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10秒速读 低碳钢齿轮是汽车动力系统重要部件，被广泛应用于变速器、同步器、分动器以及驱动桥中。在实际生产中，焊接齿轮时的精确度和灵活性往往至关重要，同时基于简化产品结构和制造工艺，以及提高产品精度等各种生产需求，激光因其精准、高效和无需后续加工等显著优势，已被普遍应用于齿轮总成。使用激光焊接技术还可以使得空刀槽减小，从而缩小齿轮体积，进而实现车辆的减重。 相干公司将就以上技术难点进行应用分享，使汽车齿轮焊接难题迎刃而解——  技术难点  为减少车辆故障率，并提高车辆操纵灵活性，汽车生产中的焊接加工对精确度和可靠性都有着极高的要求。比如，为保证齿轮可以传递较大的扭矩，焊缝处必须具有相当或优于母材的综合机械性能。虽然光纤激光器在齿轮焊接中已取得了实践性的应用优势，但一直存在着加工过程中产生大量飞溅的问题。 飞溅所造成的气孔和空隙会显著降低部件的机械强度，并产生松散的颗粒。而这些颗粒如果进入齿轮间隙的话，可能会导致动力系统的使用寿命缩短。同时，动力系统部件的焊接必须确保减小热影响区域 (HAZ)，以避免发生部件变形的情况。 工艺 此前，CO2 激光器通常能够实现良好的焊接效果，并可极大限度地避免飞溅，但如今由于汽车生产商对加工效率有了更高的要求，同时为发挥激光加工的柔性优势-让激光加工更易于控制，更灵活地实现多维运动从而可以加工更多复杂表面的工件，用户越来越倾向于使用易于柔性集成并通过光纤传输光束的近红外固体激光器来完成加工。然而，这些较短波长的激光器在过去的使用效果并不令人满意。 为应对焊接中的飞溅难题，我们对Coherent 的HighLight FL-ARM可调节环形光斑模式光纤激光器能否实现与 CO2 激光器相似的加工效果进行了测试。  HighLight FL-ARM 激光器能够产生一个被激光同心环围绕的中心光斑，并可单独控制环形光束和中心光束的功率。在此次测试中，通过标准焊接头（传输光纤的 3 倍放大率）后，直径为 0.2 mm 的中心光束和直径为 0.6 mm 的环形光束，聚焦于安装在旋转台上的工件。氩辅助气体则通过离轴喷嘴输送。
为符合汽车行业对于产量的要求，我们采取了 5m/min 的加工速度，并以 2 kW 的总激光功率（环形光束和中心光束）实现焊接熔深的要求。同时，我们也对不同比例的环形光束功率和中心光束功率进行了测试，并利用高速相机来评估飞溅。 结果 与普通光纤激光器相比，采用HighLight FL-ARM可调节环形光斑模式光纤激光器的技术能够减少70%到80%的飞溅！ 其余的飞溅以粉末形式沉积，因而冷却速度更快，并且可以用非机械的标准部件清洗技术轻松清除。通过这种方式可以减少处理步骤并简化加工过程，从而节省单位加工时间和降低成本。 HighLight FL-ARM可调节环形光斑模式光纤激光器通过改变功率分布，从根本上减少熔池内的紊流状况，从而显著减少飞溅并降低孔隙率。而且在将焊缝加工成符合需求的轮廓时，热影响区域也极小，因而也能极大程度地减少部件变形的情况。  使用 ARM（可调节环形光斑模式）技术产生的焊缝横截面 (A) 和表面 (B) 此外，实际加工中，由于部件本身会存在尺寸误差，一些齿轮在焊接同时需要填补空隙，当缝隙根部宽度过大时，使用普通光纤激光器将受到挑战。但ARM技术通过智能调整光学设置和模式，可以在无需填充焊丝的情况下，实现低飞溅和低孔隙率的稳定焊接，填补0.3 mm以下的空隙。   测试结果显示：ARM 技术是动力系统齿轮等高精度部件的理想解决方案！ 扫描下方二维码，可获取右下方产品信息 合理设置HighLight FL-ARM可调节环形光斑模式光纤激光器的参数，并注意焊接过程中的监控，还能做到通过精准调节功率来有效控制激光焊缝的起点及终点状态。 而且不同结构、尺寸的齿轮焊接需求都能通过这一技术得以满足，并有效避免微裂纹和微气孔，实现稳定高效的生产。由此可见，使用可调节环形光斑模式光纤激光技术后，普通光纤激光器在焊接齿轮时遇到的难题将迎刃而解！ 长按图片，了解更多激光技术在动力总成领域中的实际应用：
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