组合激光加工在热处理零件焊接中的应用

摘要： 本文探讨了低刚度热处理精密机械零件（尤其是汽车组装凸轮轴）端部连接的问题。为降低热处理部件焊接时产生的残余应力，提出采用激光对焊接区域的受热元件进行预热。此外，针对低刚度轴对称结构（如组装凸轮轴）焊接可能产生的变形，建议采用脉冲激光焊接，并仅在先前经激光预处理的部位实施焊接。实验研究采用基于DLR-200-AC和YLR 150/1500-QCW-AC双激光辐射源的激光设备，其同轴布置的工艺头配备单一输出透镜，可在单一工艺窗口内同步计算两激光源的加工程序与所需功率，并实现双光源工作同步。试样为含中心孔轴体与热处理凸轮的组装凸轮轴（轴体采用20号钢/WNr 1.0402，凸轮采用40X钢/WNr 1.7034），凸轮通过感应法进行热处理。文中阐述了加工的分析工艺特性及循环复合工艺流程，展示了研究成果。所提方法既适用于现有设计分析与改进阶段的低刚度轴对称部件连接，也可用于先进设计的开发阶段。