Aus welchem Material besteht die Hinterachse des Autos und wie ist sie geschweißt?
Die Werkstoffe und Schweißverfahren der Hinterachse variieren je nach Fahrzeugmodell, Einsatzzweck (z. B. Lkw oder Pkw) und Bauteilfunktion erheblich. Grundsätzlich wird zwischen zwei Kategorien unterschieden: gegossenen und gestanzten/geschweißten Achsgehäusen. Entsprechend unterscheiden sich auch die Werkstoffe und Schweißverfahren.
Hauptmaterialien der Hinterachse
Die Hinterachse eines Fahrzeugs besteht nicht aus einem einzigen Material, sondern aus mehreren Komponenten. Zu den Hauptmaterialien gehören:
Stahlguss: Weit verbreitet in Hinterachsgehäusen von schweren Lkw und Nutzfahrzeugen, zeichnet er sich durch hohe Festigkeit, Steifigkeit und gute Belastbarkeit aus. Er ist derzeit der gängigste Werkstoff auf dem Markt. Beispielsweise werden viele Lkw-Hinterachsgehäuse aus ZG45 und anderen Stahlgusswerkstoffen gefertigt.
Sphäroguss/Gießeisen mit Kugelgraphit: Wird häufig für Achsgehäuse verwendet, da es kostengünstiger ist und eine gute Stoßdämpfung bietet, jedoch eine geringere Festigkeit und Rissbeständigkeit als Gussstahl aufweist. Es findet sich häufig in einigen Modellen der Mittel- und Unterklasse oder in bestimmten Bauteilen.
Legierter Stahl/hochfester Stahl: Wird für die oberen und unteren Schalen des gestanzten und geschweißten Achsgehäuses und die Halbwellenhülsen verwendet, z. B. 16Mn, 40MnB, Q345 usw., er bietet gute Schweißbarkeit und Zähigkeit.
Aluminiumlegierung: Sie findet zunehmend Verwendung in hochwertigen Pkw und Leichtbaumodellen. Beispielsweise besteht die Hinterachse des Mercedes-Benz GLE 450 aus einer Aluminiumlegierung, die Vorteile wie geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und gute Wärmeableitung bietet. Allerdings erfordert der Schweißprozess hohe Anforderungen.
Spezielle nahtlose Stahlrohre: Sie werden für integrierte Antriebsachsengehäuse verwendet und bestehen aus Spezialstahl mit einer Zugfestigkeit von bis zu 680 MPa und einer Streckgrenze von 550 MPa. Die Herstellung erfolgt durch Kaltumformung ohne Schweißnähte, und sie weisen eine überlegene Leistung auf.
Werkstoffe für die Zahnräder: Die Planetenräder, Halbachsenräder usw. in der Hinterachse bestehen üblicherweise aus 20CrMnTi und anderen einsatzgehärteten Legierungsstählen, um Verschleißfestigkeit und Stoßfestigkeit zu gewährleisten.
Schweißverfahren der Hinterachse
Das Schweißen der Hinterachse erfordert die Auswahl spezifischer Schweißmaterialien und -verfahren je nach Material. Entscheidend ist die Fähigkeit, Rissbildung zu widerstehen und die erforderliche Festigkeit zu erreichen.
Schweißen des Hinterachsgehäuses aus Stahlguss:
Empfohlene Schweißmaterialien: WEWELDING600-Schweißstäbe aus legiertem Stahl mit einer Zugfestigkeit von bis zu 860 MPa und hoher Dehnung, speziell entwickelt für hochbeanspruchte Gussstahlteile, die Schweißrisse wirksam verhindern können.
Optionale Schweißmaterialien: Schweißstäbe vom Typ J506 (E5016) können für unkritische Teile oder temporäre Reparaturen verwendet werden, es besteht jedoch die Gefahr von Schweißrissen, und sie werden für wichtige tragende Bauteile nicht empfohlen.
Schweißverfahren: Ölflecken müssen entfernt, Fasen angebracht, die Wärmezufuhr kontrolliert und wiederholtes Schweißen vermieden werden. Gegebenenfalls ist ein Vorwärmen und langsames Abkühlen erforderlich.
Schweißen des Hinterachsgehäuses aus Gusseisen (weniger verbreitet, hauptsächlich bei älteren Modellen oder Traktoren zu finden):
Empfohlene Schweißmaterialien: WEWELDING777 Gusseisen-Schweißstäbe, die mit Kaltschweißtechnologie hergestellt werden, erfordern kein Vorwärmen und weisen eine ausgezeichnete Rissbeständigkeit auf. Sie sind die bevorzugte Wahl für die Reparatur von Gusseisenteilen.
Vorsichtsmaßnahmen: Herkömmliche Schweißstäbe neigen zur Sprödbruchbildung, Gusseisenteile sind nicht für wiederholtes Schweißen geeignet, da sie sonst anfällig für Schweißfehler sind.
Schweißen von gestanzten und geschweißten Achsgehäusen (Stahlplatten):
Hauptsächlich wird Gasschweißen (MIG/MAG) oder manuelles Lichtbogenschweißen angewendet, wobei die Schweißmaterialien auf das Grundmaterial abgestimmt sind, z. B. ER70S-6 Schweißdraht oder J507 Schweißstäbe.
Die Verbindung zwischen der Halbwellenhülse und dem Achsgehäuse wird häufig durch Punktschweißen hergestellt, um die Festigkeit der Verbindung zu erhöhen.
Schweißen der Hinterachse aus Aluminiumlegierung:
Es werden spezielle Aluminium-Schweißdrähte (wie z. B. ER4043 oder ER5356) und das WIG-Schweißverfahren benötigt.
Vor dem Schweißen muss die Oxidschicht gründlich entfernt werden; während des Schweißens muss die Temperatur streng kontrolliert werden, um Verformungen und Heißrisse zu vermeiden.
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