[發明專利]實現激光毛化頭三光點或三光點以上光點的激光毛化方法

有效

• 申請號: 202010460103.1
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN113732508B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 陳孝明;李山青;全基哲;陳軍
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B23K26/352
• 分類號: B23K26/352;B23K26/356
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 洪玲

本發明公開了一種實現激光毛化頭三光點或三光點以上光點的激光毛化方法，包括以下步驟：1)設置激光毛化頭三光點或三光點以上光點在水平方向上等距分布，相鄰光點水平間距值在0.1mm～10mm之間；2)根據光點水平間距值計算出可實現的毛化點水平間距列表；3)使軋輥圍繞自身軸線勻速旋轉運動；4)調節激光毛化頭位置，使其聚焦焦點落在軋輥表面上；5)根據工藝需求選擇匹配的毛化點水平間距值，換算為激光毛化頭運動速度，并使激光毛化頭以該運動速度沿著軋輥軸線平行方向平移運動；6)激光器發出激光脈沖，在軋輥表面形成毛化凹坑。本發明可以保證毛化點之間均勻穿插，且無需調節光點水平間距，可以實現多種不同的毛化點水平間距。

技術領域

本發明涉及軋輥表面激光毛化技術，更具體地說，涉及一種實現激光毛化頭三光點或三光點以上光點的激光毛化方法。

背景技術

激光毛化技術是將高能量、高重復頻率的激光脈沖聚焦在軋輥表面，使軋輥表面材料被迅速加熱并發生熔化或汽化，在軋輥表面形成毛化一個個毛化點，但受制于軋輥轉速、激光器頻率等限制，毛化加工速度非常有限。

為提高激光毛化效率，一種做法是增加激光毛化頭個數，為保證多個毛化頭在加工時毛化點能相互均勻穿插，不存在間隙或重疊，以及保持各激光毛化頭的毛化效果一致，如專利CN?203245512?U中公開的一種光纖激光毛化雙加工頭點間距數字控制調節裝置，其具有上下布置的兩個激光頭，通過數控系統和高精度滑臺，可以對兩個激光頭的位置進行精確調節，保證兩個激光頭的毛化效果一致且毛化點穿插均勻。但這種布置方式由于兩個激光頭存在較大間距，在軋輥直徑變化時，由于弧度的變化會引起聚焦焦點和輥面位置的出現偏差，從而影響毛化加工形貌，且由于激光頭的上下間距，導致小直徑的軋輥通常難以加工，此外這種裝置結構較為復雜，對控制精度要求較高。又如專利CN?103240525?B和專利CN?205043344?U也分別公開了一種光纖激光毛化多加工頭點間距數字控制調節裝置和一種激光毛化裝置，通過并列設置的多個毛化頭來提高毛化加工效率，也存在著復雜的間距調節機械結構。

另一種提高激光毛化效率的做法是增加激光毛化頭的光點個數，雖然光電焦距一致，但同樣需要解決不同光點之間的相互均勻穿插問題，如專利CN?203265911?U公開了一種單頭雙光點輥類表面激光毛化加工裝置，其具有較復雜的光路結構，通過調節光路結構中的鏡片角度來調節兩個光點之間的距離，從而使光點間距與毛化點間距一致，實現毛化點的均勻穿插，其主要問題是只能適應一種工藝需求，在工藝需求發送變化時又需要重新調節光學鏡片角度，且調節精度要求高，操作難度較大。

綜上所述，雖然本領域技術人員為解決激光毛化時毛化點的均勻穿插問題做了大量工作，但都明顯增加了設備復雜程度，降低了設備可靠性，且每次調節后只能適應一種毛化點水平間距，而在工藝發生變化時，又需要重新進行調節，且調節精度要求高，增加了操作難度。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的是提供一種實現激光毛化頭三光點或三光點以上光點的激光毛化方法，可以保證毛化點之間均勻穿插，且無需調節光點水平間距，可以實現多種不同的毛化點水平間距。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種實現激光毛化頭三光點或三光點以上光點的激光毛化方法，包括以下步驟：

1)設置激光毛化頭三光點或三光點以上光點在水平方向上等距分布；

2)根據所設定的光點水平間距值計算出可實現的毛化點水平間距列表；

3)使軋輥圍繞自身軸線保持勻速旋轉運動；

4)調節激光毛化頭位置，使其聚焦焦點落在軋輥表面上；

5)根據工藝需求選擇匹配的毛化點水平間距值，換算為激光毛化頭運動速度，并使激光毛化頭以該運動速度沿著軋輥軸線平行方向平移運動；