专利名称：利用激光熔覆加工轧辊的温控装置以及温控方法
技术领域：
本发明涉及一种温控装置以及温控方法，用于在激光熔覆对轧辊进行加工时对轧辊进行温度控制。
背景技术：
激光熔覆始于20世纪70年代，是一种新型的材料表面加工技术，其利用激光作为能源，将熔覆材料预置在基体材料表面形成耐磨涂层。高速线材轧辊是线材生产的重要工具，传统的高速线材轧辊采用硬质合金粉末烧结成辊环，与滚轴通过机械结合构成轧辊。我国已连续多年钢产量世界第一，其中线材产量占钢铁总产量的17.9%。每年生产线材需求消耗几百吨硬质合金辊环。当辊环破裂或因磨损尺寸超标时，辊环就会报废，造成大量贵重金属的浪费。利用激光熔覆技术进行轧辊加工，和传统的表面处理技术(如:等离子喷涂、堆焊等)相比，有着稀释率小、热输入小、工件变形小、界面结合为冶金结合等优点。在利用激光熔覆加工轧辊的过程中，轧辊表面需要加热，并保持恒定的温度，现有技术中通常对轧辊进行整体预热，然后再进行激光熔覆，然而，通常轧辊尺寸较大，整体预热较难保持轧辊各个部分产生均匀稳定的温度场，而且激光熔覆的过程中，轧辊表面的温度均匀性以及稳定性仍然较难控制从而易导致熔覆材料与轧辊表面难形成紧密结合的冶金涂层，且在加工过程中涂层和轧辊之间容易产生气孔，从而降低了轧辊表面涂层的均匀性。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种在激光熔覆加工轧辊的过程中，可较好地控制轧辊温度的温控装置以及温控方法。—种利用激光熔覆加工轧辊的温控装置，包括:一温控箱以及一温控器，该温控箱用于放置轧辊，包括一箱体以及多个加热器，该箱体包括多个子箱体单元；所述加热器间隔设置在该温控箱内，并均匀分布于所述多个子箱体单元内；该温控器包括温度采集模块、多路开关、控制器以及通信模块。所述温度采集模块设置于所述温控箱内，用于检测所述轧辊在每个所述子箱体单元内的局部温度；所述控制器通过所述通信模块接收所述温度采集模块采集到的局部温度，并通过所述多路开关反馈到一个或多个子箱体单元的所述加热器进行加热或保温。一种应用于轧辊激光熔覆的温度控制方法，包括以下步骤:将轧辊分成多个区段；实时采集每个区段内轧辊的温度；以及根据采集到的轧辊各个区域内的温度，加热或保温处理每个区域内轧辊的温度，使每个区域内轧辊的温度均保持在预定温度。相较于现有技术，本发明实施例所述温控装置具有多个子箱体单元，每个子箱体单元均设置有加热器，该每个子箱体单元内的加热器之间可独立加热，从而使该温控装置内的温度可以局部调节。因此，当应用于激光熔覆加工轧辊的预热保温装置时，可给所述轧辊提供一个稳定均匀的温度场。从而在激光熔覆加工轧辊的过程中，可在所述轧辊表面形成均匀致密度高、内部组织性能均匀且与所述轧辊结合力好的激光熔覆层。此外，利用该温控装置和温控方法对所述轧辊进行分区温度控制，从而在激光熔覆时，可有效地避免了所述激光熔覆层气孔的产生。此外，由于所述温控装置可拼接拆卸，适用于各种尺寸的轧辊。
图1为本发明实施例提供的利用激光熔覆加工轧辊的温控装置的结构功能框图。图2为本发明实施例提供的利用激光熔覆加工轧辊的温控装置中箱体的结构侧视不意图。图3为本发明实施例提供的利用激光熔覆加工轧辊的温控装置中温控箱的正视结构示意图。图4为本发明实施例提供的利用激光熔覆加工轧辊的温控装置中加热器的结构示意图。图5为本发明实施例提供的利用激光熔覆加工轧辊的温控方法的流程图。主要元件符号说明
权利要求
1.一种利用激光熔覆加工轧辊的温控装置，其特征在于，包括一温控箱及一温控器，该温控箱用于放置轧辊， 该温控箱包括: 一箱体，该箱体包括多个子箱体单元；以及 多个加热器，所述加热器设置在该温控箱内，并均匀分布于所述多个子箱体单元内； 该温控器包括: 温度采集模块，所述温度采集模块设置于所述温控箱内，用于检测所述轧辊在每个所述子箱体单元内的局部温度； 多路开关； 通信模块；以及 控制器，所述控制器通过所述通信模块接收所述温度采集模块采集到的局部温度，并通过所述多路开关反馈到一个或多个子箱体单元的所述加热器进行加热或保温。
2.如权利要求1所述的利用激光熔覆加工轧辊的温控装置，其特征在于，每个所述子箱体单元内设置有多个间隔设置的所述加热器。
3.如权利要求1所述的利用激光熔覆加工轧辊的温控装置，其特征在于，所述温度采集模块设置于每个所述子箱体单元内。
4.如权利要求3所述的利用激光熔覆加工轧辊的温控装置，其特征在于，所述温度采集模块包括红外测温 仪以及热阻传感器，所述红外测温仪与所述热阻传感器独立工作。
5.如权利要求1所述的利用激光熔覆加工轧辊的温控装置，其特征在于，所述多路开关为一固态继电器。
6.如权利要求1所述的利用激光熔覆加工轧辊的温控装置，其特征在于，多个所述加热器在所述温控箱内呈栅形排列。
7.如权利要求1所述的利用激光熔覆加工轧辊的温控装置，其特征在于，所述箱体进一步包括两个侧盖，以及一上盖，每个所述子箱体单元为一整体的槽体结构由多个拼接单元墙相互拼接形成，所述多个子箱体单元沿所述轧辊长度方向拼接，所述两个侧盖相对设置，并分别与所述箱体长度方向两侧的子箱体单元连接，所述上盖覆盖该多个子箱体单元槽体结构的开口，该多个子箱体单元、两个侧盖以及一上盖共同形成容置所述轧辊的箱体空间，所述上盖进一步包括至少一用于激光熔覆时的开口。
8.如权利要求7所述的利用激光熔覆加工轧辊的温控装置，其特征在于，所述上盖进一步包括多个所述开口。
9.一种应用于轧辊激光熔覆的温度控制方法，包括以下步骤: 将轧辊分成多个区段； 实时采集每个所述区段内轧辊的温度；以及 根据采集到的轧辊各个所述区域内的温度，动态调节每个所述区段内轧辊的温度，使每个所述区段内轧辊的温度均保持在预定温度范围。
10.如权利要求9所述的应用于轧辊激光熔覆的温度控制方法，其特征在于，所述预定温度在340摄氏度至360摄氏度范围内。
11.如权利要求9所述的应用于轧辊激光熔覆的温度控制方法，其特征在于，所述轧辊设置在一箱体中，所述箱体包括多个子箱体单元沿所述轧辊的长度方向拼接而成，通过多个所述子箱体单元将所述轧辊分成所述多个区段。
12.如权利要求11所述的应用于轧辊激光熔覆的温度控制方法，其特征在于，每个所述子箱体单元内均设置有温度采集模块来采集该子箱体单元内轧辊的温度。
13.如权利要求12所述的应用于轧辊激光熔覆的温度控制方法，其特征在于，每个所述子箱体单元内设置有加热器，该加热器之间独立工作，当某一子箱体单元内的采集到的轧辊的温度低于所述预定温度，则该子箱体单元内的加热器开始工作，加热该箱体单元内的轧辊到所述预定温度，当某一子箱体单元内的采集到的轧辊的温度高于所述预定温度，则保温处理该子箱体单元 内的轧辊。
全文摘要
本发明涉及一种利用激光熔覆加工轧辊的温控装置，包括一温控箱以及一温控器，该温控箱用于放置轧辊，包括一箱体以及多个加热器，所述箱体包括多个子箱体单元；所述加热器间隔设置在该温控箱内，并均匀分布于所述多个子箱体单元内；该温控器包括温度采集模块、多路开关、控制器以及通信模块。所述温度采集模块设置于所述温控箱内，用于检测所述轧辊在每个所述子箱体单元内的局部温度；所述控制器通过所述通信模块接收所述温度采集模块采集到的局部温度，并通过所述多路开关反馈到一个或多个子箱体单元的所述加热器进行加热或保温。本发明进一步涉及一种温控方法对所述轧辊进行分区温度控制。
文档编号G05D23/20GK103149952SQ20131003356
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月29日 优先权日2013年1月29日
发明者周明, 刘长隆, 张洪玉 申请人:清华大学