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鋼材/模具

軋輥光纖激光無序毛化技術

星之球激光 來源:華工激光2013-03-14 我要評論(0 )   

迄今為(wei) 止,在鋼鐵工業(ye) 生產(chan) 主要有三類生產(chan) 毛化冷軋鋼板的方法。按出現的先後次序排列:第一類,采用噴丸技術毛化軋輥,再將其表麵鍍鉻,用來軋製板帶。第二類,采用電火...

        迄今為(wei) 止,在鋼鐵工業(ye) 生產(chan) 主要有三類生產(chan) 毛化冷軋鋼板的方法。按出現的先後次序排列:第一類,采用噴丸技術毛化軋輥,再將其表麵鍍鉻,用來軋製板帶。第二類,采用電火花技術毛化軋輥,再將其表麵鍍鉻,用來軋製板帶。第三類,采用激光技術毛化軋輥,直接用於(yu) 軋製板帶。

  由於(yu) 鍍鉻對環境的汙染很大,大多數廠家也有采用噴丸或電火花技術毛化軋輥不鍍鉻直接用來軋製板帶。但這種半截方法使得軋輥的過鋼量大大減少。用第一類和第二類技術生產(chan) 毛化板表麵的結構是無序的麻麵。用第三類技術(無論是CO2激光毛化,還是YAG固體(ti) 激光毛化)生產(chan) 毛化板表麵的結構是有序的麻麵。有序麻麵對光的折射具有方向性,這是由於(yu) 毛化點的一致性決(jue) 定的。但是第三類激光技術毛化的軋輥,過鋼量高於(yu) 第一、第二類半截方法毛化的軋輥,且軋製的鋼板,深衝(chong) 性、延伸率也高於(yu) 第一、第二類毛化板。第一類噴丸技術由於(yu) 粉塵汙染,影響健康,且毛化的重複性很難再現,難以掌握,進入淘汰區間。第二類電火花毛化技術全部得依賴進口,且價(jia) 格非常之高、配件也需進口,對環境也有油汙汙染。

  激光有序毛化軋輥表麵的方法是:軋輥圍繞著自身的中心軸線作勻速的旋轉運動,激光加工頭沿著軋輥的母線作軸向均勻移動,脈衝(chong) 激光或連續激光通過機械方式轉變成脈衝(chong) 激光或通過聲光開關(guan) 轉換成脈衝(chong) 激光,經過光路的傳(chuan) 輸和聚焦,作用在軋輥的表麵上,其激光作用的點組成一條高密度的螺旋線。由於(yu) 螺旋角非常小,人們(men) 一般就把它看成一條一條的環狀直線。由於(yu) 每段脈衝(chong) 激光的大小基本一致,所以,每段脈衝(chong) 激光作用在軋輥表麵的能量也是一致的,故每個(ge) 點的大小形貌也是一致的。因此,軋輥表麵被毛化出的效果是一個(ge) 有序布置的均勻點陣。

  由於(yu) 汽車廠商等一些高端用戶對毛化鋼板的特殊要求,激光的有序毛化效果已不能為(wei) 之接受。這也是激光毛化技術一直不能進入主流冶金行業(ye) 的根本原因。我們(men) 公司經過多年的研究,在2011年終於(yu) 取得突破。我們(men) 通過采用光纖激光器及自主研發的控製裝置,可以隨意改變毛化“點”形貌及排列,從(cong) 而達到無序毛化的效果。目前已在鋼鐵行業(ye) 得到較好的應用,該技術我們(men) 已申請國家發明專(zhuan) 利。

 

  光纖激光無序毛化原理

  光纖激光無序毛化技術是國際上最新一代,也是最先進的激光毛化技術。其原理是利用無序信號發生器產(chan) 生的控製信號,毛化點的間距也完全隨機,點陣的排列也完全隨機,因而軋輥表麵得到無序麻麵。

光纖激光無序毛化設備的組成:數控軋輥機床、N[1]台光纖脈衝(chong) 激光器、冷水機、N組無序信號發生器、N組激光加工頭、軋輥直徑測量裝置、N-1組激光頭位置調節裝置等。

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  光纖激光無序毛化效果

  光纖激光無序毛化技術生產(chan) 的毛化板與(yu) 電火花技術生產(chan) 的毛化板其表麵紋理相似,完全無序,表麵結構為(wei) 無序麻麵。

 

 

  光纖激光無序毛化特點

  光纖激光無序毛化技術生產(chan) 的毛化板,其表麵結構為(wei) 無序麻麵。其板的深衝(chong) 性、延伸率等優(you) 於(yu) 電火花技術生產(chan) 的毛化板。

  光纖激光無序毛化軋輥,形成凸台的高度為(wei) 2-25μm,最小圓點的直徑為(wei) 75μm,凹坑深度也達2-20μm,軋輥表麵的粗糙度可達0.5-15μm。其粗糙度Ra值和每厘米裏的峰值數Rpc值關(guan) 聯性小。Rpc可達40-120

  每個(ge) 毛化“點”都有凸台,且在冶金熔固的過程中,受CO2氣體(ti) 的保護,又由於(yu) 激光的加熱和冷卻非常快,所以,生成的凸台變硬。由於(yu) 凸台的轉印率一般在80%,因此,大大提高軋輥的過鋼量。

  光纖激光器光電轉換效率高、光束質量好。設備采用進口光纖激光器,其特點是光電轉換效率達28%,是燈泵浦YAG激光8~10倍多,且能連續/可調,調製頻率達100KHz。光束質量好,M2值小於(yu) 1.1。能加工出形貌好,尺寸小的毛化點。激光器長時間連續運行穩定,激光器泵浦源的平均無故障率達十萬(wan) 小時,滿足生產(chan) 線工作要求。因此,光纖激光無序毛化具有激光器體(ti) 積小、壽命長、免維護、運行成本低的優(you) 點。

       設備采用數控軋輥機床作為(wei) 光纖激光無序毛化的基礎運行機體(ti) ,確保了軋輥在激光毛化的加工過程中穩定可靠,使得激光毛化的加工過程中具有精度高、均勻性好、重複性高的優(you) 點。

  毛化工藝可根據要求設置。對不同形貌要求的鋼板可調節各種加工工藝參數,如激光功率、軸向線密度、周向頻率分段、側(ce) 吹氣種類、側(ce) 吹氣角度及流量等,毛化出相應的形貌軋輥。

  操作簡單。數控係統可以存儲(chu) 海量的毛化加工程序,可根據軋輥不同的粗糙度和主軸速度要求,設置不同的軸向線密度、選用周向頻率區段、激光功率建立激光毛化工藝數據庫。操作者隻需根據粗糙度的要求調出相應的應用程序,設置起始和終點參數,將激光功率調到相應的參數,按一下啟動按鈕,設備自動檢測軋輥直徑,自動進行毛化加工,加工完後,毛化頭自動返回零位。可以稱為(wei) 一鍵操作。#p#分頁標題#e#

 

        小結

  目前,光纖激光無序毛化設備是真正能做到無序激光毛化的設備。其毛化的粗糙度範圍大,既可以做到無序毛化也可以做到有序毛化,且軋輥毛化能耗低。不僅(jin) 單位過鋼量運行費用低,而且絕對運行費用也是最低的。故光纖激光無序毛化技術是軋輥毛化中最先進的技術。

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