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齿轮焊接工艺分析
于尚明，中国一熏集团公司天津重工有限公司
摘 要：对齿轮焊接工艺进行分析 ，并采用小电流、断续焊 l焊材选择。
等工艺方法避免裂纹的产生，焊后外观检验、超声波探伤合格， 根据母材选择GL—YL~,2 12ram焊丝。
从而证明该工艺方案有效、可靠。 表三GL．YJ502中1_2mm焊丝的化学成份
关键词：焊接；rI焊性分析；焊接工艺及过程 悍丝 学成份％
●
C 融 s I P
齿轮是机械产品传动系统中的关键部件，直接承担大扭矩 GL．YJ5O2 O．O6 O．3g 1．27 0．006l0．016
的传动，因此焊缝受力较大。该部件由轮缘、辐板、轮毂组成。其 表四GL-YJ502 1．2mm焊丝的机械性能
中轮毂及轮缘为锻件，辐板为钢板。齿轮由以上部件组焊而成。 焊丝 化学成份％
一 、 可焊性分析 c I l l s l p
l化学成分分析。该产品的轮缘、轮毂材质为 34Q-MoI(其化 GL．Y丁502 0．06l0．38I1．27l0．00610．016
学成分及力学眭能见表l、表2)，热处理状态为调质处理，根据该 2焊前准备。将辐板加成K型坡口型式，钝边≤2mm；用角向
钢种的化学成分，采用美国焊接学会(AWS)推荐的碳当量计算 磨光机将坡口及两侧备50ram范围为打磨至露出金属光泽。
出其碳当量为0．64~，其焊接性差；辐板为Q345一A(其化学成分 3焊前预热。焊前预热温度为l80—250~C，用测温仪测量。预
及力学陛能见表 1、表2)为低碳合金钢，碳当量为0．4096，焊接性 热宽度为焊缝两侧各 100ram，焊接过程中层间温度≥2s0℃。如
较好。由于34CrMol、Q345一A二种钢的化学成分、金相组织及J陡 采用火焰式预热，焊前温度无法达到工艺要求的预热温度，则进
能相差很大，线膨胀系数不同、热导率不同、磁导率也不同，造成 炉整体预热。
焊接残余应力较大，致使焊接接头性能下降。 4焊接工艺参数：采用小规范施焊 ，焊接电流220—26OA，焊
表l齿圈及腹板化学成份 接电压 24—30V。
5采用分段焊法(如图2所示)。焊道接头应互相错开，焊接
时应注意坡口边沿不能产生未熔合，收弧时应将熔池填满。分段
焊后，最后将未焊处焊满。
表2 齿圈及腹板力学生『能
2齿轮结构影响分析。齿轮结构如图—所示，为环形结构、板
厚、全焊透结构。由于在焊接过程中，焊接接头处于刚性状态，拘
束力很大，按照临界拘束应力(仃。)法，应用 日本委员会推荐的
计算公式，计算出其临界拘束应力仃 比其屈服强度 小，
注：擒黑部分为焊缝
焊缝容易产生裂纹。由此可笑f]，焊接接头拘束度大很容易产生裂
鍪2
纹。 三、焊后热处理
轮毂 焊后立即进入加热炉退火处理，加热温度 55O-580℃。保温
3-4小时。如焊后无法及时进炉，需马上采取
