[发明专利]使用低碳钢带的铁合金组成部件的熔焊

说明书

本发明提供一种熔焊两个铁合金组成部件的方法及差速器外壳和环形齿轮组件，涉及焊接技术领域，其中铁合金组成部件中的至少一个被视为不可焊接的。方法包含：将低碳钢带放入部分地由铁合金组成部件中的每一个定义的凹槽中；及随后沿与低碳钢带交叠的焊接线输送集中的能源，以熔化钢带以及铁合金组成部件的相邻部分，从而形成混合合金焊池。在向前移动集中的能源之后，混合合金焊池凝结成使铁合金组成部件熔焊在一起的焊缝。铁合金组成部件可包含差速器外壳和环形齿轮。就此而言，还公开一种包含焊缝的差速器外壳和环形齿轮组件。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及铁合金组成部件的熔焊。

背景技术

制造某些产品（尤其是例如汽车等复杂的多组件结构）可能需要将两个铁合金组成部件结合在一起。铁合金部件中的一个或两个的合金含量可能使得难以熔焊部件。事实上，随着铁合金的碳含量或碳当量增加，当在指定焊接操作期间产生的熔化材料快速凝结时，由于在熔焊区和周围受热区内形成较硬但易碎的微结构相变，合金的硬度增加，且因此，合金的可焊性降低。这些较硬但易碎的微结构相变更容易导致各种形式的开裂，包含热冲击引起的淬裂和/或氢致冷裂。为此目的，当需要结合铁合金部件但部件中的一个或两个的可焊性不理想时，通常使用例如螺栓、铆钉、流动钻螺丝、铆钉螺母等机械紧固件。然而，与熔焊操作相比，使用机械紧固件来结合铁合金部件使结合的组件重量增加，且更耗时并增加劳动强度。当部件中的一个或两个的可焊性低时熔焊铁合金部件的能力可因此提高效率及广泛多种制造实践的经济性。

发明内容

根据本发明的一个实施例，熔焊两个铁合金组成部件（其中铁合金组成部件中的至少一个被视为不可焊接的）的方法可包含若干步骤。在一个步骤中，提供第一铁合金组成部件。第一铁合金组成部件具有定义一凹口的表面，且进一步具有包含大于0.50 wt%的碳或大于0.50 wt%的碳当量的合金成分。在另一步骤中，提供第二铁合金组成部件。第二铁合金组成部件具有定义一凹口的表面，且进一步具有包含大于0.50 wt%的碳或大于0.50 wt%的碳当量的合金成分。在又另一步骤中，使第一铁合金组成部件和第二铁合金组成部件结合在一起，以使得第一组成部件的表面中定义的凹口和第二铁合金组成部件的表面中定义的凹口协作以形成凹槽。在又另一步骤中，将低碳钢带放入凹槽中。低碳钢带具有包含0.01wt%至0.1 wt%的碳的合金成分。且在又另一步骤中，用集中的能源来冲击低碳钢带，且沿与低碳钢带交叠的焊接线输送集中的能源，以熔化钢带以及第一铁合金组成部件的相邻部分和第二铁合金组成部件的相邻部分，从而形成混合合金焊池。混合合金焊池凝结成使第一铁合金组成部件和第二铁合金组成部件熔焊在一起的焊缝。

前述方法可包含另外步骤或可进一步定义。举例来说，第一铁合金组成部件的表面中定义的凹口和第二铁合金组成部件的表面中定义的凹口中的每一个可在其对应表面周围周向地延伸，以在第一铁合金组成部件和第二铁合金组成部件周围形成圆周凹槽。在这种情况下，放入圆周凹槽中的低碳钢带可为低碳钢环。在另一实例中，集中的能源可为激光束，其中杂质金属未经由填充焊丝引入到混合合金焊池中。在另一实例中，第一铁合金组成部件可由球墨铸铁构造，球墨铸铁具有一合金成分，其包含铁以及3.2 wt%至3.6 wt%的碳、2.2 wt%至2.8 wt%的硅及选自镁或铈的一或多种球化元素，且第二铁合金组成部件可由表面硬化低碳合金钢构造，其中第二铁合金组成部件的未渗碳主体钢部分具有一合金成分，其包含铁及包含0.17 wt%至0.23 wt%的碳的高达4.0 wt%的合金元素。第一铁合金组成部件可为差速器外壳，且第二铁合金组成部件可为环形齿轮。