1、硬齿面焊接齿轮的结构
硬齿面焊接齿轮由轮缘，辐板，筋板，轮毂组焊而成。
轮缘是焊接齿轮的主要受力构件，承受齿面接触应力，齿根弯曲应力及短时的过载和冲击力，一般选用优质低碳合金钢渗碳淬火，或中碳合金钢进行调质处理，表面进行热处理，提高齿面硬度。
轮毂用中碳钢铸，锻件或轧制板材制成，经过调质处理提高其硬度，细化晶粒和稳定组织。
辐板和筋板用普通碳素结构钢和普通低合金钢板材，连接辐板间的钢管选用热轧无缝钢管。
2、材料选用
（1）表淬轮缘采用42CrMo，辐板选用普通碳素结构钢和普通低合金钢板；轮毂选用中碳钢铸件，锻钢或轧钢板材制；连接辐板间的钢管选用热轧无缝钢管。
（2）渗碳淬火轮缘采用优质低碳合金钢20CrNi2MoA，20CrMnMo，17CrNiMo6；辐板选用普通碳素结构钢和普通低合金钢板；轮毂选用中碳钢35CrMo，34CrNiMo锻钢或轧钢板材制；连接辐板间的钢管选用热轧无缝钢管。
3、齿轮的焊接及热处理工艺
（1）低碳合金钢轮缘焊前进行调质处理，硬度达到HB177-225，并进行超声波探伤，焊后进行整体渗碳淬火处理，齿部渗层2.8-3.2mm，淬火硬度HRC58-62，芯部硬度HCR33-42；轮毂组焊前调质硬度达到HB256-286；中碳合金钢轮缘焊前进行调质处理，硬度达到HB269-302，并进行超声波探伤。
（2）焊接齿轮主要经过两次焊接。首先是轮毂与辐板，加强筋及4个钢管组焊，焊后进行退火处理，消除焊接应力，并对焊缝进行UT检测；其次是环轮缘焊接，再次进行退火处理与UT检测。这样可以有效控制在后来的渗碳与淬火过程中的变形。
（3）如何保证焊接质量，防止焊接裂纹也是相当重要的一环。我们采取了以下措施：①预热温度控制在200℃左右；②焊接方法采用埋弧自动焊或二氧化碳气体保护焊，熔深大，效率高，且焊缝美观；③焊接材料根据对不同的母材合理选用焊条；④轮缘材料含碳量较高时，在轮缘上堆焊过渡层；⑤及时进行250-300℃/（1-2h）消氢处理，后缓冷至室温。
（4）采取以下工艺措施减小焊接变形与热处理变形：①对轮缘，辐板，轮毂三大零件组焊前机加工的尺寸进行控制，选用合理的间隙配合公差；②装配，焊接，热处理胎具化。热处理时，采用经过正火处理的压板，装焊于齿轮两端面，可在热处理过程中起到隔热的作用；渗碳，淬火时，在齿轮端面，焊缝，内孔处涂防渗涂料，焊缝处添加保温隔热材料。有效阻止齿面以外部分的硬化。
（5）为确保产品每一道工序的准确无误，在渗碳，淬火后分别增加对焊缝进行UT检测的工序。
4、机加工过程中的关键技术
（1）工艺路线：焊接齿轮由轮缘，轮毂，辐板，筋板等子件组成。
中碳钢表淬硬齿面齿轮的工艺流程。
轮缘：锻压―――车―――探伤―――热处理―――车―――焊接―――车―――焊接；轮毂：锻压―――车―――探伤―――热处理―――车―――焊接；大齿轮：焊接―――热处理―――车―――收尾；渗碳淬火硬齿面齿轮的工艺流程如下：轮缘：车―――探伤―――粗开齿―――钳工倒角―――调质―――喷砂―――车―――预埋焊肉―――车焊接倒角―――磁探―――组焊；轮毂：车―――探伤―――调质―――喷砂―――车预埋焊肉―――车焊接倒角―――磁探―――组焊；大齿轮：组焊―――退火―――车―――精滚齿―――钳工―――渗碳淬火―――精车―――磨齿―――收尾。
（2）加工要领：以一个外圆直径2700mm，厚度230mm的齿轮为例进行分析，在机加工过程中的主要加工要领如下：①车齿外圆至要求，齿根以下端面单边留余量10mm，内孔与轮毂端面留余量15mm，考虑热处理变形，合理留精加工余量；②设计制造磨前滚刀及滚齿胎具，在ZWF30滚齿机上进行粗滚齿。
（3）在成型磨齿机P2000G上磨齿，并进行齿形修缘，齿顶倒角。
5、结语
硬齿面焊接齿轮既具有硬齿面齿轮精度高，硬齿面，重载荷等方面的优点，又具有焊接齿轮重量轻，外形美观，成本低，材料利用合理，生产效率高，生产工期短等优点。
