CN114393265A - 一种激光钎焊固定挤压辊表面柱钉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光钎焊固定挤压辊表面柱钉的方法，属于材料加工工程和应用领域，其特征在于该方法由三个步骤完成：第一步，将柱钉表面铸造两个对称的凹槽用以加入钎料；第二步，将柱钉放入辊面的盲孔中后，在凹槽中加入钎料的同时使用激光将钎料堆焊在凹槽内；第三步，采用同样的方法完成辊面所有柱钉固定。本发明解决当前挤压辊制造工艺中的冷镶后的柱钉易于脱落的问题，降低高强度辊压机挤压辊的维修成本。
Description
技术领域
本发明涉及材料加工工程和应用领域，尤其是一种激光钎焊固定挤压辊表面柱钉的方法。
背景技术
目前，随着工业的飞速发展，在水泥、矿山、冶金、电力等各种行业中，高强度挤压辊在物料粉碎工艺中具有广泛的应用，其主要特征是：高压、满速、满料、料床粉碎。而作为辊压机主要受力机构挤压辊中，柱钉式挤压辊在辊压机中应用最为广泛。其主要结构由辊轴、辊面和嵌入的由硬质合金或陶瓷材质制作的柱钉组成。在传统的柱钉式挤压辊的制备方法中，最常见的方式为两种，一种是胶粘法，即在辊面外圆表面加工好盲孔后，使用胶粘剂将柱钉与盲孔粘合，再进行热加工后使柱钉与辊面粘结。另一种方式是过盈式冷镶法，即将辊面的盲孔制作完成后，柱钉制作的尺寸略大于盲孔，然后将柱钉放入液氮中冷却，利用热胀冷缩的原理使柱钉尺寸收缩，收缩后将柱钉镶嵌在辊面的盲孔中，待柱钉恢复到常温时，膨胀的柱钉与盲孔机械结合，产生应力从而避免脱落。
然而在实际应用中，传统的两种镶嵌柱钉的方式，胶粘法产生的粘结作用力由于本身材质的问题，在柱钉式挤压辊在常规的应用中作用力在100MPa以上的工况下，胶粘剂几乎无法承受此力，柱钉很快脱落。而过盈式冷镶法在应用过程中，由于破碎物料过程中产生热量，而通常辊面与柱钉的材质并不相同，因此热膨胀系数也不同，导致其受热后热胀冷缩程度也不相同，通常辊面热膨胀系数较高因此受热膨胀更多，导致冷镶的柱钉在盲孔中机械作用力减弱，最终会导致柱钉脱落。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，具体为一种激光钎焊固定挤压辊表面柱钉的方法。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
一种激光钎焊固定挤压辊表面柱钉的方法，其主要结构为辊面，辊面表面加工的盲孔，硬质合金材质或陶瓷材质的柱钉，通过以下方式进行制备：
第一步，将柱钉表面铸造两个对称的凹槽用以加入钎料；
第二步，将柱钉放入辊面的盲孔中后，在凹槽中加入钎料的同时使用激光将钎料堆焊在凹槽内；
第三步，采用第二步的方法将辊面的所有柱钉固定。优选的，所述柱钉铸造特异形凸起，通常采用正六边形或正八边形，内切于柱钉顶面，所述凸起高度应在1~2mm。
优选的，所述凹槽应以对称方式铸造在柱钉侧面，可根据实际情况铸造2~6个凹槽。
优选的，所述钎焊料，采用粉末钎料，在激光激发的同时送入柱钉的凹槽内，形成堆焊层将柱钉与辊面焊接。
优选的，所述钎料为硬钎料，其主要成分为铜基或镍基钎料，钎料中加入合适的钎剂，提高焊后熔合质量。
与现有技术相比，本发明具有如下优点。
本发明提供一种激光钎焊固定挤压辊表面柱钉的方法，其主要方式为在铸造柱钉时预留凹槽，在柱钉嵌入辊面后，采用激光将灌入凹槽中的钎料逐层焊接，使钎料与柱钉、辊面均产生牢固的冶金结合，从而不会脱落。相对于传统的胶粘和过盈式冷镶法，钎料的熔化能够将辊面与柱钉之间形成牢固的焊道，且激光焊接具有发热量小，焊接精度高等优势。在柱钉与辊面焊接后，能够使两者形成冶金结合且不发生形变，对柱钉和辊面不产生负面作用。减少由机械作用不牢靠而产生的柱钉脱落的现象，从而降低挤压辊本身的维护维修成本。
附图说明
图1为铸造凹槽柱钉示意图。
图2为激光钎焊固定柱钉示意图。
具体实施方式
实施例1
本例中挤压辊采用高猛钢作为辊面（1）材质，挤压辊尺寸φ1300mm*920mm的圆柱形辊体。
辊面上均匀加工盲孔（2），盲孔直径为φ20mm，高度20mm。轴向间隙为30mm，径向间隙为 20mm，呈交错分布。辊面盲孔中镶嵌柱钉（3），柱钉（3）材质通常为TM52铁基碳化钛类材料，耐冲击性良好，柱钉（3）铸造顶端凸起结构为正六边形内切于圆柱底面，高2mm，柱钉整体尺寸为，直径φ20mm，高度30mm。
相应的，将钎料注入凹槽中的同时，采用激光器（4）将钎料焊接，激光器功率4KW，采用φ2mm的圆形光斑。焊接时，激光器加载在机械手臂上，激光器光束垂直于辊面，确保焊接时激光光斑完整覆盖焊缝的同时激光本身不对柱钉产生热影响，激光器将钎料熔化形成焊道（5）。焊接后形成的焊道（5）是牢固的冶金结合，柱钉不再脱落。
采用同工艺将辊面上所有柱钉固定件与辊面焊接完成，焊接完成后的辊面共有3750支柱钉。
Claims (3)
1.一种激光钎焊固定挤压辊表面柱钉的方法，其特征在于，采用以下三个步骤进行制备：第一步，将柱钉表面铸造两个对称的凹槽用以加入钎料；第二步，将柱钉放入辊面的盲孔中后，在凹槽中加入钎料的同时使用激光将钎料堆焊在凹槽内；第三步，采用同样的方法完成辊面所有柱钉固定。
2.根据权利要求1所述的一种激光钎焊固定挤压辊表面柱钉的方法，其铸造的凹槽为对称形态，以单对或多对的形式对称的铸造在柱钉两侧，凹槽深度不小于柱钉高度的2/3，以利于形成足够的焊接强度。
3.根据权利要求1所述的一种激光钎焊固定挤压辊表面柱钉的方法，其激光焊接的形式为激光堆焊，即将堆焊钎料以匀速粉料的形式注入柱钉凹槽，同时使用激光进行焊接，逐层堆焊最终使柱钉与辊面之间形成足够强度的焊接缝。
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