近年來,激光焊接機在汽車制造領域中的使用優(yōu)勢日益明顯,同時也得到了越來越多的關注。在激光焊接過程中,焊接無需在真空中進行,而且可避免焊接變形,且焊縫處具有相當或優(yōu)于母材的綜合力學性能,保證了齒輪可以傳遞較大的扭矩。因此,汽車齒輪的激光焊接已成為當今制造發(fā)展的大趨勢。
汽車齒輪焊接工藝
使用高能密度激光束焊接齒輪的焊縫深度比較大,其激光焊接一般為深熔焊接;激光焊接無接觸加工,速度快,焊縫熱影響區(qū)小,焊接齒輪變形小,焊接后的齒輪加工量少,甚至不需要加工;焊接強度較高,焊縫一般具有相當或優(yōu)于母材的力學性能,使齒輪可以傳遞較大的扭矩;焊接的精確性高,焊接過程中不需要填充焊絲;與其它束焊法相比,齒輪的激光焊接不需要真空室,焊接在自然環(huán)境下進行,直觀性強。
激光焊接齒輪的主要工藝包括以下方面
1、焊接工藝參數(shù),激光焊接一般采用基?;虻碗A激光束,齒輪焊接的主要工藝參數(shù)是激光功率、焊接速度和離焦量。對一定的光斑直徑,離焦量一定時,焊接熔深隨光束功率提高而增加,隨焊接速度的增加而降低;離含量對焊接熔深、熔寬和焊縫形狀影響很大,甚至可以決定激光焊接的形式。
2、焊件焊前清洗與壓裝,激光焊接對焊件的清洗程度有一定要求,清洗的潔凈度直接影響著焊縫的質(zhì)量。焊縫處如果存在油污、鐵銹及其它雜質(zhì),則易產(chǎn)生氣孔等缺陷。生產(chǎn)中應采用機械化清洗方式,采用浸洗、噴淋或二者相結(jié)合的方法進行清洗。清洗后的齒輪焊件焊前應進行壓裝(將需焊接的焊件壓合在一起)。壓裝時,要注意壓配面機械加工的公差配合及壓配精度。
3、焊接保護,為了保證獲得較深的焊縫深度,同時防止焊縫被氧化,激光焊接時需采用保護氣將焊縫上部的等離子云吹散開,并隔離大氣中過量氧氣的影響,使激光束正常入射至焊接熔地,焊接過程得以連續(xù)、均勻地進行;同時,保護氣也具有保護聚焦鏡不被沸騰的氣、液物反噴污染等作用。
汽車齒輪激光焊接是一個發(fā)展趨勢,目前世界各大汽車制造廠競相采用激光焊接齒輪,取代電阻焊、感應焊、電子束焊等傳統(tǒng)焊接方法。激光焊接齒輪無需在真空中進行,可避免焊接變形,焊接后的齒輪無需再精加工,且焊縫處具有相當或優(yōu)于母材的綜合機械性能,保證齒輪可傳遞較大的扭矩。
在汽車變速器齒輪的設計制造中,為了減小齒輪冷加工及熱加工的難度,提高生產(chǎn)效率,經(jīng)常將齒輪分為各自獨立的兩個部分分別加工,然后將兩部分復合在一起,形成一個整體,構(gòu)成復合齒輪,也稱齒輪總成,如齒輪與錐體(接合齒)構(gòu)成的齒輪總成。
復合齒輪的連接主要有兩種方式:花鍵連接與束焊連接?;ㄦI連接是通過內(nèi)、外花鍵實現(xiàn)連接,其空刀槽較大,齒輪軸向尺寸大,生產(chǎn)效率低:束焊連接主要是電子束焊和激光焊,它以光滑圓柱體配合連接形式代替花鍵連接,使空刀槽減小,齒輪體積縮小,車輛減重,生產(chǎn)效率顯著提高。
采用激光焊接技術進行齒輪總成的連接,可提高變速器齒輪的產(chǎn)品精度,簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及制造工藝,能方便地滿足產(chǎn)品開發(fā)與試制中零部件結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整及樣件制造的需要,并有利于設計人員對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行合理布局,不斷提高產(chǎn)品開發(fā)與制造水平:同時,由于激光焊接的齒輪結(jié)構(gòu)緊湊,精度和可靠性提高,可減少車輛故障率,并提高車輛操縱靈活性,提高產(chǎn)品信譽。該技術的生產(chǎn)效率高,具有較好的應用效果。
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