齒輪作為機械傳動的重要部件，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焊接實現(xiàn)連接。焊接結構齒輪已在很大程度上取代了大尺寸的鑄造齒輪以及鑲圈式結構齒輪，成為經(jīng)濟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，接頭強度高，焊態(tài)下的接頭具有相當或優(yōu)于母材的性能，同時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、汽車制造、機車車輛、船舶等工業(yè)領域得到了日益廣泛的應用。

錐齒輪軸采用的是42CrMo中碳高強鋼，42CrMo鋼具有良好的綜合力學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行焊接。

焊接設備采用德國某公司的CO2激光器，最大輸出功率為3.5kW.焊接工作臺為五軸聯(lián)動工作臺。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，裝卡好的齒輪軸在回轉工作臺的帶動下旋轉，雙層噴嘴側吹保護氣體。填充材料為日本TCS 2CM焊絲(相當于ER62 -B3)。

由于受激光器輸出功率限制，為了實現(xiàn)完全焊透，同時兼顧送絲速度和焊接過程穩(wěn)定性，采用窄間隙激光填絲多層焊接技術，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部沒有裂紋、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，沒有填充焊絲，焊縫中較高的碳含量，使硬度維持在一個較高的水平上;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。