汽车构架体齿轮和构件光束烧焊技艺探讨

　　小孔是一个温度特别高的吸热源激光功率的一被其吸收，热量从小孔向周围传递，从而在小孔周围形成一个称之为熔池的熔化区。随着光束相对工件的移动，熔化的金属充填小孔、固化而形成焊缝。激光深熔穿透焊接与激光功率密度密切相关，激光器的有效功率功率密度越低，小孔效应就越不稳定，甚至无法形成，熔深也小。

　　若输出光束模式不好时，即使有效功率足够，但因聚焦性能不好，也形成不了小孔效应。一般说，熔深与激光功率密度直接有关，并且是人射激光功率和光斑直径的函数。

　　焊接速度过快，难以形成小孔效应，以至金属未熔透和自淬速度过快，焊缝强度降低而且焊缝中的有害气体如、及来不及逸出，使焊缝气孔增多，影响抗弯强度和焊缝外观。焊接速度过慢，焊道向两侧扩展，热影响区过热，焊缝金相组织晶粒粗大，有时还会产生裂纹，严重地影响了焊接质量，并且热影响区扩大，熔化区金属大量蒸发，整个焊道出现凹陷。

　　离焦量对焊缝的影响激光束焦点位置离焦量对熔深、熔化效率和焊缝形状均有较大影响。当焦点位于焊缝下方负离焦量时，可以增加熔深，但会形成形焊缝而焦点在焊缝上方时正离焦量，又会形成“钉头”状焊缝，熔深减小只有焦点位于焊缝以下一个适当距离进行负离焦焊接时，所得焊缝几乎平行断面并可获得 大熔深。

　　双联齿轮的激光焊接工艺参数及结果如表所列氢气作保护气，表中号试件的参数为焊接 工艺参数。等离子体的抑制激光功率密度超过少耐时，小孔中金属被大量蒸发，并进一步吸收激光能量以至电离，在小孔上方形成等离子云。当小孔上方是稀薄的等离子体时，等离子体可阻止工件表面光的反射，有利于工件的焊接当等离子体浓度增加时，它对激光的吸收增大，甚至完全截断激光的人射，直至等离子体消失、，对焊接极为不利。

　　本激光焊接机采用单向侧吹法将铜管喷嘴对准等离子体的中部将其吹散控制等离子体，取得了较好的效果。

　　焊缝表面的颜色也是衡量齿轮质量的一项指标。由于齿轮在焊接前的搬运、储藏过程中容易被灰尘、油污所污染，导致焊接后的焊缝表面呈黑褐色，严重影响外观质量。通常的解决办法是先将齿轮用油清洗，再将其烘干，然后焊接。

　　该方法虽然解决了问题，但是增加了清洗、烘干道工序，导致零件的制造成本增加。在实际焊接过程中，先将齿轮待焊接的焊缝以的速度、的功率快速烧一圈，将其表面的污染物燃烧成粉末，由保护气体吹净，然后按照上述方法进行焊接。焊缝表面呈灰白色，既没有影响焊接效率，又达到了满意的效果。

　　焊缝金相组织激光焊接的加热速度快，焊接熔池冷却迅速，与常规焊接在金相组织上有较大差别。焊接熔池的液一固界面有较大的温度梯度。焊缝的热影响区小，焊缝区为更细密的枝晶状组织。而且激光焊接对熔池有净化作用，焊缝中的杂质比母材更少。

　　这是由于金属对激光的波长协产生强烈反射，而非金属则易于吸收，导致熔池中的杂质气化而逸出。试验表明，激光焊接焊缝的强度接近于母材，而焊缝的冲击韧性甚至比母材还高。

　　结束语激光焊接工艺参数选择不当容易导致齿轮焊缝首尾衔接处出现小凹孔和焊缝表面呈黑褐色，甚至出现气孔、裂纹等严重影响产品质量的缺陷。通过优化工艺参数，无需采用“型功率”的方法，成功地解决了这些问题，大大降低了设备的成本。