专利名称：激光辅助辊弯成型装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及辊弯成型的技术及设备领域，具体涉及一种基于激光辅助加热的 辊弯成型装置。
背景技术：
辊弯成型技术是在常温下，通过顺序配置的多道次成型轧辊，把卷材、带材等金属 板带不断地进行横向弯曲，以制成特定断面的型材。辊弯型钢具有断面合理、强度高、刚度 大、重量轻、金属利用率高等特点，是一种用途非常广泛的经济型断面型材，被广泛应用于 汽车、建筑、机械、航空等行业。由于目前的辊弯成型产品断面形状日益复杂，在成型过程中，由于板材的加工硬 化，导致其强度、硬度升高，塑性、韧性降低，给板材继续进行塑性变型带来困难，当达到最 大变型程度时，很容易导致型材破裂，使得成型无法继续进行。专利号200620083767. 6，名称为“多辊冷弯成型机”中国实用新型专利中，周立亭 等人提出一种能连续生产结构复杂和大长度结构件的连续高效冷弯成型机。但该设备的缺 点在于如果工件的形状稍有所变化，就要大量更换轧辊。因为要求轧辊的形状随零件的变 化而变，零件越复杂，轧辊的复杂程度也会随着增加，随之加工工艺也会发生较大的变化。专利号200710202808. 8，名称为“冷弯型钢的加热成型方法及其生产的冷弯型钢” 的中国发明专利中，用加热装置对冷弯成型机组生产的圆直角型钢坯料进行在线加热，接 着将圆直角型钢坯料进行镦压型成尖直角型钢。但是该方法步骤较复杂，连续性不够好。
实用新型内容针对现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型的主要目的是提供一种激光辅助 辊弯成型装置，在辊弯成型过程中以激光束为热源，对工件进行局部加热，从而克服板材成 型过程中加工硬化以及易破裂的问题，同时，还可以减小30%到50%的成型压力，减少成 型道次，降低生产成本。本实用新型所提出的一种激光辅助辊弯成型装置，其组成包括导料轧辊2、3，成型 轧辊组4、5、6、7、8、9，计算机控制系统10、激光系统11，其特征在于，在成型轧辊组8、9前设 有激光系统11，所述激光系统为氦-氖激光器、二氧化碳激光器、半导体激光器中的一种。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的1、在辊弯成型过程中，激光束照射在板材产生加工硬化的难成型区域，利用激光 的热作用和热传导作用，使板材表面的温度迅速提高，达到板材消除加工硬化的温度范围 200 1148°C，从而提高了板材的成型极限。2、利用激光系统对板材进行在线局部直接成型，当激光束扫描板材的表面，调整 激光功率1 1000W，扫描速度1 50mm/s，在热作用区域内产生非均勻分布的热应力，使 板材产生塑性变形。3、采用激光系统对板材进行在线激光切割，激光功率控制在800 5000W，根据各参数编制激光切割程序，使激光切割机按照预先设计的要求进行切割，加工成符合设计要 求的形状，同时，激光切割速度由板材的传动速度决定。本实用新型与现有技术相比，具有以下突出优点和效果1、采用激光辅助加热辊弯成型技术，可以减小板材的加工硬化，提高板材的成型 极限，降低材料的变形抗力，增加材料流动的均勻性、韧性和延展性，提高板材的成型性 能；2、激光辅助加热的辊弯成型过程中，激光加热时间短，速度快，板材表面氧化脱碳 少，表面质量高；3、激光辅助加热，降低了辊弯成型机组的机械负荷，辊弯成型过程中的成型道次 也可以相应减少，节省了成型工序，提高了经济效应；4、激光辅助辊弯成型为非接触成型，没有外加机械力的作用，可控性好，柔性大， 工艺操作简单方便；5、激光辅助在线切割中，激光头与板材无接触，不会对板材表面造成划伤，并且切 口平整，安全无污染，加工精度高，重复性好；
图1是激光辅助辊弯成型装置的结构示意图；图2A是本实用新型的实施例1中型钢截面图；图2B是本实用新型的实施例1中型钢立体示意图；图3A是本实用新型的实施例2中型钢截面图；图3B是本实用新型的实施例2中型钢侧视图；图3C是本实用新型的实施例2中型钢立体示意图；图4A是本实用新型的实施例3中型钢截面图；图4B是本实用新型的实施例3中型钢俯视图；图4C是本实用新型的实施例3中型钢立体示意图。图中标号为板带1、导料轧辊2、3，成型加工轧辊组4、5、6、7、8、9，计算机控制系 统10、激光系统11，激光束12，辊弯成型后的型材13，激光照射区域14、15。具体实施实例
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述如图1所示，本实用新型所提出的激光辅助辊弯成型装置，包括辊弯成型机、计算 机控制系统、激光系统，其中，辊弯成型机主要组成包括导料轧辊2、3，成型轧辊组4、5、6、
7、8、9。板材开卷后，进入辊弯成型机，经过导料轧辊2、3校平，进入成型轧辊组4、5、6、7、8、 9，进行辊弯成型。在板材进入轧辊8、9瞬间，通过计算机控制系统10控制激光系统11，发 射激光束12，照射在板材上，使板材瞬时升温，板材在加热部分的微观组织在瞬间内转化为 奥氏体组织，消除了残余应力和加工硬化现象，使板材的成型性能增加，然后板材进入轧辊
8、9，进一步成型得到最终型材13。实施例1 采用二氧化碳激光器，成型截面如图2A所示。在室温下成型厚1. 5mm，宽72. 32mm 的DP800高强度钢板，成型速度为80mm/s，设定激光功率为300W，扫描速度6. 5mm/s，钢板表面在短时间内上升到700°C，增大了其成型极限，辊弯成型后得到如图2B所示具有复杂尖 角形状的辊弯型钢。实施例2 采用氦-氖激光器，成型截面如图3A所示。在室温下成型厚1mm，宽140mm的Q235 普碳钢板，成型速度为100mm/S，激光功率1000W，扫描速度6. 5mm/s,光斑直径3mm，辊弯成 型后，进行激光辅助成型，得到如图3C所示带有筋结构的辊弯型钢。实施例3 采用半导体激光器，成型截面如图4A所示。在室温下成型厚1. 2mm,宽140mm的 SUS304不锈钢板，成型速度为60mm/s，激光功率2000W，激光切割速度为3m/min。辊弯成型 后，进行激光辅助切割，当激光束扫过板材表面，钢板局部温度瞬间上升到2000°C以上，依 次切割后，得到如图4C所示的带有六个孔的U型钢。综上所述，本实用新型所述的一种激光辅助辊弯成型装置，将激光辅助加热应用 到辊弯成型中，解决了常规的辊弯成型中由于加工硬化而难成型的问题，成本低。另外，本 实用新型集辊弯成型、板材的激光切割、弯曲成型为一体，可调性好，柔性好，节省了工作时 间，提高了效率。本实用新型的设计合理，操作使用方便，可控制性好。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该 以权利要求书的保护范围为准。
权利要求一种激光辅助辊弯成型装置，其组成包括导料轧辊(2)、(3)，成型轧辊组(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)，计算机控制系统(10)、激光系统(11)，其特征在于，在成型轧辊组(8)、(9)前设有激光系统(11)。
2.根据权利要求1所述激光辅助辊弯成型装置，其特征在于，所述计算机控制系统(10)可控制激光系统(11)。
3.根据权利要求1所述激光辅助辊弯成型装置，其特征在于，所述激光系统为氦-氖激 光器、二氧化碳激光器、半导体激光器中的一种。
专利摘要本实用新型涉及一种激光辅助辊弯成型装置，属于辊弯成型设备的技术领域。该装置包括导料轧辊，成型轧辊组，计算机控制系统、激光系统，其特征在于，在成型轧辊组前设有激光系统。通过上述装置，利用激光作为热源，对板材难成型部分进行局部辐射加温，提高其成型性能，使成型过程更加便利，同时，也可以对板材局部进行激光直接成型、切割。其优点是有效地解决了辊弯成型过程中板材产生的加工硬化以及成型道次过多的问题，同时减小了板材的回弹，提高了工作效率，大大缩短和节省了产品的生产周期。
文档编号B23K26/00GK201676924SQ20092021625
公开日2010年12月22日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者刘继英, 艾正青, 韩飞, 龙睿芬 申请人:北方工业大学