[发明专利]轧辊堆焊及堆焊厚度检测控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其是一种堆焊工艺中堆焊及堆焊厚度的检 测控制方法。

背景技术

轧辊作为轧机的关键备品备件，在轧钢过程中消耗量非常大，当轧辊使 用到报废极限时，通过修复增强轧辊耐磨性，延长轧辊使用寿命。而堆焊技 术则是机械制造行业的一个重要制造和维修手段，经过堆焊修复后的轧辊具 有成本低、寿命长、使用效果好等优点，对于推进循环经济成效明显。

轧辊修复主要针对大型轧辊，一般轧辊重量在几十吨至一百多吨，轧辊 直径最大可达2m左右。轧辊在堆焊时因堆焊层容易开裂，所以必须先对轧辊 进行预热，预热温度为400℃左右，并且在整个堆焊过程中要保持这个温度， 在堆焊结束后还要求轧辊进加热炉保温缓冷，避免堆焊层开裂或脱落。

轧辊的表面堆焊工艺一般是轧辊旋转，焊枪沿轧辊轴向行走，使堆焊轨 迹呈螺旋线轨迹，其中要求后一道螺旋线的堆焊层宽度与前一道螺旋线的堆 焊层宽度重叠(搭接量)50％左右，当一层堆焊完毕后，焊枪反向行走再堆焊 下一层，连续不断地在轧辊表面均匀堆焊一层层耐磨金属。

现有技术对轧辊的表面堆焊厚度的控制，一般只能通过每层焊接厚度来 估算焊接层数从而达到对厚度的控制。这种模糊的控制为保证堆焊层厚度满 足规定要求，只能在堆焊时将堆焊余量加大，在轧辊表面根据经验多堆焊几 层来确保厚度，从而也造成后期加工余量加大。

现在国内进行堆焊修复的轧辊基本上都是热轧轧辊，对于堆焊修复的技 术要求较低。而目前国内的冷轧轧辊由于对轧辊的硬度、硬度的均匀性、轧 辊的尺寸精度均较高，基本上还没有对大型冷轧轧辊采用堆焊修复技术，大 型冷轧轧辊如磨损，就只能更换新的，成本很高。

轧辊堆焊对堆焊层的厚度要求比较严格，如果堆焊厚度不够，容易造成 扎制过程中轧辊的堆焊层开裂或脱落；堆焊厚度太厚，不仅增加堆焊时间， 浪费焊丝及能源，造成后期车削及磨削的余量加大，还会因轧辊加热时间过 长，影响堆焊层的金属组织，使得硬度下降。现在一些轧辊堆焊采用药芯焊 丝进行堆焊，堆焊后的表面硬度可达到HRC60以上，这样高的硬度已经无法 采用车削的方式加工，只能采用磨削方式进行轧辊的表面加工，磨削的加工 量较小，外圆磨的加工时间将会非常长。而且由于轧辊堆焊厚度无法准确检 测并反馈，只能在轧辊上多堆焊几层来保证堆焊的厚度，造成后期需要花费 大量的时间及能源将多余的堆焊层去除掉，达到标准中要求的堆焊厚度及轧 辊外径尺寸。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种自动化性强、可降低劳 动强度的、快速的轧辊堆焊及堆焊厚度检测控制方法。

本发明是这样实现的：

一种轧辊堆焊及堆焊厚度检测控制方法，包括下述步骤：

在堆焊前，在轧辊上自由移动的激光检测装置中的激光测距传感器对轧 辊堆焊表面轴向全长进行高速扫描，扫描将轧辊沿长度分为若干监测点，对 每一点的数据进行检测后存储；

焊枪对轧辊进行堆焊，堆焊完一层或若干层后，激光检测装置再对轧辊 堆焊表面轴向全长进行扫描记录，通过伺服电机的位置控制，对原设定监测 点进行堆焊层高度的检测，将每一监测点采集的数据与相对应监测点第一次 检测的数据进行对比，准确掌握轧辊的堆焊厚度以及堆焊厚度的变化量；

堆焊层接近控制系统中堆焊厚度的设定值时，控制系统根据堆焊的剩余 厚度自动计算最后一至两层的堆焊量，并且对焊接参数进行控制，使堆焊高 度满足设定值的要求。

作为本发明的一种优选方案，所述方法可包括下述步骤：

在堆焊前，将设置有激光测距传感器的激光检测装置通过移动小车安装 在轧辊的横梁导轨上，伺服电机通过滚珠丝杠及直线滑轨带动移动小车高速 移动；在移动小车的带动下激光检测装置对轧辊堆焊表面轴向全长进行高速 扫描，扫描将轧辊沿长度分为若干监测点，对每一点的数据进行检测后存储；

至少两个焊枪在伺服电机驱动沿轧辊轴向移动，闭环控制行走速度；根 据轧辊直径尺寸及焊枪数量，堆焊时对轧辊的的加热时间控制在10～12小时；

堆焊完一层或若干层后，激光检测装置再对轧辊堆焊表面轴向全长进行 扫描记录，通过伺服电机的位置控制，对原设定监测点进行堆焊层高度的检 测，将每一监测点采集的数据与相对应监测点第一次检测的数据进行对比， 准确掌握轧辊的堆焊厚度以及堆焊厚度的变化量；