汽車車橋作為汽車底盤行駛系中的重要組成部分，受力復雜，它不但承重和傳力，還承受巨大的動載荷和靜載荷所形成的彎矩和扭矩，為此要求后橋有足夠的強度、剛度和韌性。在眾多焊縫中。橋殼的焊接質量是直接關系到汽車的行駛安全和乘客及司機人身安全。因此保證后橋的焊接質量是十分重要的。

　　1 焊接性分析

　　1.1 材料焊接性

　　目前汽車車橋所用材料多為低碳鋼系列，以20鋼為主，其化學成分(質量分數，%)為：0.17.o.23C.0.17~0.37Si，0.35~0.65Mn，Cr

　　在冶煉過程中對S的含量又進行了嚴重控制，這就保證了具有較大的Mn/S值.降低低熔點共晶物形成的幾率，對熱裂紋有很好的抑制作用。因此這種材料的焊接性相對較好。焊接冷裂、熱裂傾向較小.常規(guī)的焊接方法均可應用于此材料的焊接。但是，考慮到生產效率問題?，F(xiàn)在汽車車橋的焊接方法基本多采用CO：氣體保護焊。

　　1.2 工藝可行性

　　CO2氣體保護焊作用一種高效的焊接方法已在下程生產上得到廣泛的應用。C02氣體保護焊的電弧穿透力強。生產率比焊條電弧高l～3倍;CO2氣體保護焊采用短路過渡技術可以用于全方位的焊接，對于薄壁構件焊接質量高，焊接變形小，焊接速度快;CO2氣體價格便宜，且焊前對焊件處理可從簡。其焊接成本只有埋弧焊和焊條電弧焊的40%～50%;CO2氣體保護焊易實現(xiàn)機械化和自動化，在汽車焊接中還可減少對設備、場地、工裝夾具的多次投入而減少成本，提高生產效率;抗銹能力較強，焊縫含氫量低。成一體，其結構如圖l所示。由于汽車車橋在整車中不但要支撐車身，還要傳遞載荷，所以其受力情況比較復雜，為了清楚反映車橋負載狀況下的作用情況，對車橋整體進行了應力應變有限元模擬分析，其結果發(fā)現(xiàn)，三段式連接的中部連接處應力集中現(xiàn)象較明顯。這是由于連接處存在較大的縫隙(為焊接而采用的坡口)。焊接接頭的出現(xiàn)本身就破壞了結構的完整性易產生應力突變。而焊接過程又是一個急冷急熱的過程，焊縫金屬凝固過程為非平衡結晶，大量殘余應力無法及時釋放，而滯留在結構內部造成應力集中現(xiàn)象。

　　圖1 汽車車橋結構示意圖

　　從強度計算結果來看.由于加載和結構上的原因，在結構局部地方存在應力集中(最大應力出算結果表明有動荷系數時應力集中現(xiàn)象加大.最大應力值上升，同時疲勞壽命減小。因此對汽車車橋焊接工藝的研究很有必要。

　　3 焊接工藝優(yōu)化

　　由上述分析可以發(fā)現(xiàn)，由于汽車車橋所用材料屬于低碳鋼，焊接性較好，但由于其結構的特殊性.大量殘余應力的存在將誘發(fā)焊接缺陷。使材料的疲勞壽命無法滿足相應的標準要求，因此對傳統(tǒng)的焊接工藝進行優(yōu)化改造尤為重要。PLC控制技術作為一種新興的控制技術，由于具有反應速度快、精度高、體積小的優(yōu)點并已在工業(yè)生產上得到廣泛使用。為此將PLC控制技術引入CO2氣體保護焊過程中，通過PLC精準控制丁藝過程中的起弧、穩(wěn)弧、息弧，并對與之相配合裝夾具進行精確地引導，進而保證焊接質量的可控性和可再現(xiàn)性。經過相應的前期調試試驗，對焊接工藝參數進行了相應的優(yōu)化設計，其最佳的工藝參數范圍見表l，焊現(xiàn)位置)問題，在制造過程中應加強工藝保證;計接材料為ER49.1。

　　表1 焊接工藝參數Tab.1 The welding proce鯔parameters

　　4 焊接接頭性能分析

　　為了驗證PLC控制下C02氣體保護焊工藝參數的可行性和最優(yōu)性，對此參數下的焊接接頭進行相應的力學性能和顯微組織分析。

　　4.1 硬度分析

　　由于汽車車橋結構的特殊性。在加工、檢測過程中很難將其加工成拉伸試件進行拉伸試驗，而傳統(tǒng)熱軋鋼的抗拉強度與硬度之間有一定的比例關系，即抗拉強度等于硬度值的3.5倍，所以對焊接接頭進行相應的硬度試驗.以此近似評價其抗拉強度。圖2為焊接接頭的硬度分布圖。可見其硬度的最大值出現(xiàn)在焊接接頭的區(qū)域，母材和焊縫的硬度均低于HAZ.而母材與焊縫相對比，焊縫的硬度略高于母材。通過硬度數據分布圖可明顯發(fā)現(xiàn)焊縫處硬度分布比較均勻.通過硬度折換成抗拉強度也達到相應的技術要求，這說明應用PLC控制的自動焊機在給定的焊接工藝參數范嗣內能夠有效的控制焊接缺陷。并且很好的解決了未焊透問題.使焊接接頭的力學性能達到相應的技術要求。

　　4.2 焊接接頭金相分析

　　為了更清晰地揭示焊接接頭力學性能變化的根本原因。對焊接接頭進行了相應的顯微組織分析，其金相圖片見圖3?？煽闯?，無論是母材、焊縫還是，其組織形態(tài)均為P+F，只是兩種組織的形態(tài)有所區(qū)別。在母材中P呈一定的方向性排列.在其晶界散落一定量的F，這為典型的軋制組織：而在焊縫組織中其規(guī)則的軋制組織已經無法找到.取而代之的是大量樹枝晶和等軸晶;在地皚區(qū)域由于位置介于母材和焊縫之間，所以其組織也介于兩者之間，只是組織有所粗大。這種組織形態(tài)與上述的硬度數據基本吻合，這充分說明PLC控制下的CO2氣體保護焊工藝基本可行，而且質量過關。

　　5 結論

　　(1)C02氣體保護焊工藝可成功應用于汽車車橋的焊接。

　　(2)PLC控制下的C02氣體保護焊工藝，由于采用的精確控制技術，使焊接接頭性能得到進一步提高，滿足實際生產需要。