汽車后橋是汽車的關鍵部件之一，其焊接質量的好壞關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，為此要求后橋應具有足夠的強度、剛度和韌性，這就對橋殼的焊接質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鍵，其質量的好壞直接關系到汽車的安全性。

  焊接汽車后橋殼時應注意以下幾點：

  橋殼焊接所用的材料應具有良好的可焊性；

  橋殼焊縫的布置應有利于減少焊接應力及變形；

  橋殼焊接件的技術要求應合理；

  橋殼每條焊縫的焊接接頭形式、位置和尺寸應能滿足焊接質量要求。

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構上焊接時，如選用小規范焊接一些短焊縫（或焊腳尺寸較小的角焊縫），焊接接頭中可能產生淬硬組織或冷裂縫。為避免在焊接時產生冷裂，需采取預熱措施。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；對結構強度要求不高、負荷不大的薄板焊接，可選用較經濟的酸性焊條，如結502、結503等。

  對于汽車后橋的重要組合件——半軸套管，目前國內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會出現針狀馬氏體組織，硬度大、塑性差，易產生脆性斷裂，而且可供選擇的焊接規范非常小：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生熱裂紋，且質量難以保證。所以我們選用的半軸套管是用45號無縫鋼管鍛打成型的，其焊接規范容易掌握，焊縫質量良好，可滿足汽車后橋的生產需要。

  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。該焊絲化學成分設計合理，有良好的焊接工藝性能，值得大力推廣應用；ER49-1焊絲是按前蘇聯標準生產的焊絲產品，從20世紀50年代中期一直延用至今。

  由于焊絲的化學成分直接關系到焊絲的工藝性能、拉拔和力學性能，以及焊縫熔敷金屬的力學性能。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焊絲化學成分設計較合理，能得到性能良好的焊縫，而且其硫、磷控制也較嚴，對保證焊縫的力學性能有利。

在焊縫熔敷金屬力學性能方面，ER50-6焊絲優于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焊絲已不適應橋殼的焊接生產，應優先使用ER50-6焊絲。

二、焊接工藝及規范

  橋殼與半軸套管的聯接形式以及焊縫質量是后橋生產的關鍵。目前國內有兩種接頭聯接形式：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，然后施焊；另一種是在橋殼與半軸套管之間用一襯環來聯結，然后施焊，襯環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，使用CO2氣體保護專用設備進行自動焊接，焊接規范如下：

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最先進的焊接機器人進行焊接，其焊接規范如下：

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，先將瓶內雜氣放掉，一般放2～3min即可。我們還在氣路中串聯了干燥器，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。

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