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激光焊接在汽车变速器齿轮中的应用

由于机床加工技术的局限性，形状、结构复杂的齿轮组件很难甚至无法整体加工成单件。为了提高生产效率，通常是加工成两个或两个以上的单件再经焊接工艺组合成一个组件。在运用激光焊接之前，齿轮的焊接一般采用电阻焊、感应焊、电子束焊等工艺方法。

与上述焊接工艺相比，激光焊接齿轮无需在真空中进行，而且可避免焊接变形，保证了焊后的齿轮无需再进行精加工。不如此，激光焊接可使焊缝深宽比高达10∶1，且焊缝处具有相当或优于母材的综合力学性能，保证了齿轮可以传递较大的扭矩。因此，齿轮的激光焊接已成为当今发展的一个大趋势。目前世界各大汽车制造厂竞相采用激光焊接变速器复合齿轮以提高产品在国际市场上的竞争力，我国采用激光焊接汽车齿轮的单位也越来越多。图1为多种齿轮的激光焊接照片。

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激光焊接的原理是通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。它属于非接触式焊接，主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊及密封焊等，深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快，焊缝平整、美观，焊后无需处理或只需简单处理，焊缝质量高、无气孔，可**控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化。

激光焊接变速器齿轮的工作原理如图2所示。激光器产生激光束水平送出，通过两个45°平面反射镜传输到45°角的反射式曲面聚焦镜上，由曲面聚焦镜垂直聚焦照射在被装夹在数控回转工作台上正在旋转的齿轮上进行焊接。