[发明专利]电动车差速器壳体与从动齿轮重复焊接位置确定方法

说明书

本发明公开了一种电动车差速器壳体与从动齿轮重复焊接位置确定方法，从有限元模型搭建、计算工况选择和结果分析等方面详细提出了差速器壳体与从动齿轮重复焊接位置的确定步骤，通过计算典型工况下的焊缝应力和损伤，获得了线性叠加后的焊缝损伤整体分布，从中可以很直观地分析出焊缝疲劳损伤较小区域，将其作为重复焊接位置的优选区域，可以有效保证重复焊接位置寿命，提升焊缝可靠性，避免了人为反复分析判断众多典型工况下焊缝应力分布带来的繁琐，简化了重复焊接位置确定过程，纠正了直接根据焊缝应力确定重复焊接位置精度较差的问题，实现了不同工程师均能客观地确定重复焊接位置，为焊缝工艺实施提供了有效指导。

技术领域

本发明属于传动系统技术领域，具体涉及一种电动车差速器壳体与从动齿轮重复焊接位置确定方法。

背景技术

为了助力电动车传动系统轻量化设计，降低差速器转动惯量和搅油损失，差速器壳体与所支撑的从动齿轮之间的连接方式由传统的螺栓连接改进为激光焊接连接，激光焊接省掉了用于紧固差速器壳体与从动齿轮的连接螺栓，避免了在差速器壳体和从动齿轮上钻孔等，其生产效率高，工艺简单，是两种不同材料的优选连接方式。

差速器壳体和从动齿轮为轴对称旋转零部件，在电动车较大冲击载荷作用下，因此，差速器壳体与从动齿轮采用激光焊接工艺连接在一起，二者之间应焊接一圈完整的焊缝，即焊缝起弧位置和收弧位置刚好连接在一起，且不出现重复焊接，从而有效保证焊缝的连接强度和冲击韧性。

但在实际焊接操作时，焊缝的起弧位置和收弧位置经常出现断续焊或不可控的重复焊接情况，致使焊接工艺不稳定，难以达到设计要求。断续焊存在两个主要问题，一是焊缝的两端各存在一个应力集中系数较大区域，容易开裂；二是当差速器高速旋转时，断续焊位置因缺少焊接材料容易引起动不平衡问题。重复焊接可以有效规避断续焊出现的问题，其不仅应力集中区域少，动平衡能力好，而且工艺稳定性高。但重复焊接属于二次焊接，容易进一步引入焊接缺陷。

为了有效降低重复焊接的焊接缺陷影响，保证重复焊接区域焊缝的连接强度，在产品设计阶段需要将重复焊接位置选择在焊缝疲劳损伤较小区域，并预测重复焊接位置疲劳性能是否能满足要求。

CN112989665A“一种电驱动总成差速器壳体的疲劳寿命分析方法”记载了差速器壳体疲劳寿命分析的方法和步骤，其充分考虑了冲击载荷的影响并结合实际承载转矩，提升了差速器壳体疲劳寿命分析的准确性，其没有涉及焊缝的疲劳分析。CN202110173895.9“一种适用于硅铝工件不同封装面结构的激光封焊工艺”专利中记载了通过对连续封焊的焊接起点和终点位置的设置，减少封焊过程中对待焊硅铝工件的二次冲击；通过设置连续焊接工艺参数，线性渐变收尾过程中的输入能量，减小重复焊接区域的二次热输入，避免收尾点开裂及焊接热裂纹的产生，其没有给出重复焊接区域选择的过程。

CN201010224067.5“汽车驱动桥差速器壳体与从动锥齿轮激光焊接连接方法”记载了利用数控回转工作台，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焊接区域进行差速器壳体与从动锥齿轮的焊接，其没有分析焊缝的受力状态并基于此进行焊接。综上所述，现有技术中均没有涉及根据焊缝受力状态及疲劳损伤确定重复焊接位置的方法，进而为焊缝可靠性提升提供支撑，为激光焊接工艺开发提供指导。

发明内容

为了解决现有技术差速器壳体与从动齿轮采用激光焊接工艺连接在一起，在焊缝起弧与收弧位置采用重复焊接保证焊缝的完整性，但重复焊接会引入二次焊接缺陷的问题，本发明提供一种电动车差速器壳体与从动齿轮重复焊接位置确定方法，在产品设计阶段需要将重复焊接位置选择在焊缝疲劳损伤较小区域，并预测重复焊接位置疲劳性能是否能满足要求，有效降低重复焊接的焊接缺陷影响，保证重复焊接区域焊缝的连接强度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电动车差速器壳体与从动齿轮重复焊接位置确定方法，包括以下步骤：