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激光焊接技术在汽车齿轮制造中的应用

激光焊接技术在汽车齿轮制造中的应用

作者:
天弘激光
来源:
天弘激光
发布时间:
2021/03/26
【摘要】:
近年来,激光焊接技术在汽车齿轮焊接中的优势日益明显,同时也得到了越来越多的重视。使用高能密度激光束焊接齿轮的焊缝深度比较大,其激光焊接一般为深熔焊接;激光焊接为无接触加工,速度快,焊缝热影响区小,焊接齿轮变形小,焊接后的齿轮加工量少,甚至不需要加工;焊接强度较高,焊缝一般具有相当或优于母材的力学性能,使齿轮可以传递较大的扭矩;焊接的精确性高,焊接过程中不需要填充焊丝;与其它束焊法相比,齿轮的激光焊
激光焊接在汽车齿轮中的应用优势
近年来,激光焊接技术在汽车齿轮焊接中的优势日益明显,同时也得到了越来越多的重视。
 
使用高能密度激光束焊接齿轮的焊缝深度比较大,其激光焊接一般为深熔焊接;激光焊接为无接触加工,速度快,焊缝热影响区小,焊接齿轮变形小,焊接后的齿轮加工量少,甚至不需要加工;焊接强度较高,焊缝一般具有相当或优于母材的力学性能,使齿轮可以传递较大的扭矩;焊接的精确性高,焊接过程中不需要填充焊丝;与其它束焊法相比,齿轮的激光焊接不需要真空室,焊接在自然环境下进行,直观性强,且不产生X射线。
 
与传统焊接工艺相比,激光焊接汽车齿轮拥有极大的优势,无需在真空中进行,而且可避免焊接变形,保证了焊后的齿轮无需再进行精加工。不仅如此,激光焊接可使焊缝深宽比高达10∶1,且焊缝处具有相当或优于母材的综合力学性能,保证了齿轮可以传递较大的扭矩。因此,齿轮的激光焊接已成为当今发展的一个大趋势。
 
激光焊接在汽车齿轮制造中的应用
激光焊接齿轮的主要工艺,包括焊件焊前清洗与压装,焊接保护,焊接参数。
 
1)焊件焊前清洗与压装,激光焊接对焊件的清洗程度有一定要求,清洗的洁净度直接影响着焊缝的质量。焊缝处如果存在油污、铁锈及其它杂质,则易产生气孔等缺陷。生产中应采用机械化清洗方式,采用浸洗、喷淋或二者相结合的方法进行清洗。清洗后的齿轮焊件焊前应进行压装(将需焊接的焊件压合在一起)。压装时,要注意压配面机械加工的公差配合及压配精度。
 
2)焊接保护,为了保证获得较深的焊缝深度,同时防止焊缝被氧化,激光焊接时需采用保护气将焊缝上部的等离子云吹散开,并隔离大气中过量氧气的影响,使激光束正常入射至焊接熔地,焊接过程得以连续、均匀地进行;同时,保护气也具有保护聚焦镜不被沸腾的气、液物反喷污染等作用。
 
3)焊接参数,激光焊接一般采用基模或低阶激光束,齿轮焊接的主要工艺参数是激光功率、焊接速度和离焦量。对一定的光斑直径,离焦量一定时,焊接熔深随光束功率提高而增加,随焊接速度的增加而降低;离含量对焊接熔深、熔宽和焊缝形状影响很大,甚至可以决定激光焊接的形式。
 
汽车齿轮激光焊接是一个发展趋势,目前世界各大汽车制造厂竞相采用激光焊接齿轮,取代电阻焊、感应焊、电子束焊等传统焊接方法。激光焊接齿轮无需在真空中进行,可避免焊接变形,焊接后的齿轮无需再精加工,且焊缝处具有相当或优于母材的综合机械性能,保证齿轮可传递较大的扭矩。
 
在汽车变速器齿轮的设计制造中,为了减小齿轮冷加工及热加工的难度,提高生产效率,经常将齿轮分为各自独立的两个部分分别加工,然后将两部分复合在一起,形成一个整体,构成复合齿轮,也称齿轮总成,如齿轮与锥体(接合齿)构成的齿轮总成。
 
复合齿轮的连接主要有两种方式:花键连接与束焊连接。花键连接是通过内、外花键实现连接,其空刀槽较大,齿轮轴向尺寸大,生产效率低:束焊连接主要是电子束焊和激光焊,它以光滑圆柱体配合连接形式代替花键连接,使空刀槽减小,齿轮体积缩小,车辆减重,生产效率显著提高。
 
采用激光焊接技术进行齿轮总成的连接,可提高变速器齿轮的产品精度,简化产品结构及制造工艺,能方便地满足产品开发与试制中零部件结构的不断调整及样件制造的需要,并有利于设计人员对产品结构进行合理布局,不断提高产品开发与制造水平:同时,由于激光焊接的齿轮结构紧凑,精度和可靠性提高,可减少车辆故障率,并提高车辆操纵灵活性,提高产品信誉。该技术的生产效率高,具有较好的应用效果。
 
六轴机械手旋转双工位焊接机—齿轮
六轴机械手旋转双工位焊接机—齿轮
1、硬件配置进口IPG中高功率激光器,可通过模拟量或内部的参数调用实现激光功率控制,保证每次出光功率的稳定性。
 
2、采用6+2的KUKA机械手操作系统,2个外部旋转轴。安全稳定可靠。
 
3、工作台采用2分带刹车分割器,高精度的重复定位精度。有效保证焊接产品位置的稳定和精度。
 
4、外加红光矫正,方便试教过程激光红光的对准,找到聚焦点。
 
5、灵活操作运动系统,人性化设计,更换的用户体验。

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