EGR冷却器支架焊缝方向对焊接强度的影响

废气再循环（EGR）系统是降低汽车NOx排放的主要技术，应用时结合EGR冷却器来降低排气温度能够进一步减少NOx的排放。通过支架将EGR冷却器安装在曲轴箱上。在发动机运行过程中，尤其是高转矩柴油机运行所产生的振动将传递到EGR冷却器支架上，造成支架连接处发生断裂。常用熔化极惰性气体保护焊可实现EGR冷却器支架与曲轴箱的连接，当发生断裂后，常通过增加支架焊接处的强度来解决该问题，但往往忽略了焊缝处应力分布对焊接强度的影响。通过对焊缝处应力分布进行分析，对焊缝方向进行优化，则不需要增加焊接处的强度，造成成本增加。

对支架焊接处应力分布进行分析前，需要确定发动机运行时支架焊接处承受的振动强度。通过振动试验台，按照日本工业标准（JIS）D 1601汽车零部件振动试验方法，对安装支架焊接原型进行振动测试，以确定振动强度。利用有限元分析方法，对安装支架焊接有限元模型进行分析，不断改变焊缝方向，对焊接处的应力分布进行仿真。仿真结果显示：①焊缝方向影响焊接处的应力分布，对焊接处是否发生断裂具有明显的影响；②当焊缝方向与支架焊接处所受振动方向相同时，焊接处易发生断裂；③当焊缝方向与支架焊接处所受振动方向垂直时，焊接处所受的最大应力减少40%。此外，这种借助试验和有限元仿真的优化方法还可用于其它组件的设计和优化中。

Amit Chaudhari et al.SAE

2016-28-0110.

编译：李臣