CN102248377A - 汽车变速器齿轮热处理后的焊接工艺 - Google Patents

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左利静
曾忠红
李健
卢相红
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Abstract

本发明公开了一种汽车变速器齿轮热处理后的焊接工艺，所述齿轮的材质为20CrMnTiH，经渗碳淬火热处理后的表面硬度为81～83HRA，硬化层深度为0.3～0.6mm，再依次经过精加工、清洗、退磁、擦拭、压装、加热、焊接、回火八道工序，所述加热工序是将压装在一起的齿轮连同变速器轴加热到170～190℃并保温9～11min，所述回火工序是将焊接完成后的齿轮总成在175～179℃的空间保温9～11min。本发明所提供的汽车变速器齿轮的焊接工艺，能确保焊接后的变速器齿轮不会出现贯穿裂纹，确保产品质量。

Description

汽车变速器齿轮热处理后的焊接工艺
技术领域
本发明涉及汽车变速器齿轮的焊接工艺。
背景技术
目前的汽车变速器齿轮材质多采用20CrMnTiH，在焊接之前先进行热处理——渗碳淬火表面强化工艺，使变速器齿轮达到81～83HRA的表面硬度, 0.3～0.6mm的硬化层深度，再依次经过精加工、清洗、退磁、擦拭、压装、焊接六个工序，完成汽车变速器齿轮的焊接，但在超声波探伤中发现，焊接后的变速器齿轮易出现贯穿裂纹，极大地影响了产品质量，焊接不合格。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车变速器齿轮的焊接工艺，确保焊接后的变速器齿轮不会出现贯穿裂纹，产品质量可靠。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种汽车变速器齿轮热处理后的焊接工艺，所述齿轮的材质为20CrMnTiH，经渗碳淬火热处理后的表面硬度为81～83HRA, 硬化层深度为0.3～0.6mm，再依次经过精加工、清洗、退磁、擦拭、压装、加热、焊接、回火工序，所述加热工序是将压装在一起的齿轮连同变速器轴加热到170～190℃并保温9～11min，所述回火工序是将焊接完成后的齿轮总成在175～179℃的空间保温9～11min。
作为优选，所述加热工序中的保温时间为10min，所述回火工序中的保温时间为10min。
所述焊接工序采用电子束焊接，类似的焊接工艺还有激光焊接。
本发明针对传统的汽车变速器齿轮热处理后的焊接工艺进行改进，创造性地在焊接工艺之前增加了加热工艺，在焊接工艺之后增加了回火工艺，解决了长期以来齿轮焊接后出现贯穿裂纹、焊接不合格的技术难题，保证了产品质量，减少了产品报废，节约了变速器的制造成本。
具体实施方式
汽车变速器齿轮的材质为20CrMnTiH，在焊接之前需进行渗碳淬火热处理，使齿轮的表面硬度达到81～83HRA, 硬化层深度达到0.3～0.6mm，再依次经过以下八道工序：
（1）精加工：对齿轮的焊缝部位及其附近表面进行车、磨等精加工：
（2）清洗：清除齿轮表面的杂质；
（3）退磁:消除齿轮及变速器轴的磁性，避免电子束焊接时采点不准确；
（4）擦拭：用丙酮擦拭齿轮及变速器轴的焊接表面，提高零件清洁度，确保焊接质量；
（5）压装：将需焊接的齿轮压装在变速器轴上，构成了齿轮总成，齿轮总成属于汽车变速器的一部分；
（6）加热：将压装在一起的齿轮连同变速器轴（即齿轮总成）加热到170～190℃并保温9～11min；此步骤为整个焊接工艺的关键点，通过分析得出，焊前预热的主要作用如下：（a）能减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹，同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的抗裂性；（b）可降低焊接应力，均匀地局部预热或整体预热，可以减少焊接区域被焊工件之间的温度差（也称为温度梯度），这样，一方面降低了焊接应力，另一方面，降低了焊接应变速率，有利于避免产生焊接裂纹；（c）可以降低焊接结构的拘束度，对降低角接接头的拘束度尤为明显，随着预热温度的提高，裂纹发生率下降。
（7）焊接：在170～190℃的温度下进行电子束焊接；
（8）回火：将焊接完成后的齿轮总成在175～179℃的空间保温9～11min，此步骤为整个焊接工艺的另一个关键点，进一步避免焊后骤冷所产生的裂纹。
上述加热工序中的保温时间为9 min 、10 min 或11 min ，优选10min；
上述回火工序中的保温时间为9 min 、10 min 或11 min ，优选10min；
上述焊接工序采用电子束焊接，类似的焊接方式还有激光焊接。

Claims (3)

1.一种汽车变速器齿轮热处理后的焊接工艺，所述齿轮的材质为20CrMnTiH，经渗碳淬火热处理后的表面硬度为81～83HRA, 硬化层深度为0.3～0.6mm，再依次经过精加工、清洗、退磁、擦拭、压装、加热、焊接、回火工序，所述加热工序是将压装在一起的齿轮连同变速器轴加热到170～190℃并保温9～11min，所述回火工序是将焊接完成后的齿轮总成在175～179℃的空间保温9～11min。
2.按照权利要求1所述的汽车变速器齿轮热处理后的焊接工艺，其特征在于：所述加热工序中的保温时间为10min，所述回火工序中的保温时间为10min。
3.按照权利要求1所述的汽车变速器齿轮热处理后的焊接工艺，其特征在于：所述焊接工序采用电子束焊接。
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