-#.%.!#%%/&%/-%%/.-%.
表 0 表明， 硅 +,71/4 焊丝的锰元素含量较低， 元素含量较高， 一般碳钢焊丝采 ! ")*$!! "’($#025。
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生产与应用
王喜亮等： 汽车后桥焊接生产工艺
第6期
焊接工艺参数规范如表 1 所示。
表) 焊缝 位置 焊丝 焊接 直径 电压 桥壳焊接工艺参数 焊接 焊接 焊丝伸 焊缝 ()* 气 电流 时间 出长度 搭接量 体流量 ・ # ! ’ $ ! $$ $!$$ %!+ $,-./ "!&
先选用焊接热输入量较小的钨极氩弧焊。 焊道 =9>采用焊条电弧焊时应注意多层多道焊，
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焊接材料的选择
与国际同行的桥壳焊接方法一样， 选择 #C6 气
体保护焊进行桥壳的焊接。 在焊丝的选择上， 目前国 内普遍使用 +,-./0 和 +,71/4 两种焊丝。 +,71/4 焊丝相当于日本标准 ;D’EFG06， 该焊丝化学成分 设计合理， 具有良好的焊接工艺性能。 由于焊丝的化 学成分直接关系到焊丝的工艺性能、 拉拔和力学性 能， 以及焊缝熔敷金属的力学性能。 因此在选择焊 丝时， 首先对 6 种焊丝进行了对比， 如表 0、 表 6 所示。
用锰、 硅联合脱氧， 要求锰硅之比为 6 较宜。 而 +,-./ 可见， 0 焊丝锰元素含量偏高， ! ")*$! ! "’($#624。 +,71/ 能得到性能良好的焊 4 焊丝化学成分设计较合理， 缝， 而且其硫、 磷控制也较严， 对保证焊缝的力学性 能有利。 表 6 表明， 在焊缝熔敷金属力学性能方面， +,71 尤其 +,71/4 焊丝的塑 /4 焊丝优于 +,-./0 焊丝， 性与韧性明显优于 +,-./0 焊丝。 通过上述比较分析， 选用 +,71/4 焊丝用于桥 壳焊接生产。
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后桥壳焊接工艺
由于该后桥为分段式车桥， 存在桥壳两端法兰
盘与变形轴管对接以及变形轴管与桥壳中段对接 其焊缝对接接头形式和焊缝质量是后桥 - 处环焊， 生产的关键。 目前国内后桥的生产工艺一般为先焊 接桥壳整体， 加工桥壳两端内孔， 压装两端法兰盘， 再进行桥壳各附件焊接。 这样桥壳焊接生产工艺流 程长， 效率低， 而且桥壳焊接成整体后进行各附件 焊接， 桥壳搬运次数和搬运强度增加， 特别是 桥 壳 附件较多的悬挂式后桥更明显。 在此采用的桥壳焊 接工艺是先将桥壳各附件焊接到变形轴管和桥壳 中段上， 再将桥壳两端法兰盘、 变形轴管以及 桥 壳 中段进行点定后进行 - 环焊缝整体焊接。 桥壳两端 法兰盘与变形轴管焊缝处， 连接形式采用两端法兰 盘一端车出台阶与变形轴管进行间隙配合。 变形轴 管与桥壳中段焊缝处连接是在桥壳中段与变形轴 管之间用一衬环" 内衬环 $ 连接， 然后施焊， 内衬环起 到焊缝的垫板作用。 通过对 6 种接头形式进行焊缝 检测以及后桥壳焊接强度台架试验， 结果表明该焊 接接头形式能满足后桥壳强度设计要求， 后桥生产 采用上述焊接工艺， 缩短了后桥壳焊接工艺流程， 减 小了后桥壳焊接搬运次数和搬运强度， 同时由于桥 壳各附件一般集中在变形轴管上， 有利于产品多品 种系列化设计， 减少了模具投入费用。
R?6J489 D?LC84N=? EO P?7K 1H6? OKEF DC? B?6?LD4E8 EO FEDC?K5M678S EO P?7K 1H6? CE=B489， R?6J489 R4K? ， R?6J489 F?DCEJ 78J R?6J489 M7K7F?D?KBI;8 DC4B R?6J489 D?LC84N=?， 4D L78 ?8B=K? DC? N=764D@ EO 94KDC R?6J489 E8 P?7K 1H6?， 78J 7QE4J DC?B? J?O?LDB B=LC 7B K=MD=K? DC4B R?6J489 D?LC84N=? L78 F??D DC? K?N=4K?F?8D EO MKEJ=LD4E8 48 67K9? BL76?I EO 7H6? CE=B489I1D DC? B7F? D4F?，
! 焊丝牌号 !"#$ !")*$ !"’($ !"’$ !"&$ !"#%$ 其他 !")* ! ’($ +, -./ 0 1213 02.4 123- 12105 12166 1203 !1271 +, 71/ 4 1215 02-- 1251 12114 12103 120- !12-1
表" 焊丝牌号 两种焊丝机械性能比较 屈服强度 伸长率 冲击功 抗拉强度 表! 两种焊丝化学成分比较
来自百度文库
气体纯度达 77058 以 上 ， 其含水量、 含碳量不超过 采用 ()* 气体集中供气的方式， 在气路中串 202/8。 联了加热器和干燥器， 以减小 ()* 气体中的水分。 同时为了避免 ()* 气体压力不足使焊接时产生气 孔现象， 在气路中串联了压力报警器， 管路压力低 于 9 :;! 时需对储气罐进行液态 ()* 气体补充。 采用上述后桥焊接工艺， 并通过对焊接母材、 焊 丝材料和施焊参数严格控制， 生产出的后桥进行疲 劳强度试验时循环次数均达 /*2 万次以上， 达到日 本三菱公司标准， 得到了日本三菱公司专家认可， 目前公司产品已批量为长丰猎豹汽车配套。
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法兰盘 与变形 /0* 轴管处 变形轴管 与桥壳 /0* 中段处
1231* *423122 15
/6
/5
/43*2
*4312 *623*42 15
/6
/4
/43*2
为保 证 焊 缝 质 量 ， 避免焊接缺陷， 使 用 的 ()*
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进行焊后热处理； 如果不能立即进行
/0)
焊接要点及典型产品坡口形式
保温 * D 焊后热处理， 则应立即进行 *22 C3122 C ， 的后热， 再缓冷至室温= 见图中虚线部分> 。
E&.115;/** 高压蒸汽管道环缝坡口形式及焊 接工艺的选择见图 6 。 焊接工艺要点如下：
! 钨极氩弧焊 "焊条电弧焊 "埋弧焊 # 钨极氩弧焊 "焊条电弧焊 图 ! ! ""# $$%&’( $$ 高压蒸汽管道环缝坡口形式及焊接工艺的选择
624 025
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主要焊缝焊接参数规范
台架试验表明， 该类后桥壳断裂处为桥壳环焊
+,-./0 +, 71/ 4
" !!)&8 "-.1 "711
" "!)&8 "=36 "-61
# !! "61 "66
# 9:!;"/6. <$ "66 "63
缝及其热影响区， 特别是变形轴管与桥壳中段 6 环 焊缝。 因此， - 环焊缝要求焊接熔深率达 011!以上， 焊缝宽度 06 @@ 以上。 为了保证 - 环焊缝焊接质量 的稳定性， 采用 #C6 气体保护焊接专用设备进行自 动焊接， 通过多次对焊缝检测和焊接参数评价， 制定
焊接前要对工件进行预 =/>为防止焊接冷裂纹， 热， 预热温度： 钨极氩弧焊不小于 /52 C ， 焊条电弧 焊和埋弧焊不小于 *22 C。
厚度控制在不大于焊条直径为宜， 焊道宽度不得超 且建议焊条直径不大于 9 $$。 过焊条直径的 1 倍，
=*> 对 于 E&.115;/** 大 直 径 厚 壁 管 道 和 集 箱 来说， 要对根部的前 1 层焊缝的背面进行氩气保护。 焊接过程中应 =1>为防止热裂纹和晶粒的粗大， 严格控制焊接线能量， 层间温度应小于 122 C ， 优
T?@ REKJB： R?6J489 F7D?K476B； 94KDC R?6J489； L7KGE8 J4EH4J? 97B BC4?6J?J 7KL R?6J489； 7=DEF7D4L R?6J489； R?6J489 M7K7F?D?KB
后桥是汽车的关键零部件之一， 其焊接质量的 好坏关系到汽车的安全性问题。 它不但要承重和传 力， 还要承受由动载荷和静载荷所引起的较大的弯 矩和扭矩， 为此要求后桥应具有足够的强度、 刚度 和韧性， 这就对桥壳的焊接质量提出了很高的要 求。 衡阳风顺车桥有限公司生产的后桥壳由两端法 兰盘、 如图 $ 所示。 不 # 变形轴管和桥壳中段组成， 同于一般后桥壳结构形式， 桥壳连接处的环焊缝由 通常的 # 处变为 " 处。 在桥壳众多焊缝中， 桥壳环 焊缝， 特别是变形轴管与桥壳中段的 # 环焊缝尤其 关键， 其质量的好坏直接关系到汽车的安全。 焊接桥壳时应注意几点： 桥壳焊接所用的材料
图1
后桥桥壳示意
应具有良好的焊接性能； 桥壳焊缝的布置应有利于 减少焊接应力和变形； 桥壳每条焊缝的焊接接头形 式、 位置和尺寸应满足焊接质量要求。
收稿日期： #%%/-%.-#$ 作者简介： 王 喜 亮 !$U/+ — & ， 男， 湖南衡阳人， 工程师， 学士，
主要从事越野车桥及悬架系列产品设计开发及 技术管理工作。