激光熔覆成形高速線材軋輥的關鍵問題研究.pdf

1、采用激光熔覆技術取代傳統(tǒng)的燒結方法加工高速線材軋輥對縮短工藝流程、節(jié)約貴重金屬材料有著至關重要的意義，然而目前激光熔覆技術制造軋輥還存在以下不足： 在實際的軋輥激光熔覆中，由于軋輥的體積及形狀所增加的拘束度，要避免熔層開裂，軋輥熔覆要保證500℃以上的預熱溫度和必要的預熱時間；在多層熔覆時，要保證多道熔覆的層間溫度不小于預熱溫度。除此以外，還要采取熔覆后隨爐緩冷的工藝措施。 軋輥軋槽的孔型近乎半圓形，而反射式積分鏡產生的

2、條狀光斑匯聚在同一平面，這勢必造成圓弧的不同部位光強不同，也就是不同加工位置的注入光能量密度不同，這會造成一定的熱應力。另一方面，這種弧形結構局限了光帶的寬度，只能采用較窄光斑進行多道熔覆的方式。這樣既影響了熔覆加工本身的效率，又不可避免的造成如上所述的全部工藝的復雜化，從而不能實現(xiàn)真正的短流程加工，影響了該工藝在工程實際應用上利用價值。 節(jié)約材料是采用激光熔覆取代傳統(tǒng)的燒結方法制備軋輥的根本目的之一，所以提高粉末利用率就理所當

3、然的成為研究方向之一，這就要求研究粉末與激光相互作用的機理。 軋鋼領域的眾多生產線各有不同，同一生產線上的不同位置的軋輥也具有不同形狀，這樣不同軋輥的熔覆基材就有著不同的加工情況，探索一種普適性的加工機理是必要的，這就要求不僅僅從理論上對熔覆過程進行分析，還要尋求一種測試、跟蹤手段以適合于分析、監(jiān)控加工過程的情況。 為解決以上亟待解決的問題，本文對適合于線材軋輥熔覆的光束整形進行了設計，分析了激光與粉末相互作用特性，探索