[實用新型]一種多功能打點激光毛化設備

有效

• 申請號: 200920228428.6
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN201596847U
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 陳清明
• 申請（專利權）人: 武漢大族金石凱激光系統有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/42;B23K26/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于激光加工領域，主要用于提高軋輥毛化的質量。

背景技術

在冶金行業，軋輥廣泛用于壓延加工。在板材的冷軋中，最后一道工序往往是精度和光潔度最高的，此時軋輥的精度和光潔度最高，要求軋輥經過磨削加工。人們后來發現，僅僅使用磨削加工的軋輥軋制的鋼材或其它金屬板材很光亮，但對表面還要經過鍍鋅或其它表面處理加工的產品來說特別光亮的板材并不是最好的。例如，對油漆噴涂或沖壓來說特別光滑的表面是不利的。因此，人們就提出并采用了軋輥表面毛化(在軋輥的部分表面上產生一些小坑和凸起并不改變軋輥的整體表面，其中小坑和凸起是共生的，即有小坑就有凸起)的技術，這樣就提高了金屬板材的性能(例如著漆性能和沖壓性能等等)。軋輥毛化有多種技術，其中包括噴砂毛化、電火花毛化和激光毛化等等。噴砂毛化和電火花毛化所形成的毛化點都是非規則的，但是毛化點的深度比較小，毛化點的孔型(指小坑和凸起的總體形狀)質量較差；現在采用的激光毛化技術所產生的激光毛化點的孔型質量比較好但是毛化點是非常規則的，而有些毛化要求非規則的，因此激光毛化最終的應用效果也受到了局限。所以目前的局面是多種毛化技術并存，各有優缺點。現在所使用的激光毛化技術中，一般采用了連續激光(主要是連續二氧化碳激光)加斬光盤或者多棱鏡的技術獲得間斷的激光毛化點的效果。即采用連續激光光源，讓激光長時間輸出連續的功率相對穩定的激光，然后在光路上采用斬光盤或者多棱鏡，斬光盤或者多棱鏡以一定的速度旋轉，這樣獲得的激光就是很規則的間斷激光，通過聚焦以后作用到旋轉的軋輥上，就在軋輥上形成了非常規則的毛化點，比如在一定的范圍內毛化點的距離基本相同和孔型基本一致。實際上，激光毛化的孔型質量好、成套設備投入費用少、運行和維護成本低而具有明顯的優勢，但毛化點非常規則的問題使激光毛化的受到極大的限制，用連續激光進行毛化的另一個缺點是把連續激光變成間斷激光必然浪費一定的激光能量、毛化效率受到制約。

實用新型內容

針對原有激光毛化的缺點，本實用新型的目的是提供一種多功能打點激光毛化設備，使這種激光毛化設備既具有孔型質量好、成套設備投入費用少、運行和維護成本低、毛化效率高的優勢，又能實現非規則打點和規則打點的功能。這樣的設備顯然包括了全部毛化設備的優點而克服了原來設備的缺點。有利于激光毛化設備的發展和應用。

為了實現上述目的，本實用新型采取的主要措施是：采用脈沖激光器作為激光毛化設備的光源，該脈沖激光器是二氧化碳激光器、或者固體激光器、或者光纖激光器、或者半導體激光器，其頻率在20Hz-100kHz之間可調；通過一個特殊設計的脈沖頻率控制器，用其電路構造的控制功能控制激光器的工作頻率，使激光工作頻率可以是恒定的、也可以是隨機變化的，這樣產生的激光脈沖既可以工作在有序狀態也可以工作在無序狀態。將這樣的脈沖激光聚焦后作用于勻速旋轉的軋輥表面，就會在軋輥表面產生毛化作用。如果脈沖是有序的，則毛化點就是規則的，如果脈沖是無序的，則毛化點就是非規則的。另外，在聚焦點旁邊用一個穩定氣流吹氣或旋轉氣流吹氣，則孔型也可以是規則的或是不規則的。將脈沖的有序狀態和無序狀態與穩定氣流和旋轉氣流通過不同組合可以得到打點規則和孔型也規則、打點規則和孔型非規則、打點非規則和孔型規則、打點非規則和孔型非規則等四種結果。可見，這是一個至少實現四種功能打點的激光毛化設備。因為脈沖激光毛化不需要斬光盤或多棱鏡，全部激光能量用于毛化，所以效率是最高的。

原有的噴砂毛化和電火花毛化只能實現打點非規則和孔型非規則一種功能而且孔型質量都不如激光毛化的質量，原有的激光毛化雖然孔型質量好但只能實現規則打點和規則孔型一種功能。本實用新型顯然克服了上述全部設備的缺點而集中了它們的全部優點。還有成本低、效率高的優點。

此外，本實用新型還有激光毛化的占空比可以連續調節的優點，這意味著激光毛化的孔型大小等是可以控制的，這對于控制毛化質量是重要的。所謂占空比是指在一個周期內，輸出激光的時間占整體周期的份額。例如：在使用斬光盤的情況下，如果斬光盤擋光的時間和出光的時間各占一半，則占空比為50％，因為在一個周期內輸出到軋輥的激光的時間為50％。很顯然，對于同一個斬光盤，占空比是固定不變的；同一個多棱鏡的占空比也是固定不變的。

附圖說明