摘要：以20CrMnSi 低合金钢汽车变速箱双联齿轮的CO2激光焊焊接过程为研究对象，利用SYSWELD 有限元分析软件，模拟不同热输入下焊缝及邻缝区域的温度场分布，得出最优工艺参数。分析了最优工艺参数下的热循环曲线并进行了焊接试验，得到了和模拟结果相近的焊缝横截面轮廓，并分析了热影响区的金相组织，验证了所建模型的可靠性。
汽车复合齿轮的传统加工方法是齿轮组整体加工，这种方法能够保证齿轮的整体强度和质量，但是加工难度大，制造成本高[1]。激光焊接具有焊接速度快、变形小、效率高、热损伤小和加工范围灵活多样等众多优点， 在现代加工技术中得到了越来越广泛的应用[2] 。将汽车变速箱用复合齿轮分体加工为两部分，然后采用激光焊接方法将其焊为一体，不仅可以缩短产品生产周期，提高加工生产率，而且可以降低制造成本。因此，激光焊接被大量应用于汽车变速箱用齿轮的大批量生产[3-5]。
目前，除了实验手段，数值模拟方法经常被用于焊接加工行业，以代替实际探索性工艺试验，寻求最优工艺参数，这不仅可以节约成本，而且可缩短产品加工制造周期，具有重要的现实意义[6-7]。因此，近年来， 数值模拟方法被广泛应用于汽车领域的激光加工制造， 用于探索最优焊接工艺参数及残余应力和变形的有限元预测。
本文通过SYSWELD 软件，利用三维圆锥热源模型对汽车变速箱齿轮激光焊接过程进行模拟，得出最优工艺参数并进行了实际焊接试验。对最优工艺参数下的温度场、热循环曲线进行了有限元分析。研究结果对于优化激光焊接工艺提供了理论依据和现实指导。
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