[发明专利]一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法

摘要

本发明公开了一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法，采用涂料法或者渗碳后硬车加工的方式保证输出轴的焊接区域处无渗碳层，而后将输出轴与转子支架装配形成组合件并夹紧在数控回转工作台的卡盘上，激光焊接头位置固定不动，利用He‑Ne激光进行同轴定位，借助一字线光学对焦装置完成对焦与离焦量设定，通过反射式聚焦结构导光系统将聚焦激光束传送至焊接贴合面处，入射方向为转子支架与输出轴组合件轴向入射，依靠数控回转工作台的转动实现圆形焊接轨迹，焊接时将焊丝送至焊缝处，并保证焊缝焊透；本方法可有效消除焊接裂纹、减少气孔等缺陷的产生，并且焊缝强度高、焊接变形小、生产效率高，可满足产品设计、生产及后续使用要求。

主权项

1.一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法，用于将分离离合器的输出轴(1)与驱动电机的转子支架(2)进行焊接，使用数控回转工作台、激光焊接系统、一字线光学对焦装置、送丝装置和吹气装置，激光焊接系统包括用于产生激光束的激光器、用于传输激光束的光路系统或者耦合光纤、用于对激光束进行准直、聚焦并且内嵌反射式聚焦结构导光系统的激光焊接头，以及用于固定激光焊接头的机械装置或者焊接机器人，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、采用如下两种方式中的一种对输出轴(1)的焊接区域进行处理，以在压装、焊接前确保输出轴(1)的焊接区域内无渗碳层存在：方式一：采用预先涂刷防渗碳涂料的方式对输出轴(1)的焊接区域进行防渗碳处理，而后对输出轴(1)进行渗碳淬火处理；方式二：在输出轴(1)的焊接区域预留加工余量，而后对输出轴(1)进行渗碳淬火处理，待输出轴(1)完成渗碳淬火处理后，采用硬车加工的方式去除输出轴(1)的焊接区域存在的渗碳层；其中，所述的输出轴(1)的焊接区域包括如下a、b和c三个部分：a、输出轴的焊接贴合面(5)；b、输出轴(1)上位于输出轴的焊接贴合面(5)上方的水平面距离输出轴的焊接贴合面(5)的水平距离为W的范围内的环形区域；c、输出轴(1)上位于输出轴的焊接贴合面(5)下方的水平面上距离输出轴的焊接贴合面(5)的水平距离为M的范围内的环形区域；W满足：2mm≤W≤6mm；M满足：2mm≤M≤6mm；步骤二、将输出轴(1)与转子支架(2)压装在一起，使转子支架侧焊接表面(5)与输出轴侧焊接表面(4)完全贴合并保证压装到位，形成转子支架与输出轴组合件，转子支架侧焊接表面(5)与输出轴侧焊接表面(4)贴合后形成的贴合面为转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面；步骤三、用夹具将压装好的转子支架与输出轴组合件进行定位并夹紧，使转子支架焊接侧表面(5)与输出轴焊接侧表面(4)形成良好的焊接端面配合；而后将转子支架与输出轴组合件装夹在数控回转工作台上，并保证转子支架与输出轴组合件与数控回转工作台上的卡盘同轴；步骤四、采用激光焊接系统进行激光焊接之前，将激光焊接头的位置固定不动，利用He‑Ne激光进行同轴定位，借助一字线光学对焦装置完成激光束的对焦与离焦量设定，离焦量为‑3mm～+3mm，数控回转工作台以1r/min～60r/min的速度旋转；步骤五、在激光焊接过程中，激光器产生的激光束由光路系统或者耦合光纤传送至激光焊接头，经反射式聚焦结构导光系统准直、聚焦后，传送至转子支架与输出轴组合件的贴合面处，激光束的入射方向为转子支架与输出轴组合件的轴向入射，被激光束熔化的焊丝与转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面处的两侧母材熔合形成焊缝(3)，激光器的输出功率的范围为2kW～8kW，焊接速度为0.5m/min～5m/min；步骤六、在激光焊接的同时，采用送丝装置将焊丝送至焊缝(3)处，并保证送丝方向与激光束在同一平面，采用吹气装置将保护气体侧吹至焊接熔池，并保证焊缝(3)焊透，即转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面全部形成焊缝，其中送丝装置的送丝速度为0.5m/min～6m/min，焊丝直径为0.5mm～3mm，激光束和送丝方向之间夹角为15°～65°，焊丝端部距两侧母材表面的距离为1mm～3mm，保护气体的流量为5L/min～25L/min。