一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107243695A(43)申请公布日2017.10.13(21)申请号201710587761.5(22)申请日2017.07.18(71)申请人武汉华工激光工程有限责任公司地址430223湖北省武汉市武汉东湖高新技术开发区华中科技大学科技园华工科技激光产业园(72)发明人熊大辉王爱华祁小勇李斌叶兵余世文(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人黄行军胡艺(51)Int.Cl.B23K26/28(2014.01)B23K26/60(2014.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法(57)摘要本发明公开了一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法，包括：步骤一，对轴体待焊接部位进行预处理；步骤二，将轴体装夹到旋转台上，设置激光器，使激光器发出的激光束到轴体的入射角度为α，α的取值范围为45°～75°；步骤三，将凸轮和轴颈安装到轴体上，在凸轮和轴颈与轴体之间形成的角接接头处进行激光焊接形成角接焊缝；步骤四，检查焊缝表面状态。获得高性能、高耐磨性的组合式发动机空心凸轮轴，采用本工艺方法焊接后凸轮轴的静态最大扭距由250N·m～350N·m提升到了500N·m～1000N·m。CN107243695ACN107243695A权利要求书1/1页1.一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法，其特征在于，包括：步骤一，对轴体(7)待焊接部位进行预处理；步骤二，将所述轴体(7)装夹到旋转台上，设置激光器(1)，使所述激光器(1)发出的激光束(2)到所述轴体(7)的入射角度为α，所述α的取值范围为45°～75°；步骤三，将凸轮(5)和轴颈(6)安装到所述轴体(7)上，在所述凸轮(5)和所述轴颈(6)分别与所述轴体(7)之间形成的角接接头(4)处进行激光焊接形成角接焊缝(8)，焊接时，所述轴体(7)在旋转台带动下沿其轴线旋转；步骤四，检查焊缝表面状态。2.根据权利要求1所述的一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法，其特征在于：所述步骤三中激光焊接的形式包括摆动焊接，摆动形状包括来回往复摆动、∞字形摆动和椭圆形摆动。3.根据权利要求2所述的一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法，其特征在于：所述往复摆动的方向与轴体(7)的轴线方向相同，所述∞字形摆动时∞字形的长度方向与轴体(7)的轴线方向垂直，所述椭圆形摆动时椭圆形的长度方向与轴体(7)的轴线方向垂直。4.根据权利要求1所述的一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法，其特征在于：所述步骤三进行激光焊接的方式包括连续焊接方式和脉冲焊接方式。5.根据权利要求4所述的一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法，其特征在于：所述脉冲焊接方式的频率范围为100-150点/秒。6.根据权利要求1所述的一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法，其特征在于：所述步骤三进行激光焊接的速度区间为0.9m/min～6m/min，激光焊接功率为1.5KW～8KW。7.根据权利要求1所述的一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法，其特征在于：焊接激光束的能量分布包括平顶分布方式和高斯分布方式。8.根据权利要求1所述的一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法，其特征在于：设置与所述激光器(1)同轴的气路保护结构吹送保护气体(3)到角接接头(4)处，所述气路保护结构与所述激光器(1)同时工作。9.根据权利要求8所述的一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法，其特征在于：所述保护气体(3)包括N2和/或Ar和/或He，所述保护气体(3)的气流量控制在15L/min～30L/min之间。10.根据权利要求1所述的一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法，其特征在于：在所述步骤二轴体(7)装夹到旋转台上之后和所述步骤四检查焊缝表面状态之间还包括检查所述轴体(7)跳动的步骤，检查轴体(7)跳动的所采用的工具包括千分表。2CN107243695A说明书1/5页一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法技术领域[0001]本发明涉及发动机凸轮轴制造技术领域，尤其是一种组合式发动机空心凸轮轴激光焊接工艺方法。背景技术[0002]凸轮轴是汽车发动机五大核心部分之一,组合式空心凸轮轴是将凸轮、空心轴体和轴颈分别进行材料优化匹配和分体精密加工后，在装配成凸轮轴整体。随着汽车工业的发展，凸轮轴的轻量化与低摩擦损耗被人们得到重视，与传统的整体铸造、锻造或轧制制坯凸轮轴相比，组合式空心凸轮轴重量可减轻30％～50％，而且凸轮、轴颈和空心轴体的材料都可以自由选取，还能减少后续机加工余量。[0003]凸轮轴的关键技术为凸轮、轴颈与空心轴体的连接，目前主要的连接方式有热套、焊接、