齿轮组合件的焊接方法技巧

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：导致根部未熔合或未焊透；产生的原因是：夹具或电子枪运行机构的精度偏差；电子束与接缝对中偏差；齿轮自身的剩磁或者电子束焊过程中形成的热电磁效应，导致电子束偏离接缝，形成根部未熔合缺陷。4）齿轮两组件焊前应严格进行清理、去除氧化物、油脂等。5）焊前预热，或采用扫描电子束焊，防止焊接裂纹。6）齿轮组合件焊后做整体热处理或表面渗碳处理，降低焊接残余应力，提高表面硬度。表4-2-3 大型推进齿轮电子束焊焊接参数

组合齿轮焊接结构如图4-2-24所示，材料为20CrMnTi低合金钢。大型推进齿轮焊接结构如图4-2-25所示，材料为18CrNi4A。

图4-2-24 组合齿轮焊接结构

图4-2-25 大型推进齿轮焊接结构

1.主要问题

1）焊偏。导致根部未熔合或未焊透；产生的原因是：夹具或电子枪运行机构的精度偏差；电子束与接缝对中偏差；齿轮自身的剩磁或者电子束焊过程中形成的热电磁效应，导致电子束偏离接缝，形成根部未熔合缺陷。

2）合金元素局部偏析。晶界产生低熔点共晶组织，在焊接热应力作用下形成热裂纹。

3）含碳量高，形成淬硬组织；焊缝根部未熔合，导致应力集中，接头焊接应力大，引起冷裂纹；

2.齿轮焊接工艺

1）齿轮焊接接头采用环对接、角接、套接等几种形式。

2）焊接齿轮的精度依赖于零件的加工、装配、定位精度；齿轮组件的接缝面精密加工，不开坡口，去除毛刺，接头装配一般采用压配，不留间隙，配合长度公差要求不大于0.05mm，以保证压装后两组件在焊接端面上平齐。控制接头配合的精度，装配以内孔（或内齿环）为基准，压装后齿轮组合件同轴度控制在0.04mm，确保焊后外齿对内孔跳动量不大于0.10mm。

3）需要设计制造专用夹具，保证齿轮的装配定位精度和焊缝对中。

4）齿轮两组件焊前应严格进行清理、去除氧化物、油脂等。

5）焊前预热，或采用扫描电子束焊，防止焊接裂纹。

6）齿轮组合件焊后做整体热处理或表面渗碳处理，降低焊接残余应力，提高表面硬度。

7）对工件和夹具进行退磁处理，消除剩磁场干扰。

8）热电磁效应引起的焊偏造成的未熔合，可通过电子束反向补差对中施焊加以消除。

大型推进齿轮直径ϕ404.7mm，采用锁底环形对接接头，齿环直径ϕ253mm。材料：18CrNi4A低合金钢。其电子束焊焊接参数见表4-2-3。

表4-2-3 大型推进齿轮电子束焊焊接参数