汽車零部件制造領(lǐng)域，汽車座椅滑軌，調(diào)角器，變速箱齒輪等領(lǐng)域都應(yīng)用了激光焊接進行生產(chǎn)。以齒輪焊接為例，分析激光焊接的優(yōu)勢，齒輪主要分為直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、錐齒輪、準(zhǔn)雙曲面齒輪，廣泛應(yīng)用于汽車變速器、同步器、分動器、驅(qū)動橋中。
近年來， 激光焊接技術(shù)在變速器齒輪焊接中的優(yōu)勢日益明顯， 得到了越來越多的重視，是未來發(fā)展的主要趨勢。由于機床加工技術(shù)的局限性， 形狀、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的齒輪組件很難甚至無法整體加工成單件。為了提高工藝性和生產(chǎn)效率， 通常是加工成兩個或兩個以上的單件再經(jīng)焊接工藝組合成一個組件。在激光焊接齒輪以前， 齒輪的焊接一般采用電阻焊、感應(yīng)焊、電子束焊等工藝方法。
與上述焊接工藝相比， 激光焊接齒輪無需在真空中進行， 而且可避免焊接變形， 保證了焊接后的齒輪無需再精加工。不僅如此， 激光焊接可使焊縫深寬比高達10:1， 且焊縫處具有相當(dāng)或優(yōu)于母材的綜合機械性能， 保證了齒輪可以傳遞較大的扭矩。因此， 齒輪的激光焊接已成為當(dāng)今發(fā)展的一個大趨勢。目前世界各大汽車制造廠競相采用激光焊接變速器復(fù)合齒輪以提高產(chǎn)品在國際市場上的競爭力。我國采用激光焊接汽車齒輪的廠商也越來越多， 如上海大眾、上海重慶齒輪箱廠等。
激光焊接變速器齒輪工藝順序為:
1.焊接清洗: 一般安排在焊接的前一道工序完成。實驗中選擇無水乙醇代替工業(yè)清潔劑用于焊前表面的清潔。
2.壓裝: 清洗后的齒輪首先要進行壓裝， 壓裝是通過壓機把要焊接的兩個零件壓配后緊密結(jié)合在一起。入射激光光斑和組對間隙的偏移要求非常準(zhǔn)確。因為激光束的聚焦光斑很小,所以焊縫需要高精度定位， 其位置偏離的最大允許值要依聚焦光斑的半徑來定, 一般不可大于 0.1 mm, 否則會產(chǎn)生焊接的失效。兩對接平面之間高度差太大， 會使激光束的能量大量反射出去,影響焊接的深度和均勻性。所以在壓配后， 一般要求平面差小于0.1mm。
3.預(yù)熱( 可選) : 為了避免產(chǎn)生焊接裂紋， 根據(jù)零件材料及加工狀態(tài)， 有時需要在焊接前進行預(yù)熱， 特別是對含碳量高或經(jīng)過熱處理滲碳淬火后的零件。
4.激光焊接: 采用IPG 6000光纖激光器對變速器齒輪進行焊接， 以等溫正火后的20MnCrS5的2倒檔雙聯(lián)齒輪為例， 焊接工藝采用預(yù)焊一圈+深熔焊一圈， 圖1為焊后的齒輪照片。焊縫截面如圖2所示。
5.焊后檢測:一般將焊縫切開進行顯微觀察或者采用超聲波探傷檢測。目視檢查要求焊接飛濺較少，工作面飛濺少，內(nèi)部氣孔和縮孔較少。
激光焊接特別是固體光纖激光發(fā)生器的激光焊接因其技術(shù)優(yōu)勢， 是未來的激光焊接發(fā)展趨勢。我國激光焊接設(shè)備設(shè)計制造水平和能力目前還比較薄弱， 國內(nèi)主要汽車廠的齒輪激光焊接設(shè)備主要依賴進口， 價格昂貴。以大族激光代表的企業(yè)已經(jīng)起步發(fā)展并占據(jù)部分市場， 這對降低成本促進激光焊接的應(yīng)用有著良好的推動作用。
激光焊接齒輪工藝已日趨完善，可以控制焊縫氣孔和裂紋達到工業(yè)要求， 方法穩(wěn)定可靠， 效率高， 雖然初期投資較大， 但加工成本比機械加工要少5 0 %。激光焊接有著傳統(tǒng)焊接無法取代的優(yōu)勢， 必將成為變速器齒輪焊接的主流產(chǎn)品。
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