CN108500576A - 一种差速器总成的焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明申请属于汽车配件制造技术领域，具体公开了一种差速器总成的焊接工艺，包括以下步骤：(1)准备好可相互匹配的差速器壳体和差速器齿轮，(2)激光清洗，(3)压装；(4)焊丝填充、激光点焊，(5)圈焊，(6)清理焊缝，(7)超声波探伤(8)磨齿。与现有技术相比，本工艺操作简单，可使得所生产的差速器总成结构简单、加工成本低、精度较高、总量更轻。

Description

一种差速器总成的焊接工艺
技术领域
本发明属于汽车配件制造技术领域，具体公开了一种差速器总成的焊接工艺。
背景技术
差速器总成是汽车里面一个实现汽车转弯、变向等重要且必不可少的部件，主要由差速 器壳体和差速器齿轮组成。目前汽车上差速器壳体大多是球墨铸铁(如QT500、QT600)，差 速器齿轮大多是低碳钢(如20CrMoH、20MnCr5)，通常情况下，差速器齿轮与差速器壳体的 连接方式是将差速器齿轮用螺栓或者铆钉连接到差速器壳体上。传统的螺钉或者铆钉连接的 差速器总成存在以下缺点：
1.差速器壳体及差速器齿轮需要钻孔、攻螺纹及装配等繁琐的加工工艺，加工难度大、 成本高。
2.传统差速器总成，由于存在螺栓、铆钉等结构，导致差速器总成的总体尺寸不能较小， 不然会难以加工，这就导致差速器总成的质量重、体积大，很难适应目前新能源及高端车辆 的零件结构小和轻量化的要求。
3.传统的差速器总成是将差速器齿轮精加工(磨齿)后装配到差速器壳体上，由于装存 在误差造成差速器齿轮精度的下降，影响汽车的使用。
4、使用传统差速器总成的汽车，在汽车运行过程中，螺栓承受较大剪切力，属于易损 件，更换费时费力，且更换成本高。
发明内容
本发明的目的在提供一种差速器总成的焊接工艺，以解决传统的差速器总成，加工难度 大、成本高、精度低，较难轻量化的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种差速器总成的焊接工艺，包括以下步骤：
(1)准备好可相互匹配的差速器壳体和差速器齿轮，差速器壳体外部为阶梯轴部；
(2)去除差速器壳体和差速器齿轮上的油污和碳层，并进行激光清洗至差速器壳体和 差速器齿轮的接触面无异物和杂质；
(3)将差速器齿轮的轴孔套置在差速器壳体直径较小的阶梯轴部上，并将差速器齿轮 与阶梯轴部的台阶压紧；
(4)采用焊丝填充机构将0.6-1.5mm的铁镍合金焊丝填充到差速器壳体和差速器齿轮 的接触面的缝隙中，再采用激光以点焊的方式将差速器壳体和差速器齿轮的接触面进行焊 接；
(5)待点焊完成后，再采用圈焊的方式焊接差速器壳体和差速器齿轮的所有接触面；
(6)清理焊缝，使用刷子刷洗焊缝，清除焊缝周围的焊渣；
(7)超声波探伤，使用超声波发声器垂直于焊缝并经过所有焊缝，探查差速器齿轮和 差速器壳体的焊缝质量；
(8)待圈焊完成后，对差速器齿轮进行磨齿处理，使差速器齿轮的达到GB/T10095.1 —2008/ISO 1328-1:1995中3-7级的精度标准。
本基础方案的有益效果在于：
1、差速器总成采用焊接的方式将低碳钢的差速器齿轮和球铁的差速器壳体固定连接， 减少了对差速器壳体和差速器齿轮的钻孔、螺纹等的加工，以及差速器壳体和差速器齿轮的 装配，进一步避免了因加工和装配对差速器总成的精度影响，降低了生产成本，提高了生产 效率和加工精度。
2、采用焊接的方式生产的差速器总成，减少了螺栓结构，可使所生产的差速器总成结 构更为紧凑、总质量较轻，且可根据电动车的结构需要，缩小整个差速器总成的尺寸，使得 差速器总成的使用范围较广。
3、通过焊接所生产的差速器总成结构较为简单，便于生产，且通过焊接提高了壳体和 齿轮的连接强度，从而使所生产的差速器总成更为耐用。
4、通过镍铁合金高温溶解后，可将不同材质的差速器壳体和差速器齿轮融合焊接到一 起，可使得差速器壳体和差速器齿轮的焊接强度达到所需要求。
5、先对差速器齿轮和差速器壳体的接触面进行点焊，再进行圈焊，可避免焊接过程中 差速器齿轮和差速器壳体发生相对位移，导致焊接后的差速器总成变形，精度达不到所需要 求；同时还可使差速器齿轮和差速器壳体更为牢固的被焊接固定在一起。
与现有技术相比，本工艺操作简单，可使得所生产的差速器总成结构简单、加工成本低、 精度较高、总量更轻。
优选方案一：作为基础方案的优选，步骤(4)中在填充焊丝后，对差速器壳体和差速 器齿轮的接触面均匀分成3-8个点进行点焊。点焊更为有效的防止了差速器壳体和差速器齿 轮在焊接过程中发生相对位移。
优选方案二：作为优选方案一的优选，步骤(5)中通过夹具将差速器壳体和差速器齿 轮夹持，使用激光束围绕焊缝走一圈，溶解铁镍合金的焊丝，将差速器齿轮和差速器壳体焊 接固定。可使焊接过程更为快速稳定，从而使差速器齿轮和差速器壳体焊接质量更加，加工 效率更高。
优选方案三：作为优选方案二的优选，步骤(5)和步骤(6)中，焊接的位置位于差速器齿轮和差速器壳体的轴向接触面。在差速器齿轮和差速器壳体两者受到相对作用力时，两 者的轴向接触面为受力点，在此处进行焊接可使差速器齿轮和差速器壳体更为耐用。
优选方案四：作为优选方案三的优选，所述差速器壳体和差速器齿轮焊接处位于阶梯轴 孔小直径的端部。此处差速器壳体和差速器齿轮贴合较为紧密，更方便进行焊接，也可使两 者连接更为牢固。
优选方案五：作为优选方案四的优选，所述差速器壳体和差速器齿轮焊接处的焊缝深度 为5±0.5mm。进一步满足差速器壳体和差速器齿轮的连接强度。
优选方案六：作为优选方案二的优选，步骤(5)和步骤(6)中，焊接的位置位于差速器齿轮和差速器壳体的径向接触面。可使得焊接口朝外，便于焊接操作；且由于差速器总成在使用时，差速器齿轮和差速器壳体相对受力，其接触面的径向位置进行焊接，可有效抵消相对受力，使差速器总成较为耐用。
优选方案七：作为优选方案六的优选，所述齿轮与壳体焊接处的焊缝深度为6±0.5mm。 进一步保证壳体和齿轮焊接连接较为牢固。
附图说明
图1是利用实施例1的焊接工艺加工的差速器总成的结构示意图；
图2是图1中A处的结构放大图；
图3是利用实施例5的焊接工艺加工的差速器总成的结构示意图；
图4是图中B处的结构放大图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：差速器齿轮1、差速器壳体2、焊缝3。
实施例1
一种差速器总成的焊接工艺，包括以下步骤：
(1)准备好可相互匹配的差速器壳体2和差速器齿轮1，差速器壳体2外部为阶梯轴部；
(2)去除差速器壳体2和差速器齿轮1上的油污和碳层，并进行激光清洗至差速器壳 体2和差速器齿轮1的接触面无异物和杂质；
(3)将差速器齿轮1的轴孔套置在差速器壳体2直径较小的阶梯轴部上，并将差速器 齿轮1与阶梯轴部的台阶压紧；
(4)采用夹具将差速器齿轮1和差速器壳体2固定，采用焊丝填充机构将1mm的铁镍合金焊丝填充到差速器壳体2和差速器齿轮1的轴向接触面缝隙中，对差速器壳体2和差速器齿轮1的接触面均匀分成4个点进行点焊；差速器壳体2和差速器齿轮1焊接处位于阶梯轴孔小直径的端部；
(5)待点焊完成后，再依靠机床的程序，使焊接用的激光束围绕差速器总成的焊缝3 走一圈，将铁镍合金焊丝全部高温溶解，将差速器壳体2和差速器齿轮1的所有轴向接触面 连接到一起，焊接处的有效焊缝3深度为5±0.5mm；
(6)清理焊缝3，使用夹具抓取差速器总成并旋转，使用刷子接触焊缝3，在差速器总 成旋转的过程中，刷子将刷洗焊缝3，清除焊缝3周围的焊渣；
(7)超声波探伤，使用夹具抓取差速器总成并旋转，使用超声波发声器垂直于焊缝3， 在差速器总成旋转的过程中，超声波将扫过所有焊缝3，探查差速器齿轮1和差速器壳体2 的焊缝3质量；若焊缝3存在裂纹、气孔，以及焊缝3达不到所需有效深度的要求，可将其报废回收；若焊缝3不存在裂纹、气孔，以及焊缝3达到所需有效深度的要求，即可证明焊 接达到所需要求；
(8)待圈焊完成后，对差速器齿轮1进行磨齿处理，再对焊接好的差速器总成进行抛 丸处理，使差速器齿轮1的达到GB/T 10095.1—2008/ISO 1328-1:1995中3-7级的精度标 准。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤(4)中，采用焊丝填充机构将0.6mm的铁镍合金焊丝填充到差速器壳体2和差速器齿轮1的轴向接触面缝隙中，对差速器壳体2和差速器齿轮1的接触面均匀分成3个点进行点焊。
根据目前的差速器壳体2和差速器齿轮1所常用的尺寸，对差速器壳体2和差速器齿轮 1的接触面的3个点进行点焊，即可将两者良好的初步固定；使用0.6mm的铁镍合金焊丝， 可使焊接过程更加快速。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤(4)中，采用焊丝填充机构将1.3mm的铁镍合金焊丝填充到差速器壳体2和差速器齿轮1的轴向接触面缝隙中，对差速器壳体2和差速器齿轮1的接触面均匀分成6个点进行点焊。
对差速器壳体2和差速器齿轮1的接触面的6个点进行点焊，可适用于较多差速器总成 上，使用1.3mm的铁镍合金焊丝，可使焊接过程更加牢固。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤(4)中，采用焊丝填充机构将1.5mm的铁镍合金焊丝填充到差速器壳体2和差速器齿轮1的轴向接触面缝隙中，对差速器壳体2和差速器齿轮1的接触面均匀分成8个点进行点焊。
对差速器壳体2和差速器齿轮1的接触面的8个点进行点焊，满足尺寸较大的差速器总 成，使用1.5mm的铁镍合金焊丝，可将尺寸较大的差速器总成更加牢固的焊接。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤(5)和步骤(6)中，焊接的位置位于差速器齿轮1和差速器壳体2的径向接触面；所述齿轮与壳体焊接处的焊缝3深度为6±0.5mm。
利用本实施例的焊接工艺所制造的差速器总成如图3、图4所示。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描 述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明方案的前提下，还可以作出若 干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专 利的实用性。

Claims (8)

1.一种差速器总成的焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)准备好可相互匹配的差速器壳体和差速器齿轮，差速器壳体外部为阶梯轴部；
(2)去除差速器壳体和差速器齿轮上的油污和碳层，并进行激光清洗至差速器壳体和差速器齿轮的接触面无异物和杂质；
(3)将差速器齿轮的轴孔套置在差速器壳体直径较小的阶梯轴部上，并将差速器齿轮与阶梯轴部的台阶压紧；
(4)采用焊丝填充机构将0.6-1.5mm的铁镍合金焊丝填充到差速器壳体和差速器齿轮的接触面的缝隙中，再采用激光以点焊的方式将差速器壳体和差速器齿轮的接触面进行焊接；
(5)待点焊完成后，再采用圈焊的方式焊接差速器壳体和差速器齿轮的所有接触面；
(6)清理焊缝，使用刷子刷洗焊缝，清除焊缝周围的焊渣；
(7)超声波探伤，使用超声波发声器垂直于焊缝并经过所有焊缝，探查差速器齿轮和差速器壳体的焊缝质量；
(8)待圈焊完成后，对差速器齿轮进行磨齿处理，使差速器齿轮的达到GB/T 10095.1—2008/ISO 1328-1:1995中3-7级的精度标准。
2.如权利要求1所述的一种差速器总成的焊接工艺，其特征在于，步骤(4)中在填充焊丝后，对差速器壳体和差速器齿轮的接触面均匀分成3-8个点进行点焊。
3.如权利要求2所述的一种差速器总成的焊接工艺，其特征在于，步骤(5)中通过夹具将差速器壳体和差速器齿轮夹持，使用激光束围绕焊缝走一圈，溶解铁镍合金的焊丝，将差速器齿轮和差速器壳体焊接固定。
4.如权利要求3所述的一种差速器总成的焊接工艺，其特征在于，步骤(5)和步骤(6)中，焊接的位置位于差速器齿轮和差速器壳体的轴向接触面。
5.如权利要求4所述的一种差速器总成的焊接工艺，其特征在于，所述差速器壳体和差速器齿轮焊接处位于阶梯轴孔小直径的端部。
6.如权利要求5所述的一种差速器总成的焊接工艺，其特征在于，所述差速器壳体和差速器齿轮焊接处的焊缝深度为5±0.5mm。
7.如权利要求3所述的一种差速器总成的焊接工艺，其特征在于，步骤(5)和步骤(6)中，焊接的位置位于差速器齿轮和差速器壳体的径向接触面。
8.如权利要求7所述的一种差速器总成的焊接工艺，其特征在于，所述齿轮与壳体焊接处的焊缝深度为6±0.5mm。
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