CN113862661A - 一种用于轧辊外部改性的激光熔覆方法及激光熔覆装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光熔覆技术领域，具体的说是一种用于轧辊外部改性的激光熔覆方法及激光熔覆装置，该方法包括以下步骤：步骤一：将轧辊固定在基座上，对轧辊表面的脏污进行清理；步骤二：使用对轧辊进行预热，然后将无水乙醇均匀的喷洒在轧辊上；步骤三：启动基座带动轧辊旋转，将调好的金属粉末放进储料桶，并启动驱动电机将金属粉末洒在轧辊上；步骤四：启动机械臂和功率为0.8‑1.5kw的激光头，进行熔覆作业，直至熔覆作业结束。提前把无水乙醇和金属粉末混合，如果金属粉末没有混合均匀，后面难以再进行混合，而将无水乙醇喷洒在轧辊上，金属粉末在不停地搅拌，让金属粉末可以混合更加均匀，从而使熔覆效果更好。

Description

一种用于轧辊外部改性的激光熔覆方法及激光熔覆装置
技术领域
本发明涉及激光熔覆技术领域，具体的说是一种用于轧辊外部改性的激光熔覆方法及激光熔覆装置。
背景技术
激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。
在熔覆开始前，提前把无水乙醇和金属粉末混合，如果金属粉末没有混合均匀，后面难以再进行混合，熔覆不均匀的金属粉末会导致熔覆效果变差；在金属粉末比较潮湿时，容易发生成团的现象，会影响金属粉末的混合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于轧辊外部改性的激光熔覆方法及激光熔覆装置，解决在熔覆开始前，提前把无水乙醇和金属粉末混合，如果金属粉末没有混合均匀，后面难以再进行混合，熔覆不均匀的金属粉末会导致熔覆效果变差；在金属粉末比较潮湿时，容易发生成团的现象，会影响金属粉末的混合的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于轧辊外部改性的激光熔覆方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：将轧辊固定在基座上，对轧辊表面的脏污进行清理；
步骤二：使用对轧辊进行预热，然后将无水乙醇均匀的喷洒在轧辊上；
步骤三：启动基座带动轧辊旋转，将调好的金属粉末放进储料桶，并启动驱动电机将金属粉末洒在轧辊上；
步骤四：启动机械臂和功率为0.8-1.5kw的激光头，进行熔覆作业，直至熔覆作业结束。
一种激光熔覆装置，包括基座，轧辊的一端与基座连接，轧辊上方设有机械臂和激光头，机械臂靠近基座的一侧通过连接杆连接有储料桶，储料桶的底部内壁上安装有扇叶，储料桶底部转动连接有转动环，转动环上开设有若干个通槽，通槽上滑动连接有与扇叶配合的L形板，且L形板与通槽配合；储料桶底部通过安装块连接有集料斗，集料斗底部与轧辊配合，集料斗内两侧壁上均转动连接有转动板，转动板与集料斗之间通过电动伸缩杆连接，转动板底部连接有挤压片。
优选的，储料桶顶部固定连接有驱动电机，驱动电机底部输出端固定连接有驱动轴，驱动轴贯穿储料桶顶部，驱动轴底部与扇叶固定连接，扇叶转动时主动推料的一面上开设有下料槽，下料槽与通槽配合；L形板竖直端与扇叶抵接，水平端与通槽滑动连接，且L形板的水平端与储料桶之间固定连接有复位弹簧。
优选的，转动环外侧安装有形状为环形的气囊，气囊与转动环外圈抵接，气囊外侧设有推片，推片与储料桶底部滑动连接，且推片与气囊外圈抵接，推片远离气囊的一侧转动连接有螺栓，螺栓与储料桶底部通过螺纹连接。
优选的，集料斗一侧的转动板底部固定连接有第一电机，第一电机位于转动板远离储料桶的一侧，第一电机输出端连接有齿轮，齿轮一侧设有齿条，齿条一端与挤压片固定连接，且连接有齿条的挤压片与转动板滑动连接。
优选的，储料桶底部内壁上开设有与安装块配合的安装槽，储料桶顶部与安装槽内壁之间固定连接有连接弹簧，安装块上部两侧均滑动连接有横板，横板与安装槽侧壁抵接。
优选的，安装块内部滑动连接有滑动块，滑动块顶部为锥形，滑动块顶部的锥面与两横板配合，两横板相近的一侧均固定连接有竖板，竖板与储料桶之间通过挤压弹簧连接，安装槽侧壁上开设有若干个与横板配合的固定槽。
优选的，转动板底部固定连接有拉绳，拉绳另一端与滑动块底部固定连接，集料斗侧壁上安装有滑轮，滑轮与拉绳配合。
优选的，挤压片底部与轧辊配合，且连接杆与储料桶外壁沿竖直方向滑动连接。
本发明的有益效果：
1.提前把无水乙醇和金属粉末混合，如果金属粉末没有混合均匀，后面难以再进行混合，而将无水乙醇喷洒在轧辊上，金属粉末在不停地搅拌，让金属粉末可以混合更加均匀，从而使熔覆效果更好。提前把所有的金属粉末混合好，然后涂抹在轧辊上，后面部分轧辊上的金属粉末可能要等很长时间才能熔覆，涂抹的金属粉末混合物可能会落上灰尘或其他污染物，熔覆过程进行的同时，使金属粉末混合在轧辊上的前一段距离，可以防止轧辊上的金属粉末被被污染。
2.挤压片底部位于轧辊上方，挤压片会抚平轧辊上的金属粉末，使轧辊上的金属粉末比较均匀；扇叶在转动时会持续搅拌储料桶内的金属粉末，使金属粉末在储料桶内混合的更加均匀，且下料槽有一定高度，在金属粉末通过下料槽进入集料斗时，不同高度的金属粉末会一起进入下料槽，当金属粉末的各个成分之间密度差别较大时，会在一定程度上有分层现象，从不同高度下料可以避免只从底部下料，导致的下料不够均匀，进而导致熔覆效果不佳。
3.在金属粉末比较潮湿时，扇叶表面装有加热丝，对与扇叶接触的金属粉末进行加热；然后电动伸缩杆伸长，将转动板顶起，使两个挤压片配合，同时第一电机输出端带动齿轮、齿条和挤压片进行往返运动，从而使两个挤压片之间不断地进行相对运动，挤压从两个挤压板之间通过的金属粉末，防止成团的金属粉末掉落在轧辊上，导致轧辊上的金属粉末不均匀。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明所示储料桶的剖视图。
图3为本发明所示图2的A部放大示意图。
图4为本发明所示储料桶底部的结构示意图。
图5为本发明所示储料桶底部的剖视图。
图6为本发明所示集料斗的结构示意图。
图7为本发明所示电动伸缩杆伸长的示意图。
图8为本发明所示电动伸缩杆收缩的示意图。
图9为本发明所示图8的B部放大示意图。
图10为本发明所示安装块的剖视图。
图11为本发明所示图10的C部放大示意图。
图中：1、基座；2、机械臂；3、激光头；4、储料桶；5、集料斗；6、驱动电机；7、连接杆；8、扇叶；9、驱动轴；10、下料槽；11、通槽；12、L形板；13、复位弹簧；14、转动环；15、螺栓；16、推片；17、气囊；18、转动板；19、电动伸缩杆；20、挤压片；21、第一电机；22、齿轮；23、齿条；24、拉绳；25、滑轮；26、安装块；27、滑动块；28、连接弹簧；29、横板；30、竖板；31、挤压弹簧；32、固定槽。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图11所示，一种用于轧辊外部改性的激光熔覆方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：将轧辊固定在基座1上，对轧辊表面的脏污进行清理；
步骤二：使用对轧辊进行预热，然后将无水乙醇均匀的喷洒在轧辊上；
步骤三：启动基座1带动轧辊旋转，将调好的金属粉末放进储料桶4，并启动驱动电机6将金属粉末洒在轧辊上；
步骤四：启动机械臂2和功率为1kw的激光头3，进行熔覆作业，熔覆期间根据轧辊上粉末的干湿度随时喷洒无水乙醇，直至熔覆作业结束。
一种激光熔覆装置，包括基座1，轧辊的一端与基座1连接，轧辊上方设有机械臂2和激光头3，机械臂2靠近基座1的一侧通过连接杆7连接有储料桶4，储料桶4的底部内壁上安装有扇叶8，储料桶4底部转动连接有转动环14，转动环14上开设有若干个通槽11，通槽11上滑动连接有与扇叶8配合的L形板12，且L形板12与通槽11配合；储料桶4底部通过安装块26连接有集料斗5，集料斗5底部与轧辊配合，集料斗5内两侧壁上均转动连接有转动板18，转动板18与集料斗5之间通过电动伸缩杆19连接，转动板18底部连接有挤压片20。
作为本发明的一种技术优化方案，储料桶4顶部固定连接有驱动电机6，驱动电机6底部输出端固定连接有驱动轴9，驱动轴9贯穿储料桶4顶部，驱动轴9底部与扇叶8固定连接，扇叶8转动时主动推料的一面上开设有下料槽10，下料槽10与通槽11配合；L形板12竖直端与扇叶8抵接，水平端与通槽11滑动连接，且L形板12的水平端与储料桶4之间固定连接有复位弹簧13。驱动电机6带动驱动轴9和扇叶8旋转，扇叶8推动L形板12，L形板12挤压复位弹簧13的同时带动转动环14转动，此时L形板12不再堵住通槽11，储料桶4内的金属粉末会从扇叶8上的下料槽10和通槽11掉落至集料斗5内，然后顺着集料斗5内壁掉落至轧辊上，此时挤压片20底部位于轧辊上方，挤压片20会抚平轧辊上的金属粉末，使轧辊上的金属粉末比较均匀；扇叶8在转动时会持续搅拌储料桶4内的金属粉末，使金属粉末在储料桶4内混合的更加均匀，且下料槽10有一定高度，在金属粉末通过下料槽10进入集料斗5时，不同高度的金属粉末会一起进入下料槽10，当金属粉末的各个成分之间密度差别较大时，会在一定程度上有分层现象，从不同高度下料可以避免只从底部下料，导致的下料不够均匀，进而导致熔覆效果不佳。
作为本发明的一种技术优化方案，转动环14外侧安装有形状为环形的气囊17，气囊17与转动环14外圈抵接，气囊17外侧设有推片16，推片16与储料桶4底部滑动连接，且推片16与气囊17外圈抵接，推片16远离气囊17的一侧转动连接有螺栓15，螺栓15与储料桶4底部通过螺纹连接。气囊17与转动环14抵接，对转动环14外圈进行密封，防止金属粉末从转动环14外圈掉落，在金属粉末掉落至轧辊上的速度需要增加时，拧动螺栓15，螺栓15推动推片16使其挤压气囊17，气囊17与转动环14之间的摩擦力变大，转动环14转动更加困难，此时，扇叶8推动L形板12使其进一步挤压复位弹簧13，让通槽11打开的幅度更大，从而使及金属粉末经过下料槽10和通槽11的速率更快，达到增加金属粉末流速的效果。
作为本发明的一种技术优化方案，集料斗5一侧的转动板18底部固定连接有第一电机21，第一电机21位于转动板18远离储料桶4的一侧，第一电机21输出端连接有齿轮22，齿轮22一侧设有齿条23，齿条23一端与挤压片20固定连接，且连接有齿条23的挤压片20与转动板18滑动连接。当金属粉末比较潮湿时，金属粉末容易成团，难以混合均匀，会导致熔覆效果变差；在金属粉末比较潮湿时，扇叶8表面装有加热丝，对与扇叶8接触的金属粉末进行加热；然后电动伸缩杆19伸长，将转动板18顶起，使两个挤压片20配合，同时启动第一电机21，第一电机21输出端带动齿轮22转动，齿轮22带动齿条23进行往返运动，齿条23带动与其连接的挤压片20进行往返运动，从而使两个挤压片20之间不断地进行相对运动，挤压从两个挤压板之间通过的金属粉末，防止成团的金属粉末掉落在轧辊上，导致轧辊上的金属粉末不均匀。
作为本发明的一种技术优化方案，储料桶4底部内壁上开设有与安装块26配合的安装槽，储料桶4顶部与安装槽内壁之间固定连接有连接弹簧28，安装块26上部两侧均滑动连接有横板29，横板29与安装槽侧壁抵接。
作为本发明的一种技术优化方案，安装块26内部滑动连接有滑动块27，滑动块27顶部为锥形，滑动块27顶部的锥面与两横板29配合，两横板29相近的一侧均固定连接有竖板30，竖板30与储料桶4之间通过挤压弹簧31连接，安装槽侧壁上开设有若干个与横板29配合的固定槽32。在横板29与固定槽32抵接时，集料斗5与储料桶4之间为刚性连接，便于挤压片20与轧辊配合，横板29与固定槽32脱离连接时，集料斗5与储料桶4之间仅通过连接弹簧28连接。
作为本发明的一种技术优化方案，转动板18底部固定连接有拉绳24，拉绳24另一端与滑动块27底部固定连接，集料斗5侧壁上安装有滑轮25，滑轮25与拉绳24配合。在电动伸缩杆19伸长将转动板18顶起的同时，转动板18拉动拉绳24，拉绳24向下拉动滑动块27，滑动块27下移，使其顶部不在向两侧推动横板29，在挤压弹簧31回弹力的作用下，竖板30带动横板29向靠近滑动块27的方向移动，横板29与固定槽32脱离，此时安装块26与储料桶4底部仅由连接弹簧28连接，使得两挤压片20之间的震动不易传递到储料桶4上，防止震动储料桶4进而震动机械臂2导致激光头3不稳定，造成熔覆效果变差。
作为本发明的一种技术优化方案，挤压片20底部与轧辊配合，且连接杆7与储料桶4外壁沿竖直方向滑动连接。可以调整挤压片20与轧辊的距离，使挤压片20与轧辊更好的配合。
工作原理：在使用时，首先将轧辊固定在基座1上，将金属粉末放在储料桶4内，清理轧辊表面，然后对轧辊进行预热后，将无水乙醇喷洒在轧辊上，就可以开始工作，基座1带动轧辊旋转，驱动电机6带动驱动轴9和扇叶8旋转，扇叶8推动L形板12，L形板12挤压复位弹簧13的同时带动转动环14转动，此时L形板12不再堵住通槽11，储料桶4内的金属粉末会从扇叶8上的下料槽10和通槽11掉落至集料斗5内，然后顺着集料斗5内壁掉落至轧辊上，此时电动伸缩杆19为收缩状态，转动板18与集料斗5内壁抵接，挤压片20底部位于轧辊上方，挤压片20会抚平轧辊上的金属粉末，使轧辊上的金属粉末比较均匀；扇叶8在转动时会持续搅拌储料桶4内的金属粉末，使金属粉末在储料桶4内混合的更加均匀，且下料槽10有一定高度，在金属粉末通过下料槽10进入集料斗5时，不同高度的金属粉末会一起进入下料槽10，当金属粉末的各个成分之间密度差别较大时，会在一定程度上有分层现象，从不同高度下料可以避免只从底部下料，导致的下料不够均匀，进而导致熔覆效果不佳。机械臂2一端与外接的驱动设备连接，以带动激光头3水平移动。
在熔覆作业时，提前把无水乙醇和金属粉末混合，如果金属粉末没有混合均匀，后面难以再进行混合，而将无水乙醇喷洒在轧辊上，金属粉末在不停地搅拌，让金属粉末可以混合更加均匀，从而使熔覆效果更好。提前把所有的金属粉末混合好，然后涂抹在轧辊上，后面部分轧辊上的金属粉末可能要等很长时间才能熔覆，涂抹的金属粉末混合物可能会落上灰尘或其他污染物，熔覆过程进行的同时，使金属粉末混合在轧辊上的前一段距离，可以防止轧辊上的金属粉末被被污染。在熔覆作业的过程中，可以视情况对轧辊上的金属粉末喷洒无水乙醇，防止轧辊上的无水乙醇过少，而导致金属粉末脱落。
当金属粉末比较潮湿时，金属粉末容易成团，难以混合均匀，会导致熔覆效果变差；在金属粉末比较潮湿时，扇叶8表面装有加热丝，对与扇叶8接触的金属粉末进行加热；然后电动伸缩杆19伸长，将转动板18顶起，使两个挤压片20配合，同时启动第一电机21，第一电机21输出端带动齿轮22转动，齿轮22带动齿条23进行往返运动，齿条23带动与其连接的挤压片20进行往返运动，从而使两个挤压片20之间不断地进行相对运动，挤压从两个挤压板之间通过的金属粉末，防止成团的金属粉末掉落在轧辊上，导致轧辊上的金属粉末不均匀；
在电动伸缩杆19伸长将转动板18顶起的同时，转动板18拉动拉绳24，拉绳24向下拉动滑动块27，滑动块27下移，使其顶部不在向两侧推动横板29，在挤压弹簧31回弹力的作用下，竖板30带动横板29向靠近滑动块27的方向移动，横板29与固定槽32脱离，此时安装块26与储料桶4底部仅由连接弹簧28连接，使得两挤压片20之间的震动不易传递到储料桶4上，防止震动储料桶4进而震动机械臂2导致激光头3不稳定，造成熔覆效果变差。
气囊17与转动环14抵接，对转动环14外圈进行密封，防止金属粉末从转动环14外圈掉落，在金属粉末掉落至轧辊上的速度需要增加时，拧动螺栓15，螺栓15推动推片16使其挤压气囊17，气囊17与转动环14之间的摩擦力变大，转动环14转动更加困难，此时，扇叶8推动L形板12使其进一步挤压复位弹簧13，让通槽11打开的幅度更大，从而使及金属粉末经过下料槽10和通槽11的速率更快，达到增加金属粉末流速的效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种用于轧辊外部改性的激光熔覆方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：将轧辊固定在基座(1)上，对轧辊表面的脏污进行清理；
步骤二：使用对轧辊进行预热，然后将无水乙醇均匀的喷洒在轧辊上；
步骤三：启动基座(1)带动轧辊旋转，将调好的金属粉末放进储料桶(4)，并启动驱动电机(6)将金属粉末洒在轧辊上；
步骤四：启动机械臂(2)和功率为0.8-1.5kw的激光头(3)，进行熔覆作业，直至熔覆作业结束。
2.一种用于权利要求1所述的激光熔覆方法的激光熔覆装置，其特征在于：包括基座(1)，轧辊的一端与基座(1)连接，轧辊上方设有机械臂(2)和激光头(3)，机械臂(2)靠近基座(1)的一侧通过连接杆(7)连接有储料桶(4)，储料桶(4)的底部内壁上安装有扇叶(8)，储料桶(4)底部转动连接有转动环(14)，转动环(14)上开设有若干个通槽(11)，通槽(11)上滑动连接有与扇叶(8)配合的L形板(12)，且L形板(12)与通槽(11)配合；储料桶(4)底部通过安装块(26)连接有集料斗(5)，集料斗(5)底部与轧辊配合，集料斗(5)内两侧壁上均转动连接有转动板(18)，转动板(18)与集料斗(5)之间通过电动伸缩杆(19)连接，转动板(18)底部连接有挤压片(20)。
3.根据权利要求2所述的一种用于轧辊外部改性的激光熔覆装置，其特征在于：所述储料桶(4)顶部固定连接有驱动电机(6)，驱动电机(6)底部输出端固定连接有驱动轴(9)，驱动轴(9)贯穿储料桶(4)顶部，驱动轴(9)底部与扇叶(8)固定连接，扇叶(8)转动时主动推料的一面上开设有下料槽(10)，下料槽(10)与通槽(11)配合；L形板(12)竖直端与扇叶(8)抵接，水平端与通槽(11)滑动连接，且L形板(12)的水平端与储料桶(4)之间固定连接有复位弹簧(13)。
4.根据权利要求3所述的一种用于轧辊外部改性的激光熔覆装置，其特征在于：所述转动环(14)外侧安装有形状为环形的气囊(17)，气囊(17)与转动环(14)外圈抵接，气囊(17)外侧设有推片(16)，推片(16)与储料桶(4)底部滑动连接，且推片(16)与气囊(17)外圈抵接，推片(16)远离气囊(17)的一侧转动连接有螺栓(15)，螺栓(15)与储料桶(4)底部通过螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于轧辊外部改性的激光熔覆装置，其特征在于：所述集料斗(5)一侧的转动板(18)底部固定连接有第一电机(21)，第一电机(21)位于转动板(18)远离储料桶(4)的一侧，第一电机(21)输出端连接有齿轮(22)，齿轮(22)一侧设有齿条(23)，齿条(23)一端与挤压片(20)固定连接，且连接有齿条(23)的挤压片(20)与转动板(18)滑动连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于轧辊外部改性的激光熔覆装置，其特征在于：所述储料桶(4)底部内壁上开设有与安装块(26)配合的安装槽，储料桶(4)顶部与安装槽内壁之间固定连接有连接弹簧(28)，安装块(26)上部两侧均滑动连接有横板(29)，横板(29)与安装槽侧壁抵接。
7.根据权利要求6所述的一种用于轧辊外部改性的激光熔覆装置，其特征在于：所述安装块(26)内部滑动连接有滑动块(27)，滑动块(27)顶部为锥形，滑动块(27)顶部的锥面与两横板(29)配合，两横板(29)相近的一侧均固定连接有竖板(30)，竖板(30)与储料桶(4)之间通过挤压弹簧(31)连接，安装槽侧壁上开设有若干个与横板(29)配合的固定槽(32)。
8.根据权利要求7所述的一种用于轧辊外部改性的激光熔覆装置，其特征在于：所述转动板(18)底部固定连接有拉绳(24)，拉绳(24)另一端与滑动块(27)底部固定连接，集料斗(5)侧壁上安装有滑轮(25)，滑轮(25)与拉绳(24)配合。
9.根据权利要求8所述的一种用于轧辊外部改性的激光熔覆装置，其特征在于：所述挤压片(20)底部与轧辊配合，且连接杆(7)与储料桶(4)外壁沿竖直方向滑动连接。
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