轿车前稳定杆连杆断裂原因分析与优化

针对东北低温环境下某轿车行驶1100km左右前稳定杆连杆在与球销座焊接处断裂的问题,对前稳定杆连杆断裂原因进行分析与优化。分析了断口的金相组织、宏观与微观形貌、球销座与连杆化学成分和焊接强度,测试了球销启动与工作力矩、前稳定杆连杆的弯曲疲劳寿命,对前稳定杆连杆进行结构优化,并对比分析了优化前后的各项性能。结果表明:断口由断裂源区、断裂扩展区及瞬时断裂区构成,为典型疲劳断裂特征。球销座和连杆材质均符合20钢的标准要求。连杆焊缝组织为羽毛状上贝氏体,沿奥氏体晶界析出,力学性能较差。连杆次表层存在硅酸盐非金属夹渣物,基体间金属纤维连续性被中断,形成了内部缺陷。在环境温度T≤-20℃下,球销转动力矩大于设计值5N·m。前稳定杆连杆弯曲疲劳寿命小于设计值10万次。前稳定杆连杆球铰结构由热铆结构优化为旋铆结构,连杆直径由Φ9mm增大为Φ10mm,连杆表面处理由冷拔变为磨削,球销启动力矩减小了64.5%,连杆与球销座间焊接强度提高了41.8%,前稳定杆连杆弯曲疲劳寿命增加了427%,符合设计要求。这为轿车前稳定杆连杆设计和加工提供了参考。