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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,常规清洗设备即可满足要求。
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。目前方法有冷压法、热压法,冷压法所需压装力比热压法大,生产中可根据实际情况选择压装方法。
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。
惰性气体、二氧化碳、氮气等在激光焊接时可用作保护气。实际应用中,考虑到工业生产耗气量大,完全用惰性气体尤其是氦气成本太高,可视情况选择保护气。如齿轮激光焊接时,保护聚焦系统的气帘可用用空气,其它吹气采用氩气或氮气等。
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。实际应用中,通过调整设备,使各参数合理匹配,注意焊接过程中的监控,可达到稳定的生产的目的。
确定齿轮激光焊接焊缝实际所承受的扭矩主要通过静扭试验,并与理论分析相结合,确定激光焊接的不同变速器齿轮应传递的扭矩。其中,齿轮的激光焊缝熔深对其传递扭矩的景点较大。微观缺陷有微观气孔、微裂纹、虚焊和焊缝浅等。生产中,需用探伤设备进行检测,并与焊件焊缝的解剖抽检相结合,以使焊接质量不受影响。
齿轮轮齿折断的修复,常用的方法是裁齿修复和局部更换法。裁齿修复是先将断齿根部锉平,根据齿根厚度及齿宽情况,在其上裁上一排与齿轮材质相似的螺钉(钻孔、攻丝、拧螺钉),然后再按齿形板加工出齿型。局部更换法是先将待修复齿轮的折断齿除掉,并用一定方法(刨、铣或钳工)开出梯形或燕尾槽,然后以一定的紧度把与此槽形相同、与齿轮材料相近的齿胚压入并焊接固定,而后按样板加工整形,必要时再对加工后的齿面进行硬化处理。
加工齿轮为哪几种
①圆柱齿轮。按零件结构可分为盘齿和轴齿,按齿形可分为直齿和斜齿,用于平行轴动力和运动的传递,如变速箱速度变换、发动机点火正时等。
②锥齿轮。根据齿形可分为直齿锥齿轮和螺旋锥齿轮,用于交叉轴或交错轴动力和运动的传递,如后桥的差速器和减速器等。其中螺旋锥齿轮,根据齿形加工原理和方法的差别在上形成了不同的制度体系,通常称为制式。中国汽车行业基本上采用圆弧渐缩齿(又称格利森制)或摆线等高齿(又称奥利康制)。
③齿环类。如用于变速连接的滑动齿套和用于行星变速传动的齿圈属于内齿环,用于变速同步控制的同步器齿环属于外齿环。
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。
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。
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