CN101885112B - 汽车驱动桥差速器壳体与从动锥齿激光焊接连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车驱动桥差速器壳体与从动锥齿的激光焊接方法，其特征在于具体的步骤如下：采用具有定位和夹紧功能的专用夹具将差速器壳体与从动锥齿的焊接端面定位夹紧；将夹装好的合件装夹在数控回转工作台上，采用反射式聚焦结构的导光***将聚焦后的激光束传输至焊接区域，利用He-Ne激光进行同轴定位；由于差速器壳体的材料为球墨铸铁，从动椎齿的材料为渗碳钢，必须采用激光填丝焊方法，用送丝装置将特定的焊丝以0.5m/min～9m/min的速度送至焊缝处；焊接中采用氮气、氦气或氩气对熔池进行保护。其连接强度高，热影响区小，变形小，能够达到使用要求；结构简化，质量减轻，并且降低了生产成本。

Description

汽车驱动桥差速器壳体与从动锥齿激光焊接连接方法

技术领域

本发明涉及一种汽车驱动桥差速器壳体与从动锥齿激光焊接连接方法，属于激光焊接技术领域。

背景技术

在以往的轻轿汽车驱动桥制造工艺中，由球墨铸铁制造的差速器壳体与由渗碳钢制造的从动锥齿的连接方式采用螺栓联接；该方法制造加工较为复杂，不利于结构设计的简化和成本的降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车驱动桥差速器壳体与从动锥齿的激光焊方法，其具有成本低廉、结构简单、节约材料的特点，与汽车轻量化、节能化的发展趋势相一致；而且激光焊接具有速度快、热影响区狭窄、焊接变形小等特点，特别适用于异种材料的焊接。

本发明的技术方案是这样实现的：汽车驱动桥差速器壳体与从动锥齿的激光焊接方法，其特征在于具体的步骤如下：(1)采用具有定位和夹紧功能的专用夹具将差速器壳体与从动锥齿的焊接端面定位夹紧；将夹装好的合件装夹在数控回转工作台上，回转工作台以2r/min～40r/min的速度旋转；(2)采用反射式聚焦结构的导光***将聚焦后的激光束传输至焊接区域，利用He-Ne激光进行同轴定位；其中焊接轨迹线所在平面为S1，与焊接轨迹线相切且垂直于S1的平面为S2，聚焦后的激光束轴线与S2平面的夹角为α，与S1平面的夹角为β；同样，焊丝轴线与S2平面的夹角为γ，与S1平面的夹角为δ；焊丝端部偏离焊缝中心线的距离为L1，距激光束焦点距离为L2；焊接时激光束功率范围1kW～8kW，聚焦焦点离焦量-8mm～+8mm，入射方向定位分为以下三种方式：(A)激光径向入射，激光束轴线位于S1平面内即β＝0°，且与S2平面的夹角α＝90°；(B)激光轴向入射，激光束轴线与S2平面的夹角α＝0°，且与S1平面的夹角β＝90°，光束轴线距从动锥齿轴线距离为10mm～200mm。(C)激光斜向入射，激光束轴线与S2、S1平面的夹角范围0°≤α＜90°，0°≤β＜90°，且α、β不能同时等于0°；在激光焊接的同时，用送丝装置将特定的焊丝以.5m/min～9m/min的速度送至焊缝处，焊丝被激光束熔化后与两侧母材溶合形成焊

缝，其焊丝直径0.5mm～3mm，送丝方向取值范围为0°≤δ≤90°、0°≤γ≤90°，焊丝端部距焊缝中心线距离0≤L1≤3mm，送丝方向与焊接方向夹角0°～175°；激光束焦点距离焊丝端部-8mm≤L2≤8mm；焊接中采用氮气、氦气或氩气对熔池进行保护。

所述的激光焊接焊缝为径向至轴向对接、端接、角接等各种环型焊缝。

本发明的积极效果是激光焊接汽车驱动桥差速器壳体与从动锥齿，连接强度高，热影响区小，变形小，能够达到使用要求；与螺栓联接相比该方法可以使结构简化，质量减轻，并且能够降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的焊接示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述：

实施例1：

将汽车驱动桥差速器壳体与从动锥齿进行装配，装配好的组合件装夹在可倾数控回转工作台的卡盘上，使焊件在焊接过程中按要求进行旋转，以实现不同的焊接速度。采用He-Ne激光束进行激光定位，将聚焦后的激光束传输至焊接区域进行激光焊接。激光入射方式为径向入射，激光束聚焦焦点离焦量-3mm～+3mm。激光焊接过程中，激光器输出激光功率1kW～3kW；焊接速.5m/min～3m/min；必须采用激光填丝焊方法，用送丝装置将特定的焊丝以一定速度0.5m/min～3m/min)送至焊缝处，焊丝直径0.5mm～2mm；送丝方向与焊接方向夹角75°，焊丝轴线与S1平面夹角δ＝0°，与S2平面夹角0°＜γ＜90°。

焊丝端部偏离焊缝中心线距离0＜L1≤1mm，距激光束焦点距离-3mm≤L2≤3mm。焊接过程中采用氮气、氩气或氦气中一种或几种气体及压缩空气等气体在焊接过程中对焊接熔池及光学元件进行保护，气体流量5～25L/min。激光焊接方式：搭接焊、角焊、对焊。焊缝呈均匀、连续分布，焊缝宽度0.5～4mm，焊缝熔深2～10mm。

实施例2：

将差速器壳体与从动锥齿进行装配，将装配好的组合件装夹在可倾数控工作台上，使焊件在焊接过程中按要求进行旋转，以实现不同的焊接速度。采用He-Ne激光束进行激光定位，以使激光束能够传输到焊接区域。激光的入射方式采用轴向入射，入射点距轴线距离为90mm～100mm。激光束聚焦焦点离焦量-3mm～+3mm；焊接中所采用的激光功率为4kW～8kW；焊接速度1m/min～4m/min；采用激光填丝焊接，送丝速度为1m/min～4m/min，所采用的焊丝直径为0.5mm～2mm；送丝方向与焊接方向夹角125°，焊丝轴线与S2平面夹角γ＝0°，与S1平面夹角0°＜δ＜90°。焊丝端部偏离焊缝中心线距离1mm＜L1≤2mm，距激光束焦点距离-3mm≤L2≤3mm。焊接过程中采用氮气、氩气或氦气中一种或几种气体及压缩空气等气体在焊接过程中对焊接熔池及光学元件进行保护，气体流量5～25L/min。激光焊接方式为搭接焊、角焊、对焊。焊缝呈均匀、连续分布，焊缝宽度0.5～4mm，焊缝熔深2～10mm。

实施例3：

如图1所示，虚线圆为焊接轨迹线，其所在平面为S1，与焊接轨迹线相切且垂直于S1的平面为S2。聚焦后的激光束轴线与S2平面的夹角为α，与S1平面的夹角为β。同样，焊丝轴线与S2平面的夹角为γ，与S1平面的夹角为δ。焊丝端部偏离焊缝中心线的距离为L1，距激光束焦点距离为L2。

将差速器壳体与从动锥齿装配好后装夹在可倾数控工作台上，使焊件在焊接过程中按要求进行旋转，以实现不同的焊接速度。采用He-Ne激光束进行激光定位，以使激光束能够传输到焊接区域。激光入射方式采用斜向入射，激光束聚焦焦点离焦量-3mm～+3mm；焊接中所采用的激光功率为2kW～4kW，焊接速度2m/min～8m/min；采用激光填丝焊接，送丝速度为2m/min～6m/min，所采用的焊丝直径为0.5mm～2mm；送丝方向通过焊丝轴线与S1、S2平面的夹角δ、γ确定，送丝方向与焊接方向夹角160°，焊丝轴线与S1、S2平面夹角取值范围为0°＜δ＜90°、0°＜γ＜90°，焊丝端部距焊缝中心线的距离L1＝0，距激光束焦点距离-3mm≤L2≤3mm。焊接过程中采用氮气、氩气或氦气中一种或几种气体及压缩空气等气体在焊接过程中对焊接熔池及光学元件进行保护，气体流量5～25L/min。激光焊接方式为搭接焊、角焊、对焊。焊缝呈均匀、连续分布，焊缝宽度0.5～4mm，焊缝熔深2～10mm。

Claims (2)

1.汽车驱动桥差速器壳体与从动锥齿的激光焊接方法，其特征在于具体的步骤如下：(1)采用具有定位和夹紧功能的专用夹具将差速器壳体与从动锥齿的焊接端面定位夹紧；将夹装好的合件装夹在数控回转工作台上，回转工作台以2r/min～40r/min的速度旋转；(2)采用反射式聚焦结构的导光***将聚焦后的激光束传输至焊接区域，利用He-Ne激光进行同轴定位；其中焊接轨迹线所在平面为S1，与焊接轨迹线相切且垂直于S1的平面为S2，聚焦后的激光束轴线与S2平面的夹角为α，与S1平面的夹角为β；同样，焊丝轴线与S2平面的夹角为γ，与S1平面的夹角为δ；焊丝端部偏离焊缝中心线的距离为L1，距激光束焦点距离为L2；焊接时激光束功率范围1kW～8kW，聚焦焦点离焦量-8mm～+8mm，激光斜向入射，激光束轴线与S2、S1平面的夹角范围0°≤α＜90°，0°≤β＜90°，且α、β不能同时等于0°；在激光焊接的同时，用送丝装置将特定的焊丝以0.5m/min～9m/min的速度送至焊缝处，焊丝被激光束熔化后与两侧母材溶合形成焊缝，其焊丝直径0.5mm～3mm，送丝方向取值范围为0°≤δ≤90°、0°≤γ≤90°，焊丝端部距焊缝中心线距离0≤L1≤3mm，送丝方向与焊接方向夹角0°～175°；激光束焦点距离焊丝端部-8mm≤L2≤8mm；焊接中采用氮气、氦气或氩气对熔池进行保护。

2.根据权利要求1所述的汽车驱动桥差速器壳体与从动锥齿的激光焊接方法，其特征在于所述的激光焊接焊缝为径向至轴向对接、端接、角接各种环型焊缝。