Application of laser welding in composite gears of automobiles

在汽车变速器齿轮的设计和制作中，为了更好地降低齿轮冷加工和热加工的难度，提高生产效率，经常将齿轮分为两个独立的部分进行加工，然后将两个部分复合在一起形成一个整体的复合齿轮，也称为齿轮组件，如由齿轮和锥体（接合齿）组成的齿轮组件。

复合齿轮的连接主要有花键连接和束焊连接两种。花键连接通过内外花键连接。它的空刀槽大，齿轮轴向尺寸大，生产效率低:束焊主要是电子束焊和激光焊。它以光滑的圆柱体配合连接形式代替花键连接，减少空刀槽，减少齿轮体积，降低车辆体重，显著提高生产效率。其中，变速器齿轮激光焊接技术发展迅速，也是激光加工的重要技术。

采用激光焊接技术连接齿轮组件，可以提高变速器齿轮的产品精度，简化产品结构和制作工艺，方便产品开发和试制中零部件结构的不断调整和样品制作的需要，有利于设计师合理布局产品结构，不断提高产品开发和制作水平:同时，由于激光焊接齿轮结构紧凑、精度和可靠性提高，可以降低车辆故障率，提高车辆操作灵活性，提高产品声誉。该技术生产效率高，应用效果好。

齿轮激光焊接的原理和特点。

1.1原理。

激光输出的一定模式的激光束在导光系统中反射、聚焦各镜头后，成为功率密度极高的光束，照射到齿轮焊接部位，在焊接圆周的小区域内金属迅速加热熔化焊接。在这个过程中，齿轮在激光加工机的旋转工作台的驱动下，绕着旋转轴旋转，在焊接部形成闭合的圆形焊接。

1.2特征。

激光焊接采用高能量密度的激光束，其焊接深度较大，激光焊接一般为深熔焊接；激光焊接采用非接触焊接，焊接速度快，焊缝热影响区小，焊接齿轮变形小，焊后加工少，甚至无需加工；焊接强度高，焊缝一般具有相当或优于母材的力学性能，使齿轮传递较大的扭矩；焊接精度高，焊接时无需填焊焊丝；激光焊接齿轮不需要真空室，焊接环境自然，直观，不产生X射线。