为了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。
目前,齿轮激光焊接一般在热前进行,按与齿轮焊接前相同的材料及热处理状态制备拉伸试样,采用正常激光焊接工艺 焊接后,进行拉伸试验,断裂都发生在母材部位,即激光焊缝的抗拉强度母材。
齿轮加工是一个极为复杂的过程,只有运用正确的技术,才能使生产成为可能,生产过程中的每个部分也都达到极为的尺寸。齿轮的加工周期中包括了 普通车加工→滚齿加工→插齿加工→剃齿加工→硬车加工→磨齿加工→珩磨加工→钻孔→内孔磨削→焊接→测量。
传统的焊接齿轮组件的还不成熟。一方面,其焊缝熔深常偏浅或偏深,焊缝还容易出现气孔,裂纹等缺陷。另一方面齿轮组件在焊接后变形几乎没有控制,变形常常较为严重。而变速箱换挡时,由于齿轮组件的焊接变形,同步器齿套常常不能很平顺地推到相应的齿轮组件上,同步器容易出现换挡振动或噪音,严重时甚至出现冲击,换挡困难或卡挡等严重故障。此外挂挡后,焊接变形还会造成接合齿与齿套的接触不均匀,使得接合齿局部受力较大,会造成接合齿出现断齿失效的风险。
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。其中,变速器齿轮激光焊接技术的发展较快,它也是激光加工的一项重要技术。
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,具有较好的应用效果。