焊接齿轮的组装焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接技术领域，具体地讲，特别涉及一种焊接齿轮的组装焊接方法。
【背景技术】
[0002]目前，焊接齿轮一般的组装焊接工艺为:
[0003]第一步:两件腹板与筋板组焊，形成腹板组件；
[0004]第二步:腹板组件退火去应力；
[0005]第三步:车腹板组件内圆坡口，车轮毂外圆坡口 ；
[0006]第四步:焊接轮毂与腹板组件，形成轮毂组件；
[0007]第五步:轮毂组件退火去应力；
[0008]第六步:对轮毂与腹板焊缝进行超声波探伤；
[0009]第七步:车轮毂组件外圆坡口，车齿圈内圆坡口 ；
[0010]第八步:轮毂组件与齿圈进行组焊，形成焊接齿轮；
[0011]第九步:焊接齿轮退火去应力；
[0012]第十步:对齿圈与腹板焊缝进行探伤。
[0013]上述工艺方法先将腹板组件与轮毂组焊形成轮毂组件，再将轮毂组件与齿圈组焊形成焊接齿轮。由于工艺要求在焊缝焊接完成之后，要尽快地退火去应力，以尽量地减少焊缝的内部缺陷。并且，退火去应力之后要求对焊缝进行探伤检测，做到缺陷尽早发现，避免后续工作造成生产资源的浪费。所以现有的组装焊接工艺必须在腹板组件与轮毂组焊之后及时地进行退火去应力和超声波探伤，并且在轮毂组件与齿圈组焊之后还要再进行一次退火去应力和超声波探伤，造成工序多、生产周期长的问题，极其不利于生产成本的控制。
【发明内容】
[0014]本发明所要解决的技术问题在于提供一种焊接齿轮的组装焊接方法，用于缩短焊接齿轮的生产周期、降低生产成本。
[0015]本发明的技术方案如下:一种焊接齿轮的组装焊接方法，包括以下步骤:
[0016]第一步:将上下两面腹板与筋板进行焊接组合，形成腹板组件；
[0017]第二步:第一次退火去应力；
[0018]第三步:车加工腹板的内圆坡口和外圆坡口，并且车加工轮毂的外圆坡口和齿圈的内圆坡口；
[0019]第四步:
[0020](I)先将腹板组件与轮毂组合并对上下两面腹板与轮毂之间的焊缝进行打底焊缝焊接，形成轮毂组件；
[0021](2)再将轮毂组件与齿圈组合并对上下两面腹板与齿圈之间的焊缝进行打底焊缝焊接；
[0022](3)然后先对轮毂与其中一面腹板之间的焊缝进行填充焊缝焊接至1/3焊缝深度，再对齿圈与该面腹板之间的焊缝进行填充焊缝焊接至1/3焊缝深度；
[0023](4)然后翻面先对轮毂与另一面腹板之间的焊缝进行填充焊缝焊接和盖面焊缝焊接；然后对齿圈与该面腹板之间的焊缝进行填充焊缝焊接和盖面焊缝焊接；
[0024](5)最后再翻面先对轮毂与该面腹板之间的焊缝进行进一步填充和最终的盖面焊缝焊接，然后对齿圈与该面腹板之间的焊缝进行进一步填充和最终的盖面焊缝焊接；
[0025]第五步:第二次退火去应力；
[0026]第六步:对各焊缝进行超声波探伤。
[0027]本发明通过对工艺步骤的调整，在将腹板组件与轮毂和齿圈组合焊接时，先对轮毂与腹板、腹板与齿圈之间的所有焊缝进行打底焊缝焊接，然后对其中一面腹板与轮毂和该面腹板与齿圈之间的焊缝进行填充焊缝焊接，然后翻面对另一面腹板与轮毂和该面腹板与齿圈之间的焊缝进行填充焊缝焊接和盖面焊缝焊接，最后再一次翻面对对应的腹板与轮毂和该面腹板与齿圈之间的焊缝进行填充和盖面焊缝焊接，从而使轮毂、腹板组件和齿圈先通过打底焊缝组合在一起，然后进行填充焊缝焊接和盖面焊缝焊接，使各条焊缝的焊接完成时间更加集中，最后只需要进行一次退火去应力和超声波探伤即可，有效地避免了在腹板组件与轮毂组焊之后进行退火去应力和超声波探伤的工序，显著地减少了工艺步骤、缩短了生产周期，显著地提高了对生产设备和劳动力的利用率，降低了焊接齿轮的生产成本。
[0028]并且，先进行打底焊缝焊接、再进行填充焊缝焊接和盖面焊缝焊接，通过打底焊缝焊接对焊接齿轮先进行组装定型，使轮毂、腹板和齿圈之间的定位更加准确；并且打底、填充、盖面分层焊接，焊接效率高、焊缝质量好、焊缝成型美观，有利于提高焊缝的强度和韧性。
[0029]再则，在填充焊缝焊接和盖面焊缝焊接的时候，先对其中一面的焊缝进行填充，然后翻面对另一面的焊缝进行填充和盖面，最后再翻面对最开始那一面的焊缝进行进一步填充和最终的盖面，避免了先将其中一面完全填充和盖面之后，焊缝收缩造成腹板和齿圈的变形，使焊接齿轮两面的形变更加均衡，使焊接齿轮两面的焊缝性能更加均衡、稳定。
[0030]并且，在对每一面的焊缝进行各层焊接的时候，均先焊接轮毂与腹板之间的焊缝，再焊接腹板与齿圈之间的焊缝，这样操作有以下好处:
[0031](I)、由于焊接前需要对焊缝预热，并且焊接后不能及时热处理的焊缝需要持续加热保温，如果由外向内施焊，势必造成施工环境的恶劣，因此从内而外进行焊接，尽可能地减少了温度升高对操作舒适度的影响，使操作工人的施工更加方便快捷；
[0032](2)、由于内圈半径小，使用中腹板内圈与轮毂之间的焊缝在单位面积承受的扭应力比外圈大，所以对腹板与轮毂之间的焊缝质量要求更高，先焊接腹板与轮毂之间的焊缝，使该焊缝在焊接时受到的约束小，尽量地确保了该焊缝处于自由状态，有利于提高腹板与轮毂之间焊缝的质量；如果先焊接腹板与齿圈之间的焊缝，则增加了腹板与轮毂之间焊缝焊接时的约束，增大了腹板与轮毂之间焊缝的质量风险；
[0033](3)、如果先焊接腹板与齿圈之间的焊缝，腹板外沿的焊缝长，腹板受到向外的拉力大，腹板的形变大，对焊接齿轮的质量影响大；然而先焊接轮毂与腹板，腹板受到向内的拉力可以对后面腹板外沿向外的拉力进行平衡，腹板的形变比先焊接外沿要小得多。
[0034]按原有的焊接齿轮工艺，腹板外侧为完全自由状态，焊接腹板与轮毂之间的焊缝时，腹板容易产生波浪变形，需要进行后续的校平。但是，校平之后仍然存在腹板厚度不均匀的问题，影响了焊接齿轮的静平衡。而采用本发明提供的焊接方法，轮毂、腹板、齿圈先全部组装通过打底焊缝固定，焊接时腹板的受力更加均衡，显著地减少了腹板的波浪变形，焊接齿轮的静平衡效果更好。
[0035]所述腹板和筋板均由Q34?材质的合金钢制成，所述轮毂和齿圈均由18CrNiMo7-6材质的合金钢制成。
[0036]所述第一步中腹板与筋板进行焊接组合时，先对各焊缝进行打底焊缝焊接，然后对各焊缝进行填充焊缝焊接，并且腹板与筋板之间的打底焊缝焊接和填充焊缝焊接均采用富氩气体保护焊。
[0037]所述第一步中腹板与筋板之间的打底焊缝焊接参数为:焊接电流180-220A、焊接电压20-24V、焊接速度25-40cm/min ;所述第一步中腹板与筋板之间的填充焊缝焊接参数为:焊接电流200-270A、焊接电压22-33V、焊接速度25_40cm/min。
[0038]所述第四步中的打底焊缝焊接均采用富氩气体保护焊，第四步中的填充焊缝焊接和盖面焊缝焊接均采用埋弧焊。
[0039]所述第四步中的打底焊缝焊接参数为:焊接电流180-220A、焊接电压20-24V、焊接速度25-40cm/min ;所述第四步中填充焊缝焊接参数为:焊接电流370-500A、焊接电压28-36V、焊接速度35-40cm/min ;所述第四步中盖面焊缝焊接参数为:焊接电流370-450A、焊接电压28-34V、焊接速度35-40cm/min。
[0040]所述腹板、轮毂和齿圈上的坡口均为带钝边“U”形坡口，其中坡口面角度α =15°，坡口面与钝边之间的过渡圆角半径R = 5，坡口面与钝边之间的过渡圆角到钝边外端面的垂直距离dl = 5mm，钝边的厚度hi = 5mm。
[0041]在所述钝边的上部设倒角，该倒角与焊接表面的垂直面之间的夹角β =25°，倒角的深度h2 = 3_。由于焊接齿轮的腹板与轮毂和腹板与齿圈之间的装配间隙要求控制在3-5毫米以内，而装配间隙越小，焊缝越不容易焊透。现有的解决办法多为减小钝边的厚度，而本发明通过在钝边上开设倒角，有效地避免了间隙太小焊缝不能焊透的问题，同时也避免了钝边太薄容易烧穿的问题。
[0042]在所述钝边的底面开设有向上凹陷的基准面，所述基准面与焊接表面相平行，所述基准面的宽度d2 = 5_。开设基准表面，在组装的时候对各部件之间的位置和高度进行找准。
[0043]有益效果:本发明通过使轮毂、腹板组件和齿圈先通过打底焊缝组合在一起，然后进行填充焊缝焊接和盖面焊缝焊接，使各条焊缝的焊接完成时间更加集中，显著地减少了工艺步骤、缩短了生产周期、减少了腹板变形，具有构思巧妙、成本低和改进容易