專利名稱：汽車驅(qū)動(dòng)橋差速器殼體與從動(dòng)錐齒激光焊接連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車驅(qū)動(dòng)橋差速器殼體與從動(dòng)錐齒激光焊接連接方法，屬于激光 焊接技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在以往的輕轎汽車驅(qū)動(dòng)橋制造工藝中，由球墨鑄鐵制造的差速器殼體與由滲碳鋼 制造的從動(dòng)錐齒的連接方式采用螺栓聯(lián)接；該方法制造加工較為復(fù)雜，不利于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的 簡(jiǎn)化和成本的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種汽車驅(qū)動(dòng)橋差速器殼體與從動(dòng)錐齒的激光焊接方法， 其具有成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)約材料的特點(diǎn)，與汽車輕量化、節(jié)能化的發(fā)展趨勢(shì)相一致；而 且激光焊接具有速度快、熱影響區(qū)狹窄、焊接變形小等特點(diǎn)，特別適用于異種材料的焊接。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的汽車驅(qū)動(dòng)橋差速器殼體與從動(dòng)錐齒的激光焊接 方法，其特征在于具體的步驟如下(1)采用具有定位和夾緊功能的專用夾具將差速器殼 體與從動(dòng)錐齒的焊接端面定位夾緊；將夾裝好的合件裝夾在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，回轉(zhuǎn)工作 臺(tái)以2r/min 40r/min的速度旋轉(zhuǎn)；(2)采用反射式聚焦結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光系統(tǒng)將聚焦后的激光 束傳輸至焊接區(qū)域，利用He-Ne激光進(jìn)行同軸定位；其中焊接軌跡線所在平面為S1,與焊接 軌跡線相切且垂直于S1的平面為S2，聚焦后的激光束軸線與S2平面的夾角為α，與S1平面 的夾角為β ；同樣，焊絲軸線與S2平面的夾角為￥，與31平面的夾角為δ ；焊絲端部偏離 焊縫中心線的距離為L(zhǎng)1,距激光束焦點(diǎn)距離為L(zhǎng)2 ；焊接時(shí)激光束功率范圍IkW 8kW，聚焦 焦點(diǎn)離焦量-8mm +8mm，入射方向定位分為以下三種方式(A)激光徑向入射，激光束軸線 位于S1平面內(nèi)即β = 0°，且與S2平面的夾角α =90° ； (B)激光軸向入射，激光束軸線 與S2平面的夾角α =0°，且與S1平面的夾角β =90°，光束軸線距從動(dòng)椎齒軸線距離為 IOmm 200mm。(C)激光斜向入射，激光束軸線與S2A1平面的夾角范圍0°彡α < 90°， 0° < β <90°，且α、β不能同時(shí)等于0° ；在激光焊接的同時(shí)，用送絲裝置將特定的焊 絲以0. 5m/min 9m/min的速度送至焊縫處，焊絲被激光束熔化后與兩側(cè)母材溶合形成焊 縫，其焊絲直徑0.5mm 3_，送絲方向取值范圍為0°彡δ彡90°、0°彡γ彡90°，焊 絲端部距焊縫中心線距離OSL1S 3mm，送絲方向與焊接方向夾角0° 175° ；激光束焦 點(diǎn)距離焊絲端部-8mm ^ L2 ^ 8mm ；焊接中采用氮?dú)?、氦氣或氬氣?duì)熔池進(jìn)行保護(hù)。所述的激光焊接焊縫為徑向至軸向?qū)?、端接、角接等各種環(huán)型焊縫。本發(fā)明的積極效果是激光焊接汽車驅(qū)動(dòng)橋差速器殼體與從動(dòng)錐齒，連接強(qiáng)度高， 熱影響區(qū)小，變形小，能夠達(dá)到使用要求；與螺栓聯(lián)接相比該方法可以使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，質(zhì)量減 輕，并且能夠降低生產(chǎn)成本。


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圖1為本發(fā)明的焊接示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述實(shí)施例1 將汽車驅(qū)動(dòng)橋差速器殼體與從動(dòng)椎齒進(jìn)行裝配，裝配好的組合件裝夾在可傾數(shù)控 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的卡盤上，使焊件在焊接過程中按要求進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)不同的焊接速度。采用 He-Ne激光束進(jìn)行激光定位，將聚焦后的激光束傳輸至焊接區(qū)域進(jìn)行激光焊接。激光入射方 式為徑向入射，激光束聚焦焦點(diǎn)離焦量_3mm +3mm。激光焊接過程中，激光器輸出激光功 率IkW 3kW ；焊接速度0. 5m/min 3m/min ；必須采用激光填絲焊方法，用送絲裝置將特 定的焊絲以一定速度(0. 5m/min 3m/min)送至焊縫處，焊絲直徑0. 5mm 2mm ；送絲方向 與焊接方向夾角75°，焊絲軸線與S1平面夾角δ =0°，與S2平面夾角0° < γ <90°。 焊絲端部偏離焊縫中心線距離0 < L1彡1mm，距激光束焦點(diǎn)距離_3mm ^ L2 ^ 3mm。焊接過 程中采用氮?dú)?、氬氣或氦氣中一種或幾種氣體及壓縮空氣等氣體在焊接過程中對(duì)焊接熔池 及光學(xué)元件進(jìn)行保護(hù)，氣體流量5 25L/min。激光焊接方式搭接焊、角焊、對(duì)焊。焊縫呈 均勻、連續(xù)分布，焊縫寬度0. 5 4mm，焊縫熔深2 10mm。實(shí)施例2:將差速器殼體與從動(dòng)椎齒進(jìn)行裝配，將裝配好的組合件裝夾在可傾數(shù)控工作臺(tái) 上，使焊件在焊接過程中按要求進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)不同的焊接速度。采用He-Ne激光束進(jìn) 行激光定位，以使激光束能夠傳輸?shù)胶附訁^(qū)域。激光的入射方式采用軸向入射，入射點(diǎn)距軸 線距離為90mm 100mm。激光束聚焦焦點(diǎn)離焦量_3mm +3mm ；焊接中所采用的激光功率 為4kW 8kW ；焊接速度lm/min 4m/min ；采用激光填絲焊接，送絲速度為lm/min 4m/ min，所采用的焊絲直徑為0. 5mm 2mm ；送絲方向與焊接方向夾角125°，焊絲軸線與S2 平面夾角Y =0°，與S1平面夾角0° < δ <90°。焊絲端部偏離焊縫中心線距離Imm < L1彡2mm，距激光束焦點(diǎn)距離_3mm ^ L2 ^ 3mm。焊接過程中采用氮?dú)?、氬氣或氦氣中?種或幾種氣體及壓縮空氣等氣體在焊接過程中對(duì)焊接熔池及光學(xué)元件進(jìn)行保護(hù)，氣體流量 5 25L/min。激光焊接方式為搭接焊、角焊、對(duì)焊。焊縫呈均勻、連續(xù)分布，焊縫寬度0. 5 4mm，焊縫熔深2 10謹(jǐn)。實(shí)施例3:如圖1所示，虛線圓為焊接軌跡線，其所在平面為S1,與焊接軌跡線相切且垂直于 S1W平面為S2。聚焦后的激光束軸線與S2平面的夾角為α，與S1平面的夾角為β。同樣， 焊絲軸線與S2平面的夾角為Y，與S1平面的夾角為δ。焊絲端部偏離焊縫中心線的距離 為L(zhǎng)1,距激光束焦點(diǎn)距離為L(zhǎng)2。將差速器殼體與從動(dòng)椎齒裝配好后裝夾在可傾數(shù)控工作臺(tái)上，使焊件在焊接過程 中按要求進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)不同的焊接速度。采用He-Ne激光束進(jìn)行激光定位，以使激光束 能夠傳輸?shù)胶附訁^(qū)域。激光入射方式采用斜向入射，激光束聚焦焦點(diǎn)離焦量_3mm +3mm ； 焊接中所采用的激光功率為2kW 4kW，焊接速度2m/min Sm/min ；采用激光填絲焊接，送 絲速度為2m/min 6m/min，所采用的焊絲直徑為0. 5mm 2mm ；送絲方向通過焊絲軸線與 S”S2平面的夾角δ、γ確定，送絲方向與焊接方向夾角160°，焊絲軸線與S”S2平面夾角
4取值范圍為0° < δ <90°、0° < Y <90°，焊絲端部距焊縫中心線的距離L1 = O,距激 光束焦點(diǎn)距離_3mm ^ L2 ^ 3mm。焊接過程中采用氮?dú)狻鍤饣蚝庵幸环N或幾種氣體及壓 縮空氣等氣體在焊接過程中對(duì)焊接熔池及光學(xué)元件進(jìn)行保護(hù)，氣體流量5 25L/min。激光 焊接方式為搭接焊、角焊、對(duì)焊。焊縫呈均勻、連續(xù)分布，焊縫寬度0.5 4mm，焊縫熔深2 IOmm0
權(quán)利要求
汽車驅(qū)動(dòng)橋差速器殼體與從動(dòng)錐齒的激光焊接方法，其特征在于具體的步驟如下(1)采用具有定位和夾緊功能的專用夾具將差速器殼體與從動(dòng)錐齒的焊接端面定位夾緊；將夾裝好的合件裝夾在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)以2r/min～40r/min的速度旋轉(zhuǎn)；(2)采用反射式聚焦結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光系統(tǒng)將聚焦后的激光束傳輸至焊接區(qū)域，利用He-Ne激光進(jìn)行同軸定位；其中焊接軌跡線所在平面為S1，與焊接軌跡線相切且垂直于S1的平面為S2，聚焦后的激光束軸線與S2平面的夾角為α，與S1平面的夾角為β；同樣，焊絲軸線與S2平面的夾角為γ，與S1平面的夾角為δ；焊絲端部偏離焊縫中心線的距離為L(zhǎng)1，距激光束焦點(diǎn)距離為L(zhǎng)2；焊接時(shí)激光束功率范圍1kW～8kW，聚焦焦點(diǎn)離焦量-8mm～+8mm，入射方向定位分為以下三種方式(A)激光徑向入射，激光束軸線位于S1平面內(nèi)即β＝0°，且與S2平面的夾角α＝90°；(B)激光軸向入射，激光束軸線與S2平面的夾角α＝0°，且與S1平面的夾角β＝90°，光束軸線距從動(dòng)椎齒軸線距離為10mm～200mm。(C)激光斜向入射，激光束軸線與S2、S1平面的夾角范圍0°≤α＜90°，0°≤β＜90°，且α、β不能同時(shí)等于0°；在激光焊接的同時(shí)，用送絲裝置將特定的焊絲以0.5m/min～9m/min的速度送至焊縫處，焊絲被激光束熔化后與兩側(cè)母材溶合形成焊縫，其焊絲直徑0.5mm～3mm，送絲方向取值范圍為0°≤δ≤90°、0°≤γ≤90°，焊絲端部距焊縫中心線距離0≤L1≤3mm，送絲方向與焊接方向夾角0°～175°；激光束焦點(diǎn)距離焊絲端部-8mm≤L2≤8mm；焊接中采用氮?dú)?、氦氣或氬氣?duì)熔池進(jìn)行保護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車驅(qū)動(dòng)橋差速器殼體與從動(dòng)錐齒的激光焊接方法，其特征 在于所述的激光焊接焊縫為徑向至軸向?qū)印⒍私?、角接等各種環(huán)型焊縫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車驅(qū)動(dòng)橋差速器殼體與從動(dòng)錐齒的激光焊接方法，其特征在于具體的步驟如下采用具有定位和夾緊功能的專用夾具將差速器殼體與從動(dòng)錐齒的焊接端面定位夾緊；將夾裝好的合件裝夾在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，采用反射式聚焦結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光系統(tǒng)將聚焦后的激光束傳輸至焊接區(qū)域，利用He-Ne激光進(jìn)行同軸定位；由于差速器殼體的材料為球墨鑄鐵，從動(dòng)椎齒的材料為滲碳鋼，必須采用激光填絲焊方法，用送絲裝置將特定的焊絲以0.5m/min～9m/min的速度送至焊縫處；焊接中采用氮?dú)?、氦氣或氬氣?duì)熔池進(jìn)行保護(hù)。其連接強(qiáng)度高，熱影響區(qū)小，變形小，能夠達(dá)到使用要求；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，質(zhì)量減輕，并且降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B23K26/04GK101885112SQ20101022406
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者喻皓淳, 姚遠(yuǎn), 孔德舉, 李瀟一, 秦芳, 鄭培和, 陳明, 魏偉 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司