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重型載貨車驅(qū)動齒輪輕量化接觸點焊接方法

通過接觸點焊接方法（JSS）來焊接驅(qū)動小齒輪，使焊接完成后的構(gòu)件能夠滿足應(yīng)力要求，有3種不同的焊接情況：①原始構(gòu)件有兩個接觸點，如出現(xiàn)這種情況，需要對兩種不同的燃燒長度進行測試（圖1）；②構(gòu)件如果只有一個焊接區(qū)，則考慮最佳的燃燒長度（圖2）；③如果構(gòu)件的焊接區(qū)從初始位置徑向移動（圖3），將兩種不同的間隙尺寸進行比較，最小間隙尺寸將導致最大焊縫長度。這種結(jié)構(gòu)焊接方法的缺陷是沒有利用超聲波檢測來評估。摩擦焊接后材料的硬度與冷卻時的連續(xù)變形相關(guān)。當連接區(qū)域為環(huán)形時，通常使用摩擦焊接。對這種最佳的摩擦焊接方法進行仿真的結(jié)果表明，此方法適合傳動小齒輪。使用這種方法來焊接驅(qū)動齒輪將會減輕質(zhì)量約14%。

驅(qū)動小齒輪的質(zhì)量減輕2kg（產(chǎn)品總質(zhì)量為14.8kg）可達到輕量化的目的，采用不同的接觸點摩擦焊接方法優(yōu)化步驟對驅(qū)動小齒輪進行處理。假設(shè)新的驅(qū)動小齒輪能夠持續(xù)承受工作時的應(yīng)力，其優(yōu)化過程如下：①考慮有兩焊縫區(qū)的情況，焊縫長度太小則不能承受工作時的應(yīng)力。②考慮有一個焊接區(qū)情況，避免在兩接頭之間出現(xiàn)非融合區(qū)。③焊縫區(qū)徑向移動約6mm，以防止在壓力最大的區(qū)域進行焊接。焊接區(qū)位置不同對間隙大小有影響。焊縫硬度影響材料的相變。研究結(jié)果表明，只有一個焊接區(qū)，焊接區(qū)將會遠離壓力最大的區(qū)域，具有0.6mm的間隙尺寸。④FEM仿真表明,最好的方法能使較小的應(yīng)力分布在焊縫區(qū)。

Samareh Mohammadzadeh Polami. Journal of Materials Processing Technology.

編譯：王川