[发明专利]汽车变速器齿轮激光焊缝闭合方法

权利要求书

1.一种汽车变速器齿轮激光焊缝闭合方法，其特征在于：实现汽车变速器齿轮激光焊缝良好闭合的控制方法；加工步骤为：将锥体与齿轮沿连接面压装在一起，准备进行激光焊接；将上述压装件装夹在可倾数控回转工作台的定位夹具上，使齿轮在激光焊接过程中按要求进行旋转，以实现不同的焊接速度；采用反射式聚焦结构的导光系统将聚焦后的激光束传输至齿轮焊接焊缝区中心，离焦量为-3~+1mm；激光焊接过程中，激光器输出激光功率1.5~5.5KW；焊接速度0.8~5.3m/min；焊接过程中采用氮气、氩气或氦气中一种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6~15L/min；根据焊缝直径及焊接速度，计算出齿轮激光焊接时间t；根据电控系统的反应时间及光闸的动作时间、激光功率密度、焊接速度、焊缝厚度、焊缝宽度、焊缝长度、焊件体积等确定时间参数t₁、t₂、t₃、t₄；计算出修正时间△t=t₁+ t₂－t₃+ t₄；齿轮总成激光焊接时间为t+△t，将此时间值输入设备控制系统中，完成齿轮总成的焊接，形成闭合良好的激光焊缝。

2.根据权利要求1所述的一种汽车变速器齿轮激光焊缝闭合方法，其特征在于所述的焊接时间参数的焊缝起始段时间为：焊缝起始点滞后于设备启动时间t₁，对应焊缝长度l₁；焊缝开始形成到稳定熔深的时间t₂，对应焊缝长度l₂；焊缝结尾段为：由于热累积作用，焊缝结束滞后时间t₃，对应焊缝长度l₃；焊缝熔深开始降低到焊缝终止的时间t₄，对应焊缝长度l₄；焊缝中间段时间为：均匀厚度焊缝的焊接时间（不考虑l₃，）t₀，对应焊缝长度l₀；焊缝表面首尾重合长度：理想重合长度：l₄的起始点恰好是l₂的终点，即焊缝表面的重合长度为l₂+ l₄。

3.根据权利要求1所述的一种汽车变速器齿轮激光焊缝闭合方法，其特征在于所述的焊缝长度即焊缝表面重合条件为：l₄起点未超过l₂终点：实际有效焊缝长度应为l = l₀+ l₃；设l₄′为l₄起点与l₂终点间的距离，则l₄′为焊缝闭合处焊缝有效厚度不足区段长度；焊缝表面重合长度l_f为l₂起点与l₄终点间的距离；l₄起点超过l₂终点： 实际有效焊缝长度为l = l₀+ l₂+ l₃－l₄′；其中l₄′为l₄起点与l₂终点间的距离，也是焊缝正常厚度重合长度（因l₄必然存在，若使焊缝无厚度不足区段，此时焊缝正常厚度重合长度应以l₂终点为起点，以l₄起点为终点）；焊缝表面重合长度为l_f = l₄+ l₄′+ l_2  。

4.根据权利要求1所述的一种汽车变速器齿轮激光焊缝闭合方法，其特征在于所述的焊缝重合长度控制方法如下：一般变速器齿轮激光焊接都采用连续二氧化碳激光器；根据其激光功率、光束模式、聚焦光斑尺寸、离焦量、焊接速度、齿轮结构和体积、保护气种类与吹气方式等研究出控制焊缝重合长度的方法；采用时间控制：整个齿轮总成激光焊接时间：t+△t

           t——计算所得齿轮焊接时间；

         △t——修正时间，△t=t₁+ t₂－t₃+ t₄；

△t中各时间点的确定方法：

t₁：取决于电控系统的反应时间及光闸的动作时间

t₂：取决于激光功率密度、焊接速度、焊缝厚度和宽度（焊缝横截面面积、焊件体积、预处理等；

t₃：激光功率密度、焊接速度、焊缝厚度和宽度（焊缝横截面面积）、焊件体积、焊缝长度等；

t4：激光功率密度、焊接速度、焊缝厚度和宽度（焊缝横截面面积）、焊件体积、焊缝长度；

根据焊缝长度、焊缝厚度和焊缝宽度确定各时间段的值以及各时间段的重要程度。