CN110052709A - 一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法,采用涂料法或者渗碳后硬车加工的方式保证输出轴的焊接区域处无渗碳层,而后将输出轴与转子支架装配形成组合件并夹紧在数控回转工作台的卡盘上,激光焊接头位置固定不动,利用He‑Ne激光进行同轴定位,借助一字线光学对焦装置完成对焦与离焦量设定,通过反射式聚焦结构导光系统将聚焦激光束传送至焊接贴合面处,入射方向为转子支架与输出轴组合件轴向入射,依靠数控回转工作台的转动实现圆形焊接轨迹,焊接时将焊丝送至焊缝处,并保证焊缝焊透;本方法可有效消除焊接裂纹、减少气孔等缺陷的产生,并且焊缝强度高、焊接变形小、生产效率高,可满足产品设计、生产及后续使用要求。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车变速器制造技术领域,具体涉及一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法。
背景技术
随着对汽车节能、环保要求的不断提高,新能源汽车中混合动力汽车得到快速发展。在混合动力汽车技术方案中,离合器耦合式电机布置在发动机与变速器之间被认为是最具有竞争力的方案之一。在汽车行驶过程中,其主要起着传递、耦合发动机与驱动电机扭矩,实现混合动力功能的作用。
该离合器耦合式电机由于将分离离合器与驱动电机集成在一起,简化了产品结构,减少了装配工序,缩短了轴向距离,并有利于整车布置结构的实现。在其制造过程中,需要采用焊接方法将驱动电机转子支架与分离离合器输出轴连接在一起。由于转子支架属壳体类零件,为了保证产品对整体连接结构力学性能、精度以及刚度的要求,转子支架制造材料选择中碳钢,输出轴零件制造材料选择渗碳钢。受制于材料焊接性及产品结构形式的影响,采用常规焊接方法连接时,变形比较大且很容易产生裂纹、气孔等缺陷,因此急需采用新方法解决此类问题。
发明内容
本发明为了克服现有的离合器耦合式电机的转子支架与分离离合器的输出轴焊接过程中变形比较大且容易产生裂纹、气孔等问题,提供了一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法,用于将分离离合器的输出轴与驱动电机的转子支架进行焊接,使用数控回转工作台、激光焊接系统、一字线光学对焦装置、送丝装置和吹气装置,激光焊接系统包括用于产生激光束的激光器、用于传输激光束的光路系统或者耦合光纤、用于对激光束进行准直、聚焦并且内嵌反射式聚焦结构导光系统的激光焊接头,以及用于固定激光焊接头的机械装置或者焊接机器人,其特征在于,具体步骤如下:
步骤一、采用如下两种方式中的一种对输出轴的焊接区域进行处理,以在压装、焊接前确保输出轴的焊接区域内无渗碳层存在:
方式一:采用预先涂刷防渗碳涂料的方式对输出轴的焊接区域进行防渗碳处理,而后对输出轴进行渗碳淬火处理;
方式二:在输出轴的焊接区域预留加工余量,而后对输出轴进行渗碳淬火处理,待输出轴完成渗碳淬火处理后,采用硬车加工的方式去除输出轴的焊接区域存在的渗碳层;
其中,所述的输出轴的焊接区域包括如下a、b和c三个部分:
a、输出轴的焊接贴合面;
b、输出轴上位于输出轴的焊接贴合面上方的水平面距离输出轴的焊接贴合面的水平距离为W的范围内的环形区域;
c、输出轴上位于输出轴的焊接贴合面下方的水平面上距离输出轴的焊接贴合面的水平距离为M的范围内的环形区域;
W满足:2mm≤W≤6mm;
M满足:2mm≤M≤6mm;
步骤二、将输出轴与转子支架压装在一起,使转子支架侧焊接表面与输出轴侧焊接表面完全贴合并保证压装到位,形成转子支架与输出轴组合件,转子支架侧焊接表面与输出轴侧焊接表面贴合后形成的贴合面为转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面;
步骤三、用夹具将压装好的转子支架与输出轴组合件进行定位并夹紧,使转子支架焊接侧表面与输出轴焊接侧表面形成良好的焊接端面配合;而后将转子支架与输出轴组合件装夹在数控回转工作台上,并保证转子支架与输出轴组合件与数控回转工作台上的卡盘同轴;
步骤四、采用激光焊接系统进行激光焊接之前,将激光焊接头的位置固定不动,利用He-Ne激光进行同轴定位,借助一字线光学对焦装置完成激光束的对焦与离焦量设定,离焦量为-3mm~+3mm,数控回转工作台以1r/min~60r/min的速度旋转;
步骤五、在激光焊接过程中,激光器产生的激光束由光路系统或者耦合光纤传送至激光焊接头,经反射式聚焦结构导光系统准直、聚焦后,传送至转子支架与输出轴组合件的贴合面处,激光束的入射方向为转子支架与输出轴组合件的轴向入射,被激光束熔化的焊丝与转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面处的两侧母材熔合形成焊缝,激光器的输出功率的范围为2kW~8kW,焊接速度为0.5m/min~5m/min;
步骤六、在激光焊接的同时,采用送丝装置将焊丝送至焊缝处,并保证送丝方向与激光束在同一平面,采用吹气装置将保护气体侧吹至焊接熔池,并保证焊缝焊透,即转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面全部形成焊缝,其中送丝装置的送丝速度为0.5m/min~6m/min,焊丝直径为0.5mm~3mm,激光束和送丝方向之间夹角为15°~65°,焊丝端部距两侧母材表面的距离为1mm~3mm,保护气体的流量为5L/min~25L/min。
进一步的技术方案包括:
步骤一方式二中输出轴的焊接区域预留的加工余量的厚度大于输出轴的设计要求中的表面渗碳层的深度的最大要求值。
步骤六中的保护气体为氮气、氦气和氩气中的至少一种。
所述的输出轴的制造材料为渗碳钢,所述的转子支架的制造材料为中碳钢,且所述的转子支架与输出轴组合件的焊缝接头形式为对接。与现有技术相比本发明的有益效果是:
本发明公开的一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法,焊接前通过去除输出轴焊接区域处的渗碳层,改善了材料的可连接性,激光焊接的同时向焊缝中添加焊丝,提升了焊缝的强韧性和抵抗结构应力的能力,相比现有焊接工艺,消除了焊接裂纹,减少了焊缝中气孔的产生几率,并且焊缝强度高、焊接变形小、生产效率高,可满足产品设计、生产及后续使用要求。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明:
图1所示为本发明所述的一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法中的输出轴的轴向剖视图;
图2所示为本发明所述的一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法中的转子支架的轴向剖视图;
图3所示为转子支架与输出轴装配后的装配关系示意图;
图中:1.输出轴,2.转子支架,3.焊缝,4.输出轴的焊接贴合面,5.转子支架的焊接贴合面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述:
实施例1
步骤一、采用预先涂刷防渗碳涂料的方式对输出轴1的焊接区域进行防渗碳处理,而后对输出轴1进行渗碳淬火处理,以在压装、焊接前确保输出轴1的焊接区域内无渗碳层存在,其中W=2mm,M=6mm。
步骤二、将输出轴1与转子支架2压装在一起,使转子支架侧焊接表面5与输出轴侧焊接表面4完全贴合并保证压装到位,形成转子支架与输出轴组合件,转子支架侧焊接表面5与输出轴侧焊接表面4贴合后形成的贴合面为转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面;
步骤三、用夹具将压装好的转子支架与输出轴组合件进行定位并夹紧,使转子支架焊接侧表面5与输出轴焊接侧表面4形成良好的焊接端面配合;而后将转子支架与输出轴组合件装夹在数控回转工作台上,并保证转子支架与输出轴组合件与数控回转工作台上的卡盘同轴;
步骤四、采用激光焊接系统进行激光焊接之前,将激光焊接头的位置固定不动,利用He-Ne激光进行同轴定位,借助一字线光学对焦装置完成对焦与离焦量设定,离焦量0mm,数控回转工作台能够以1r/min~60r/min的速度旋转;
步骤五、在激光焊接过程中,激光器产生的激光束由光路系统或者耦合光纤传送至激光焊接头,经反射式聚焦结构导光系统准直、聚焦后,传送至转子支架与输出轴组合件的贴合面处,激光束的入射方向为转子支架与输出轴组合件的轴向入射,被激光束熔化的焊丝与转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面处的两侧母材熔合形成焊缝3,激光器的输出功率的为2kW,焊接速度为0.5m/min;
步骤六、在激光焊接的同时,采用送丝装置将焊丝送至焊缝3处,并保证送丝方向与激光束在同一平面,采用吹气装置将保护气体侧吹至焊接熔池,并保证焊缝3焊透,即转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面全部形成焊缝,其中送丝装置的送丝速度为0.5m/min,焊丝直径为3mm,激光束和送丝方向之间夹角为15°,焊丝端部距两侧母材表面的距离为1mm,保护气体的流量为5L/min;
步骤六中的保护气体为氮气。
最终焊缝呈均匀、连续性分布,得到的焊缝表面宽度约3mm,焊缝深度约4mm。焊接总成轴向跳动为0.03mm。
实施例2
步骤一、采用预先涂刷防渗碳涂料的方式对输出轴1的焊接区域进行防渗碳处理,而后对输出轴1进行渗碳淬火处理,以在压装、焊接前确保渗碳钢材料输出轴1的焊接区域内无渗碳层存在,其中W=4mm,M=4mm。
步骤二、将输出轴1与转子支架2压装在一起,使转子支架侧焊接表面5与输出轴侧焊接表面4完全贴合并保证压装到位,形成转子支架与输出轴组合件,转子支架侧焊接表面5与输出轴侧焊接表面4贴合后形成的贴合面为转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面;
步骤三、用夹具将压装好的转子支架与输出轴组合件进行定位并夹紧,使转子支架焊接侧表面5与输出轴焊接侧表面4形成良好的焊接端面配合;而后将转子支架与输出轴组合件装夹在数控回转工作台上,并保证转子支架与输出轴组合件与数控回转工作台上的卡盘同轴;
步骤四、采用激光焊接系统进行激光焊接之前,将激光焊接头的位置固定不动,利用He-Ne激光进行同轴定位,借助一字线光学对焦装置完成对焦与离焦量设定,离焦量-3mm,数控回转工作台能够以1r/min~60r/min的速度旋转;
步骤五、在激光焊接过程中,激光器产生的激光束由光路系统或者耦合光纤传送至激光焊接头,经反射式聚焦结构导光系统准直、聚焦后,传送至转子支架与输出轴组合件的贴合面处,激光束的入射方向为转子支架与输出轴组合件的轴向入射,被激光束熔化的焊丝与转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面处的两侧母材熔合形成焊缝3,激光器的输出功率的为4kW,焊接速度为2m/min;
步骤六、在激光焊接的同时,采用送丝装置将焊丝送至焊缝3处,并保证送丝方向与激光束在同一平面,采用吹气装置将保护气体侧吹至焊接熔池,并保证焊缝3焊透,即转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面全部形成焊缝,其中送丝装置的送丝速度为4m/min,焊丝直径为1.2mm,激光束和送丝方向之间夹角为30°,焊丝端部距两侧母材表面的距离为2mm,保护气体的流量为15L/min;
步骤六中的保护气体为氩气。
最终焊缝呈均匀、连续性分布,得到的焊缝表面宽度约3mm,焊缝深度约5mm。焊接总成轴向跳动为0.04mm。
实施例3
步骤一、采用预先涂刷防渗碳涂料的方式对输出轴1的焊接区域进行防渗碳处理,而后对输出轴1进行渗碳淬火处理,以在压装、焊接前确保渗碳钢材料输出轴1的焊接区域内无渗碳层存在,其中W=2mm,M=6mm。
步骤二、将输出轴1与转子支架2压装在一起,使转子支架侧焊接表面5与输出轴侧焊接表面4完全贴合并保证压装到位,形成转子支架与输出轴组合件,转子支架侧焊接表面5与输出轴侧焊接表面4贴合后形成的贴合面为转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面;
步骤三、用夹具将压装好的转子支架与输出轴组合件进行定位并夹紧,使转子支架焊接侧表面5与输出轴焊接侧表面4形成良好的焊接端面配合;而后将转子支架与输出轴组合件装夹在数控回转工作台上,并保证转子支架与输出轴组合件与数控回转工作台上的卡盘同轴;
步骤四、采用激光焊接系统进行激光焊接之前,将激光焊接头的位置固定不动,利用He-Ne激光进行同轴定位,借助一字线光学对焦装置完成对焦与离焦量设定,离焦量-2mm,数控回转工作台能够以1r/min~60r/min的速度旋转;
步骤五、在激光焊接过程中,激光器产生的激光束由光路系统或者耦合光纤传送至激光焊接头,经反射式聚焦结构导光系统准直、聚焦后,传送至转子支架与输出轴组合件的贴合面处,激光束的入射方向为转子支架与输出轴组合件的轴向入射,被激光束熔化的焊丝与转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面处的两侧母材熔合形成焊缝3,激光器的输出功率的为6kW,焊接速度为4m/min;
步骤六、在激光焊接的同时,采用送丝装置将焊丝送至焊缝3处,并保证送丝方向与激光束在同一平面,采用吹气装置将保护气体侧吹至焊接熔池,并保证焊缝3焊透,即转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面全部形成焊缝,其中送丝装置的送丝速度为6m/min,焊丝直径为0.5mm,激光束和送丝方向之间夹角为65°,焊丝端部距两侧母材表面的距离为2mm,保护气体的流量为20L/min;
步骤六中的保护气体为氦气。
最终焊缝呈均匀、连续性分布,得到的焊缝表面宽度约3mm,焊缝深度约5mm。焊接总成轴向跳动为0.04mm。
实施例4
步骤一、在输出轴1的焊接区域预留加工余量,而后对输出轴1进行渗碳淬火处理,待输出轴1完成渗碳淬火处理后,采用硬车加工的方式去除输出轴1的焊接区域存在的渗碳层,以在压装、焊接前确保渗碳钢材料输出轴1的焊接区域内无渗碳层存在,其中W=6mm,M=2mm;
步骤二、将输出轴1与转子支架2压装在一起,使转子支架侧焊接表面5与输出轴侧焊接表面4完全贴合并保证压装到位,形成转子支架与输出轴组合件,转子支架侧焊接表面5与输出轴侧焊接表面4贴合后形成的贴合面为转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面;
步骤三、用夹具将压装好的转子支架与输出轴组合件进行定位并夹紧,使转子支架焊接侧表面5与输出轴焊接侧表面4形成良好的焊接端面配合;而后将转子支架与输出轴组合件装夹在数控回转工作台上,并保证转子支架与输出轴组合件与数控回转工作台上的卡盘同轴;
步骤四、采用激光焊接系统进行激光焊接之前,将激光焊接头的位置固定不动,利用He-Ne激光进行同轴定位,借助一字线光学对焦装置完成对焦与离焦量设定,离焦量3mm,数控回转工作台能够以1r/min~60r/min的速度旋转;
步骤五、在激光焊接过程中,激光器产生的激光束由光路系统或者耦合光纤传送至激光焊接头,经反射式聚焦结构导光系统准直、聚焦后,传送至转子支架与输出轴组合件的贴合面处,激光束的入射方向为转子支架与输出轴组合件的轴向入射,被激光束熔化的焊丝与转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面处的两侧母材熔合形成焊缝3,激光器的输出功率的为7kW,焊接速度为4m/min;
步骤六、在激光焊接的同时,采用送丝装置将焊丝送至焊缝3处,并保证送丝方向与激光束在同一平面,采用吹气装置将保护气体侧吹至焊接熔池,并保证焊缝3焊透,即转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面全部形成焊缝,其中送丝装置的送丝速度为1.5m/min,焊丝直径为2.4mm,激光束和送丝方向之间夹角为45°,焊丝端部距两侧母材表面的距离为3mm,保护气体的流量为10L/min;
步骤一中输出轴的设计要求中的表面渗碳层的深度的最大要求值为0.7mm时,输出轴的焊接区域预留的加工余量的厚度选择1.0mm;
步骤六中的保护气体为氮气和氩气。
最终焊缝呈均匀、连续性分布,得到的焊缝表面宽度约4mm,焊缝深度约6mm。焊接总成轴向跳动为0.05mm。
实施例5
步骤一、在输出轴1的焊接区域预留加工余量,而后对输出轴1进行渗碳淬火处理,待输出轴1完成渗碳淬火处理后,采用硬车加工的方式去除输出轴1的焊接区域存在的渗碳层,以在压装、焊接前确保渗碳钢材料输出轴1的焊接区域内无渗碳层存在,其中W=4mm,M=4mm;
步骤二、将输出轴1与转子支架2压装在一起,使转子支架侧焊接表面5与输出轴侧焊接表面4完全贴合并保证压装到位,形成转子支架与输出轴组合件,转子支架侧焊接表面5与输出轴侧焊接表面4贴合后形成的贴合面为转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面;
步骤三、用夹具将压装好的转子支架与输出轴组合件进行定位并夹紧,使转子支架焊接侧表面5与输出轴焊接侧表面4形成良好的焊接端面配合;而后将转子支架与输出轴组合件装夹在数控回转工作台上,并保证转子支架与输出轴组合件与数控回转工作台上的卡盘同轴;
步骤四、采用激光焊接系统进行激光焊接之前,将激光焊接头的位置固定不动,利用He-Ne激光进行同轴定位,借助一字线光学对焦装置完成对焦与离焦量设定,离焦量2mm,数控回转工作台能够以1r/min~60r/min的速度旋转;
步骤五、在激光焊接过程中,激光器产生的激光束由光路系统或者耦合光纤传送至激光焊接头,经反射式聚焦结构导光系统准直、聚焦后,传送至转子支架与输出轴组合件的贴合面处,激光束的入射方向为转子支架与输出轴组合件的轴向入射,被激光束熔化的焊丝与转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面处的两侧母材熔合形成焊缝3,激光器的输出功率的为8kW,焊接速度为5m/min;
步骤六、在激光焊接的同时,采用送丝装置将焊丝送至焊缝3处,并保证送丝方向与激光束在同一平面,采用吹气装置将保护气体侧吹至焊接熔池,并保证焊缝3焊透,即转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面全部形成焊缝,其中送丝装置的送丝速度为3m/min,焊丝直径为1.2mm,激光束和送丝方向之间夹角为40°,焊丝端部距两侧母材表面的距离为3mm,保护气体的流量为25L/min;
步骤一中输出轴的设计要求中的表面渗碳层的深度的最大要求值为0.8mm时,输出轴的焊接区域预留的加工余量的厚度选择1.2mm;
步骤六中的保护气体为氮气和氦气。
最终焊缝呈均匀、连续性分布,得到的焊缝表面宽度约3mm,焊缝深度约6mm。焊接总成轴向跳动为0.05mm。
实施例6
步骤一、在输出轴1的焊接区域预留加工余量,而后对输出轴1进行渗碳淬火处理,待输出轴1完成渗碳淬火处理后,采用硬车加工的方式去除输出轴1的焊接区域存在的渗碳层,以在压装、焊接前确保渗碳钢材料输出轴1的焊接区域内无渗碳层存在,其中W=2mm,M=6mm;
步骤二、将输出轴1与转子支架2压装在一起,使转子支架侧焊接表面5与输出轴侧焊接表面4完全贴合并保证压装到位,形成转子支架与输出轴组合件,转子支架侧焊接表面5与输出轴侧焊接表面4贴合后形成的贴合面为转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面;
步骤三、用夹具将压装好的转子支架与输出轴组合件进行定位并夹紧,使转子支架焊接侧表面5与输出轴焊接侧表面4形成良好的焊接端面配合;而后将转子支架与输出轴组合件装夹在数控回转工作台上,并保证转子支架与输出轴组合件与数控回转工作台上的卡盘同轴;
步骤四、采用激光焊接系统进行激光焊接之前,将激光焊接头的位置固定不动,利用He-Ne激光进行同轴定位,借助一字线光学对焦装置完成对焦与离焦量设定,离焦量1mm,数控回转工作台能够以1r/min~60r/min的速度旋转;
步骤五、在激光焊接过程中,激光器产生的激光束由光路系统或者耦合光纤传送至激光焊接头,经反射式聚焦结构导光系统准直、聚焦后,传送至转子支架与输出轴组合件的贴合面处,激光束的入射方向为转子支架与输出轴组合件的轴向入射,被激光束熔化的焊丝与转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面处的两侧母材熔合形成焊缝3,激光器的输出功率的为5kW,焊接速度为2.5m/min;
步骤六、在激光焊接的同时,采用送丝装置将焊丝送至焊缝3处,并保证送丝方向与激光束在同一平面,采用吹气装置将保护气体侧吹至焊接熔池,并保证焊缝3焊透,即转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面全部形成焊缝,其中送丝装置的送丝速度为1.5m/min,焊丝直径为2mm,激光束和送丝方向之间夹角为35°,焊丝端部距两侧母材表面的距离为1mm,保护气体的流量为15L/min;
步骤六中的保护气体为氮气、氩气和氦气。
步骤一中输出轴的设计要求中的表面渗碳层的深度的最大要求值为1mm时,输出轴的焊接区域预留的加工余量的厚度选择1.5mm;
最终焊缝呈均匀、连续性分布,得到的焊缝表面宽度约3mm,焊缝深度约5mm。焊接总成轴向跳动为0.04mm。
Claims (4)
1.一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法,用于将分离离合器的输出轴(1)与驱动电机的转子支架(2)进行焊接,使用数控回转工作台、激光焊接系统、一字线光学对焦装置、送丝装置和吹气装置,激光焊接系统包括用于产生激光束的激光器、用于传输激光束的光路系统或者耦合光纤、用于对激光束进行准直、聚焦并且内嵌反射式聚焦结构导光系统的激光焊接头,以及用于固定激光焊接头的机械装置或者焊接机器人,其特征在于,具体步骤如下:
步骤一、采用如下两种方式中的一种对输出轴(1)的焊接区域进行处理,以在压装、焊接前确保输出轴(1)的焊接区域内无渗碳层存在:
方式一:采用预先涂刷防渗碳涂料的方式对输出轴(1)的焊接区域进行防渗碳处理,而后对输出轴(1)进行渗碳淬火处理;
方式二:在输出轴(1)的焊接区域预留加工余量,而后对输出轴(1)进行渗碳淬火处理,待输出轴(1)完成渗碳淬火处理后,采用硬车加工的方式去除输出轴(1)的焊接区域存在的渗碳层;
其中,所述的输出轴(1)的焊接区域包括如下a、b和c三个部分:
a、输出轴的焊接贴合面(5);
b、输出轴(1)上位于输出轴的焊接贴合面(5)上方的水平面距离输出轴的焊接贴合面(5)的水平距离为W的范围内的环形区域;
c、输出轴(1)上位于输出轴的焊接贴合面(5)下方的水平面上距离输出轴的焊接贴合面(5)的水平距离为M的范围内的环形区域;
W满足:2mm≤W≤6mm;
M满足:2mm≤M≤6mm;
步骤二、将输出轴(1)与转子支架(2)压装在一起,使转子支架侧焊接表面(5)与输出轴侧焊接表面(4)完全贴合并保证压装到位,形成转子支架与输出轴组合件,转子支架侧焊接表面(5)与输出轴侧焊接表面(4)贴合后形成的贴合面为转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面;
步骤三、用夹具将压装好的转子支架与输出轴组合件进行定位并夹紧,使转子支架焊接侧表面(5)与输出轴焊接侧表面(4)形成良好的焊接端面配合;而后将转子支架与输出轴组合件装夹在数控回转工作台上,并保证转子支架与输出轴组合件与数控回转工作台上的卡盘同轴;
步骤四、采用激光焊接系统进行激光焊接之前,将激光焊接头的位置固定不动,利用He-Ne激光进行同轴定位,借助一字线光学对焦装置完成激光束的对焦与离焦量设定,离焦量为-3mm~+3mm,数控回转工作台以1r/min~60r/min的速度旋转;
步骤五、在激光焊接过程中,激光器产生的激光束由光路系统或者耦合光纤传送至激光焊接头,经反射式聚焦结构导光系统准直、聚焦后,传送至转子支架与输出轴组合件的贴合面处,激光束的入射方向为转子支架与输出轴组合件的轴向入射,被激光束熔化的焊丝与转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面处的两侧母材熔合形成焊缝(3),激光器的输出功率的范围为2kW~8kW,焊接速度为0.5m/min~5m/min;
步骤六、在激光焊接的同时,采用送丝装置将焊丝送至焊缝(3)处,并保证送丝方向与激光束在同一平面,采用吹气装置将保护气体侧吹至焊接熔池,并保证焊缝(3)焊透,即转子支架与输出轴组合件的焊接贴合面全部形成焊缝,其中送丝装置的送丝速度为0.5m/min~6m/min,焊丝直径为0.5mm~3mm,激光束和送丝方向之间夹角为15°~65°,焊丝端部距两侧母材表面的距离为1mm~3mm,保护气体的流量为5L/min~25L/min。
2.根据权利要求1所述的一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法,其特征在于,步骤一方式二中输出轴(1)的焊接区域预留的加工余量的厚度大于输出轴(1)的设计要求中的表面渗碳层的深度的最大要求值。
3.根据权利要求1所述的一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法,其特征在于,步骤六中的保护气体为氮气、氦气和氩气中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种离合器耦合式电机转子支架与输出轴连接方法,其特征在于,所述的输出轴(1)的制造材料为渗碳钢,所述的转子支架(2)的制造材料为中碳钢,且所述的转子支架与输出轴组合件的焊缝(3)接头形式为对接。
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