專(zhuān)利名稱(chēng)：利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置以及溫控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫控裝置以及溫控方法，用于在激光熔覆對(duì)軋輥進(jìn)行加工時(shí)對(duì)軋輥進(jìn)行溫度控制。
背景技術(shù)：
激光熔覆始于20世紀(jì)70年代，是一種新型的材料表面加工技術(shù)，其利用激光作為能源，將熔覆材料預(yù)置在基體材料表面形成耐磨涂層。高速線材軋輥是線材生產(chǎn)的重要工具，傳統(tǒng)的高速線材軋輥采用硬質(zhì)合金粉末燒結(jié)成輥環(huán)，與滾軸通過(guò)機(jī)械結(jié)合構(gòu)成軋輥。我國(guó)已連續(xù)多年鋼產(chǎn)量世界第一，其中線材產(chǎn)量占鋼鐵總產(chǎn)量的17.9%。每年生產(chǎn)線材需求消耗幾百?lài)嵱操|(zhì)合金輥環(huán)。當(dāng)輥環(huán)破裂或因磨損尺寸超標(biāo)時(shí)，輥環(huán)就會(huì)報(bào)廢，造成大量貴重金屬的浪費(fèi)。利用激光熔覆技術(shù)進(jìn)行軋輥加工，和傳統(tǒng)的表面處理技術(shù)(如:等離子噴涂、堆焊等)相比，有著稀釋率小、熱輸入小、工件變形小、界面結(jié)合為冶金結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)。在利用激光熔覆加工軋輥的過(guò)程中，軋輥表面需要加熱，并保持恒定的溫度，現(xiàn)有技術(shù)中通常對(duì)軋輥進(jìn)行整體預(yù)熱，然后再進(jìn)行激光熔覆，然而，通常軋輥尺寸較大，整體預(yù)熱較難保持軋輥各個(gè)部分產(chǎn)生均勻穩(wěn)定的溫度場(chǎng)，而且激光熔覆的過(guò)程中，軋輥表面的溫度均勻性以及穩(wěn)定性仍然較難控制從而易導(dǎo)致熔覆材料與軋輥表面難形成緊密結(jié)合的冶金涂層，且在加工過(guò)程中涂層和軋輥之間容易產(chǎn)生氣孔，從而降低了軋輥表面涂層的均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種在激光熔覆加工軋輥的過(guò)程中，可較好地控制軋輥溫度的溫控裝置以及溫控方法?！N利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置，包括:一溫控箱以及一溫控器，該溫控箱用于放置軋輥，包括一箱體以及多個(gè)加熱器，該箱體包括多個(gè)子箱體單元；所述加熱器間隔設(shè)置在該溫控箱內(nèi)，并均勻分布于所述多個(gè)子箱體單元內(nèi)；該溫控器包括溫度采集模塊、多路開(kāi)關(guān)、控制器以及通信模塊。所述溫度采集模塊設(shè)置于所述溫控箱內(nèi)，用于檢測(cè)所述軋輥在每個(gè)所述子箱體單元內(nèi)的局部溫度；所述控制器通過(guò)所述通信模塊接收所述溫度采集模塊采集到的局部溫度，并通過(guò)所述多路開(kāi)關(guān)反饋到一個(gè)或多個(gè)子箱體單元的所述加熱器進(jìn)行加熱或保溫。一種應(yīng)用于軋輥激光熔覆的溫度控制方法，包括以下步驟:將軋輥分成多個(gè)區(qū)段；實(shí)時(shí)采集每個(gè)區(qū)段內(nèi)軋輥的溫度；以及根據(jù)采集到的軋輥各個(gè)區(qū)域內(nèi)的溫度，加熱或保溫處理每個(gè)區(qū)域內(nèi)軋輥的溫度，使每個(gè)區(qū)域內(nèi)軋輥的溫度均保持在預(yù)定溫度。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例所述溫控裝置具有多個(gè)子箱體單元，每個(gè)子箱體單元均設(shè)置有加熱器，該每個(gè)子箱體單元內(nèi)的加熱器之間可獨(dú)立加熱，從而使該溫控裝置內(nèi)的溫度可以局部調(diào)節(jié)。因此，當(dāng)應(yīng)用于激光熔覆加工軋輥的預(yù)熱保溫裝置時(shí)，可給所述軋輥提供一個(gè)穩(wěn)定均勻的溫度場(chǎng)。從而在激光熔覆加工軋輥的過(guò)程中，可在所述軋輥表面形成均勻致密度高、內(nèi)部組織性能均勻且與所述軋輥結(jié)合力好的激光熔覆層。此外，利用該溫控裝置和溫控方法對(duì)所述軋輥進(jìn)行分區(qū)溫度控制，從而在激光熔覆時(shí)，可有效地避免了所述激光熔覆層氣孔的產(chǎn)生。此外，由于所述溫控裝置可拼接拆卸，適用于各種尺寸的軋輥。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置的結(jié)構(gòu)功能框圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置中箱體的結(jié)構(gòu)側(cè)視不意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置中溫控箱的正視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置中加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的利用激光熔覆加工軋輥的溫控方法的流程圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明
權(quán)利要求
1.一種利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置，其特征在于，包括一溫控箱及一溫控器，該溫控箱用于放置軋輥， 該溫控箱包括: 一箱體，該箱體包括多個(gè)子箱體單元；以及 多個(gè)加熱器，所述加熱器設(shè)置在該溫控箱內(nèi)，并均勻分布于所述多個(gè)子箱體單元內(nèi)； 該溫控器包括: 溫度采集模塊，所述溫度采集模塊設(shè)置于所述溫控箱內(nèi)，用于檢測(cè)所述軋輥在每個(gè)所述子箱體單元內(nèi)的局部溫度； 多路開(kāi)關(guān)； 通信模塊；以及 控制器，所述控制器通過(guò)所述通信模塊接收所述溫度采集模塊采集到的局部溫度，并通過(guò)所述多路開(kāi)關(guān)反饋到一個(gè)或多個(gè)子箱體單元的所述加熱器進(jìn)行加熱或保溫。
2.如權(quán)利要求1所述的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置，其特征在于，每個(gè)所述子箱體單元內(nèi)設(shè)置有多個(gè)間隔設(shè)置的所述加熱器。
3.如權(quán)利要求1所述的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置，其特征在于，所述溫度采集模塊設(shè)置于每個(gè)所述子箱體單元內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置，其特征在于，所述溫度采集模塊包括紅外測(cè)溫 儀以及熱阻傳感器，所述紅外測(cè)溫儀與所述熱阻傳感器獨(dú)立工作。
5.如權(quán)利要求1所述的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置，其特征在于，所述多路開(kāi)關(guān)為一固態(tài)繼電器。
6.如權(quán)利要求1所述的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置，其特征在于，多個(gè)所述加熱器在所述溫控箱內(nèi)呈柵形排列。
7.如權(quán)利要求1所述的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置，其特征在于，所述箱體進(jìn)一步包括兩個(gè)側(cè)蓋，以及一上蓋，每個(gè)所述子箱體單元為一整體的槽體結(jié)構(gòu)由多個(gè)拼接單元墻相互拼接形成，所述多個(gè)子箱體單元沿所述軋輥長(zhǎng)度方向拼接，所述兩個(gè)側(cè)蓋相對(duì)設(shè)置，并分別與所述箱體長(zhǎng)度方向兩側(cè)的子箱體單元連接，所述上蓋覆蓋該多個(gè)子箱體單元槽體結(jié)構(gòu)的開(kāi)口，該多個(gè)子箱體單元、兩個(gè)側(cè)蓋以及一上蓋共同形成容置所述軋輥的箱體空間，所述上蓋進(jìn)一步包括至少一用于激光熔覆時(shí)的開(kāi)口。
8.如權(quán)利要求7所述的利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置，其特征在于，所述上蓋進(jìn)一步包括多個(gè)所述開(kāi)口。
9.一種應(yīng)用于軋輥激光熔覆的溫度控制方法，包括以下步驟: 將軋輥分成多個(gè)區(qū)段； 實(shí)時(shí)采集每個(gè)所述區(qū)段內(nèi)軋輥的溫度；以及 根據(jù)采集到的軋輥各個(gè)所述區(qū)域內(nèi)的溫度，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)每個(gè)所述區(qū)段內(nèi)軋輥的溫度，使每個(gè)所述區(qū)段內(nèi)軋輥的溫度均保持在預(yù)定溫度范圍。
10.如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用于軋輥激光熔覆的溫度控制方法，其特征在于，所述預(yù)定溫度在340攝氏度至360攝氏度范圍內(nèi)。
11.如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用于軋輥激光熔覆的溫度控制方法，其特征在于，所述軋輥設(shè)置在一箱體中，所述箱體包括多個(gè)子箱體單元沿所述軋輥的長(zhǎng)度方向拼接而成，通過(guò)多個(gè)所述子箱體單元將所述軋輥分成所述多個(gè)區(qū)段。
12.如權(quán)利要求11所述的應(yīng)用于軋輥激光熔覆的溫度控制方法，其特征在于，每個(gè)所述子箱體單元內(nèi)均設(shè)置有溫度采集模塊來(lái)采集該子箱體單元內(nèi)軋輥的溫度。
13.如權(quán)利要求12所述的應(yīng)用于軋輥激光熔覆的溫度控制方法，其特征在于，每個(gè)所述子箱體單元內(nèi)設(shè)置有加熱器，該加熱器之間獨(dú)立工作，當(dāng)某一子箱體單元內(nèi)的采集到的軋輥的溫度低于所述預(yù)定溫度，則該子箱體單元內(nèi)的加熱器開(kāi)始工作，加熱該箱體單元內(nèi)的軋輥到所述預(yù)定溫度，當(dāng)某一子箱體單元內(nèi)的采集到的軋輥的溫度高于所述預(yù)定溫度，則保溫處理該子箱體單元 內(nèi)的軋輥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用激光熔覆加工軋輥的溫控裝置，包括一溫控箱以及一溫控器，該溫控箱用于放置軋輥，包括一箱體以及多個(gè)加熱器，所述箱體包括多個(gè)子箱體單元；所述加熱器間隔設(shè)置在該溫控箱內(nèi)，并均勻分布于所述多個(gè)子箱體單元內(nèi)；該溫控器包括溫度采集模塊、多路開(kāi)關(guān)、控制器以及通信模塊。所述溫度采集模塊設(shè)置于所述溫控箱內(nèi)，用于檢測(cè)所述軋輥在每個(gè)所述子箱體單元內(nèi)的局部溫度；所述控制器通過(guò)所述通信模塊接收所述溫度采集模塊采集到的局部溫度，并通過(guò)所述多路開(kāi)關(guān)反饋到一個(gè)或多個(gè)子箱體單元的所述加熱器進(jìn)行加熱或保溫。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種溫控方法對(duì)所述軋輥進(jìn)行分區(qū)溫度控制。
文檔編號(hào)G05D23/20GK103149952SQ20131003356
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者周明, 劉長(zhǎng)隆, 張洪玉 申請(qǐng)人:清華大學(xué)