齒輪作為機(jī)械傳動(dòng)的重要部件，受加工條件限制，大直徑鍛造齒輪整體制造存在很大困難，甚至必須分體加工后通過(guò)焊接實(shí)現(xiàn)連接。焊接結(jié)構(gòu)齒輪已在很大程度上取代了大尺寸的鑄造齒輪以及鑲?cè)κ浇Y(jié)構(gòu)齒輪，成為經(jīng)濟(jì)可行的制造方法之一。激光焊接由于焊接速度快、 熱輸人小，熱影響區(qū)小，避免了熱影響區(qū)的軟化，接頭強(qiáng)度高，焊態(tài)下的接頭具有相當(dāng)或優(yōu)于母材的性能，同時(shí)激光焊接受工件空間的約束較小。因此，激光焊接正逐步成為齒輪加工制造的主要連接方法，已在航空航天、汽車(chē)制造、機(jī)車(chē)車(chē)輛、船舶等工業(yè)領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。

錐齒輪軸采用的是42CrMo中碳高強(qiáng)鋼，42CrMo鋼具有良好的綜合力學(xué)性能和較高的淬透性，但由于碳含量高，合金元素含量也較高，淬硬傾向比較大。為了避免裂紋的形成，采用窄間隙激光填絲法進(jìn)行焊接。

焊接設(shè)備采用德國(guó)某公司的CO2激光器，最大輸出功率為3.5kW.焊接工作臺(tái)為五軸聯(lián)動(dòng)工作臺(tái)。光束采用拋物銅鏡反射聚焦系統(tǒng)，焦距為300mm，聚焦光斑直徑為0. 26mm。焊接時(shí)，裝卡好的齒輪軸在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，雙層噴嘴側(cè)吹保護(hù)氣體。填充材料為日本TCS 2CM焊絲(相當(dāng)于ER62 -B3)。

由于受激光器輸出功率限制，為了實(shí)現(xiàn)完全焊透，同時(shí)兼顧送絲速度和焊接過(guò)程穩(wěn)定性，采用窄間隙激光填絲多層焊接技術(shù)，其中第一層為自熔焊。

42CrMo鋼錐齒輪軸激光焊接頭表面成形良好。采用金相分析，42CrMo鋼錐齒輪軸激光焊焊縫內(nèi)部沒(méi)有裂紋、氣孔等缺陷。

42CrMo鋼錐齒輪軸激光焊焊縫中心處縱向的硬度分布。從焊縫上部到根部，硬度逐漸升高。焊縫下部的底層焊縫為自熔焊接，沒(méi)有填充焊絲，焊縫中較高的碳含量，使硬度維持在一個(gè)較高的水平上;而上層焊道中，在低碳TCS 2CM焊絲的中和作用下，焊縫中碳含量降低，造成硬度降低。但是焊縫中較低的碳含量，減少了高碳馬氏體的形成，降低了焊縫的冷裂傾向。