杨阳 陈龙 李柯 刘新亚

河南奔马股份有限公司 河南省许昌市 461500

1 引言

后桥是汽车的关键零部件之一，其焊接质量的好坏直接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，进而来满足桥壳的使用功能。

2 冲焊桥壳的基本结构形式

我公司生产的桥壳的基本结构形式如图1所示，两端半轴套管材料为45，桥壳上、下片材料为Q345，板厚为8mm；桥壳后盖材料为Q235，板厚为4mm。

3 焊接工艺性分析及方案制定

桥壳母材采用Q345板材冲压而成，Q345为低合金结构钢，它比Q235类型的低碳钢抗拉强度和屈服强度高一等级，具有良好的可焊性。半轴套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，因此，需要有较高的刚性和耐磨性。我司半轴套管采用45，45属于中碳钢，此种材料具有较好塑性，但焊接性较差，空冷时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[1]。因此，为提高焊接接头的综合性能，在焊接过程中需要控制焊接线能量及焊接接头含氢量[2]，焊前需要预热，焊后需要缓冷。

考虑到焊接接头的综合性能和生产效率，在生产过程中我公司采用了生产效率高、便于机械化和自动化生产、焊缝中含氢量少的CO2气体保护焊的焊接方法。

4 焊接方法及焊材选用

由于桥体的母材材质分别为Q345和45钢，我公司选用气体保护焊实心焊丝ER50-6，Φ1.2mm焊丝，采用富氩（Ar（80%）+CO2（20%））气体保护焊作为桥体的焊接方法。CO2气体纯度达到99.5%以上，Ar气体纯度达到99.9%以上。

5 焊接工艺及要求

4.1 焊前处理

（a）坡口制备

①为了保证坡口的平整和无裂纹、分层、夹杂等缺陷，设计母材上下片对接边缘坡口型式如下图2，并采用冷加工方法进行加工。坡口角度α：60～65°，根部间隙b：0～1mm，钝边为 c：0～2mm。

②在母材与半轴套管对接边缘开V型坡口如下图3所示，并采用冷加工方法进行加工，坡口角度α：65°～75°，根部间隙b：4～5mm，钝边为c：0～2mm；半轴套管坡口边到轴肩的距离：d≥12mm。

（b）坡口表面及两侧（以离坡口边缘的距离计算20mm）应将水、铁锈、油污、积渣和其它有害杂质清理干净。

图1 桥壳基本结构

图2 桥壳上下片组对

图3 桥壳与半轴套管组对

（c）为防止粘附焊接飞溅，坡口两侧各50mm范围内涂刷防飞溅剂。

（d）焊丝进行除油、锈、烘干处理，并保持保护气体干燥、纯净。

4.2 组焊流程，见图4

4.3 施焊过程控制

（1）桥壳Y型焊缝焊接一般坡口为60°，焊接示意图如图3所示，打底焊焊后应对工件进行检查，不得出现焊穿、漏焊等缺陷，对缺陷及时修补并去除焊渣和浮锈层，合格后进行下一层焊缝的焊接，要求焊透率为75%以上，焊缝余高2～3mm，焊缝宽度12mm左右。

（2）半轴套管环缝焊接一般坡口为60°，焊接示意图如图5，为防止焊接冷裂纹，焊前必须进行预热处理，预热方式采用氧乙炔中性焰加热，预热温度150℃～250℃，重点偏向45钢一侧，范围在焊缝两侧各100mm内，焊接过程中严格控制层间温度。

图5 Y型焊缝形式

图6 半轴套管环焊缝形式

焊接时应对焊缝附近螺纹孔进行防护，避免进入焊渣、飞溅，要求焊透率100%，焊缝宽度12mm左右，焊缝余高2～3mm。

（3）桥壳定位点焊附件：点焊时电流要调大一些，一般要求焊缝高3～4mm、焊缝长为20～30mm。

（4）桥壳后盖及主减固定板焊接：一般为角焊缝，焊缝高3～8mm，要求焊透率为75%以上。

4.4 焊后处理

焊后清理干净焊缝表面的氧化皮及周边的焊接飞溅。如出现焊缝成型差、有缺陷、焊接不到位等情况，应及时采取补焊、修磨等措施进行处理。

桥壳与半轴套管环缝焊后应进行消除应力热处理，温度为600℃～650℃。可在焊接过程中用锤击法减小焊接应力，焊后用氧乙炔中性火焰加热焊缝缓冷，避免热裂纹的产生。

5 桥壳焊接质量及检测要求

（1）焊接三角板、直缝焊、后盖、加强圈等焊透率为75%以上，检测方法为焊缝剖开后用20倍放大镜检测。

（2）对桥壳与半轴套管对接环焊缝进行超声波100%全探伤，达到关键焊缝Ⅱ级质量要求。

（3）后桥总成气密性检测100%全检测。由于后桥壳密封性要求较高，所以一般采用高压充气后浸液试漏检验，如果出现焊接不良导致渗漏，需进行补焊焊接，直至不再渗漏为止。

（4）大批量生产时，每月需随机抽样1根当月生产的后桥壳总成，对其轴管环焊缝进行切片取样，用20倍放大镜检测环焊轴管焊透率为100%，并检查其热影响区的金相组织、硬度。

（5）桥壳总成垂直弯曲疲劳台架试验必须达到国家汽车行业标准《QC/T534-1999汽车驱动桥台架试验评价指标》中规定：取其中值疲劳寿命不低于80万次，试验样品中最低不得低于50万次的国家安全标准。

6 结语

通过对我司汽车后桥桥壳焊接工艺流程进行描述，表明了汽车后桥桥壳焊接的关键工艺要求，采用此工艺保证了桥壳的焊接质量，达到产品的设计要求。

图4 组焊流程