后桥是汽车的关键部件之一，其焊接质量的好坏关系到汽车的安全性问题。本文从后桥焊接的材料、焊接接头形式等方面介绍了可行的汽车后桥焊接工艺。

后桥是汽车的关键部件之一，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。在桥壳的众多焊缝中，桥壳与半轴套管的对接焊缝尤其关键，其质量的好坏直接关系到汽车的安全性。

焊接桥壳时应注意以下几点：

*桥壳焊接所用的材料应具有良好的可焊性；

*桥壳焊缝的布置应有利于减少焊接应力及变形；

*桥壳焊接件的技术要求应合理；

*桥壳每条焊缝的焊接接头形式、位置和尺寸应能满足焊接质量要求。

一、母材及焊接材料的选用

1、母材的选用

我们选用的桥壳母材是用16MnL板材压制的。16MnL钢是含有锰和硅的普低合金钢，它比Q235类型的低碳钢多了一些锰，但强度却增加了35％左右，具有良好的可焊性。因16MnL钢含有一定量的碳和锰元素，焊接时的淬硬倾向要比Q235碳钢稍大些，冷裂倾向也较大。在气温较低时，或在焊件刚性和板厚都较大的结构上焊接时，如选用小规范焊接一些短焊缝（或焊脚尺寸较小的角焊缝），焊接接头中可能产生淬硬组织或冷裂缝。为避免在焊接时产生冷裂，需采取预热措施。当焊件刚性很大时，建议在5℃以上进行定位焊，定位焊长度应大于50～100mm，间隙要小，并采用较大的焊接电流，放慢焊速，熄弧前应填满弧坑；当16Mn钢与低碳钢焊接时，焊接材料与焊接工艺均按16Mn钢的要求进行；对结构强度要求不高、负荷不大的薄板焊接，可选用较经济的酸性焊条，如结502、结503等。

对于汽车后桥的重要组合件——半轴套管，目前国内常使用的母材一般为45号钢或45Mn2钢。45Mn2钢因含锰高，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，且质量难以保证。所以我们选用的半轴套管是用45号无缝钢管锻打成型的，其焊接规范容易掌握，焊缝质量良好，可满足汽车后桥的生产需要。

2、焊接材料的选择

和国际通行的桥壳焊接方法一样，我们也选择CO2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ER49-1和ER50-6两种焊丝。ER50-6焊丝相当于美国标准AWSER70S-6、英国标准BSA18、德国标准DINSG2和日本标准J1SYGW12。该焊丝化学成分设计合理，有良好的焊接工艺性能，值得大力推广应用；ER49-1焊丝是按前苏联标准生产的焊丝产品，从20世纪50年代中期一直延用至今。

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，我们首先对两种焊丝进行了对比。

表1表明，ER50-6焊丝的锰元素含量较低，硅元素含量较高，Mn/Si≈1.8。一般碳钢焊丝采用锰、硅联合脱氧，要求锰硅之比2为宜。而ER49-1焊丝锰元素含量偏高，Mn/Si≈2.6。可见，ER50-6焊丝化学成分设计较合理，能得到性能良好的焊缝，而且其硫、磷控制也较严，对保证焊缝的力学性能有利。

表2表明，在焊缝熔敷金属力学性能方面，ER50-6焊丝优于ER49-1焊丝，尤其ER50-6焊丝的塑性与韧性（特别是低温韧性）明显优于ER49-1焊丝。

通过以上分析比较，我们认为ER49-1焊丝已不适应桥壳的焊接生产，应优先使用ER50-6焊丝。

二、焊接工艺及规范

桥壳与半轴套管的联接形式以及焊缝质量是后桥生产的关键。目前国内有两种接头联接形式：一种是在半轴套管一端做出台阶，压配到已加工了的桥壳内，然后施焊；另一种是在桥壳与半轴套管之间用一衬环来联结，然后施焊，衬环起到焊缝的垫板作用。通过对两种接头形式进行严格试验和焊接工艺评定，结果表明第一种形式较好。因此，我们在用45号钢制作的半轴套管的一端车一台阶，压配到已精镗加工后的桥壳内，使用CO2气体保护专用设备进行自动焊接，焊接规范如下：

*焊丝直径：Φ1.6mm；

*焊接电压：32～35V；

*焊接电流：300～360A；

*焊接速度：120mm/min；

*焊丝伸出长度：20mm；

*焊缝重叠量：8～14mm。

对桥壳后盖与加强圈的焊接使用我公司自行设计制作的专用CO2自动焊接机，焊接规范如下：

*焊丝直径：Φ1.2mm；

*焊接电压：26～30V；

*焊接电流：270～300A；

*焊接速度：110mm/min；

*焊丝伸出长度：15mm；

*焊缝重叠量：12～18mm。

对桥壳两桥皮组合的直焊缝与三角板焊缝采用CO2气体保护焊，其焊接规范如下：

*焊丝直径：Φ1.2mm；

*焊接电压：24～28V；

*焊接电流：240～280A；

*焊接速度：120mm/min；

*焊丝伸出长度：15mm。

为保证焊接质量，我们使用纯度达99.5%以上的CO2气体，其含水量、含碳量不超过0.01%。每次使用前，先将瓶内杂气放掉，一般放2～3min即可。我们还在气路中串联了干燥器，以进一步减少CO2气体中的水分。如果气瓶压力低于10MPa，CO2气体中的含水量就会大大增加，此时我们就立即停止使用，更换新瓶后再投入生产。

采用上述焊缝接头形式和焊接工艺，我们对生产出的后桥进行了周密的台架对比试验，其疲劳试验循环次数达160万次以上，有时甚至达230万次才断裂，大大超过了国家标准的汽车后桥疲劳试验循环次数120万次的水平，效果令人满意。目前我公司生产的后桥在金龙客车、江淮汽车、福田汽车、春兰重卡、欧曼重卡等公司反映很好，并远销美国、加拿大、巴基斯坦、缅甸、越南、香港等国家和地区。