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后桥是汽车传动、负载的主要部件,在后桥众多的焊缝中,尤其以半轴套管与桥壳中段的焊接最为重要。由于半轴套管材质是35CrMoA钢,桥壳中段是16Mn钢,属于异种金属焊接,可焊性差,用普通焊接方法很难得到满意的焊接接头质量,而电子束焊接因其能量密度高、穿透能力强、焊缝深宽比大、精度高等优点,能得到质量较好的焊接质量。 通过讨论电子束焊接工艺参数的变化对焊缝成形质量的影响,可知:当电子束束流增大时,焊缝的熔深和熔宽都增加,接头焊缝成形质量较差;当焊接速度增加时,焊缝熔宽变小,同时熔深也减小。通过实验得到电子束焊接半轴套管综合指标较佳的焊接工艺参数为:加速电压U=85kV,焊接速度v=30㎝.min-1,聚焦电流If=235mA,束流Ib=75mA。 在分析电子束焊接温度场和应力场的有限元理论基础上,利用有限元分析软件ANSYS建立半轴套管电子束焊接有限元模型,采用高斯面热源和圆柱体热源的复合热源,并运用ANSYS的参数化语言APDL进行复合移动热源的加载,对焊接接头处的瞬态温度场进行模拟分析,得到接头处的温度场分布规律,为焊接热应力的模拟分析提供了基础。 在电子束焊接温度场模拟分析的基础上,对焊接接头处的应力场进行模拟分析,得到热应力和残余应力的分布规律,并对电子焊接产生的残余应力产生机理进行分析,为焊后的热处理等工艺措施提供了依据。 从降低焊接残余应力和解决焊接缺陷的角度出发,通过电子束焊接工艺实验,对焊接半轴套管的缺陷进行分析,并采取相应的工艺措施,使焊后的半轴套管质量较高,经过疲劳振动和金相分析检验,焊接接头基本无任何缺陷,完全能满足工业生产的要求。