[发明专利]一种轧辊外表面激光熔覆复合激光淬火的装置及方法

权利要求书

1.一种轧辊外表面激光熔覆复合激光淬火的装置，包括装置底座(1)，熔覆淬火工作盘(11)、预热温控工作盘(15)，其特征在于：

所述装置底座(1)包括滑轨(16)，转轴(3)：用于连接、控制底盘(14)的工作进给；

所述熔覆淬火工作盘(11)包括：

防冲撞机构(12)：用于防止旋转控制环(13)冲击到装置底座(1)和防止出现意外掉落的情况；

激光熔覆底座(5)：用于搭载激光熔覆装置(7)，并控制其进行旋转；

超声波测距装置(6)：用于监测、反馈校正激光熔覆装置(7)的工作高度；

激光熔覆装置(7)：用于传输高功率连续激光以及激光离焦量的控制；

激光淬火装置(8)：用于传输高功率激光以及高度调节控制淬火范围；

激光淬火底座(9)：用于搭载激光淬火装置(8)；

红外测温装置(10)：用于监测淬火过程中的温度情况；

旋转控制环(13)：激光熔覆底座(5)绕熔覆淬火工作盘(11)内部旋转时通过旋转控制环(13)带动激光淬火底座(9)进行旋转；

所述预热温控工作盘(15)包括：

纳米红外线环形加热圈：用于大型轧辊的表面预热；

测温装置(4)：用于监测表面预热温度。

2.根据权利要求1所述的一种轧辊外表面激光熔覆复合激光淬火的装置，其特征在于：所述熔覆淬火工作盘(11)和预热温控工作盘(15)通过六根固定装置(17)进行连接；两个工作盘固定于底盘(14)。

3.根据权利要求1所述的一种轧辊外表面激光熔覆复合激光淬火的装置，其特征在于：所述超声波测距装置(6)固定于激光熔覆底座(5)，红外测温装置(10)固定于激光淬火底座(9)；两工作盘固定连接旋转控制环(13)；防冲撞机构(12)安装于熔覆淬火工作盘(11)。

4.根据权利要求1所述的一种轧辊外表面激光熔覆复合激光淬火的装置，其特征在于：所述纳米红外线环形加热圈安装于预热温控工作盘(15)内侧；测温装置(4)安装于纳米红外线环形加热圈外侧。

5.根据权利要求1所述的一种轧辊外表面激光熔覆复合激光淬火的装置，其特征在于：所述激光熔覆装置(7)的工作方式为同轴送丝；激光功率为0-12000W；激光淬火装置(8)激光功率为0-12000W。

6.根据权利要求1所述的一种轧辊外表面激光熔覆复合激光淬火的装置，其特征在于：所述纳米红外线环形加热圈预热时以120℃/min的速度提高，逐渐加热轧辊表面。

7.一种轧辊外表面激光熔覆复合激光淬火的方法，包括装置底座(1)，熔覆淬火工作盘(11)、预热温控工作盘(15)，其特征在于：

所述装置底座(1)包括滑轨(16)，转轴(3)：用于连接、控制底盘(14)的工作进给；

所述熔覆淬火工作盘(11)包括：

防冲撞机构(12)：用于防止旋转控制环(13)冲击到装置底座(1)和防止出现意外掉落的情况；

激光熔覆底座(5)：用于搭载激光熔覆装置(7)，并控制其进行旋转；

超声波测距装置(6)：用于监测、反馈校正激光熔覆装置(7)的工作高度；

激光熔覆装置(7)：用于传输高功率连续激光以及激光离焦量的控制；

激光淬火装置(8)：用于传输高功率激光以及高度调节控制淬火范围；

激光淬火底座(9)：用于搭载激光淬火装置(8)；

红外测温装置(10)：用于监测淬火过程中的温度情况；

旋转控制环(13)：激光熔覆底座(5)绕熔覆淬火工作盘(11)内部旋转时通过旋转控制环(13)带动激光淬火底座(9)进行旋转；

所述预热温控工作盘(15)包括：

纳米红外线环形加热圈：用于大型轧辊的表面预热；

测温装置(4)：用于监测表面预热温度；

还包括如下步骤：

步骤10：将轧辊(2)安置于装置底座(1)，整个工作盘进行调零、复位，并设置修复范围；

步骤20：根据轧辊直径、材料设置激光功率、旋转速度、送丝速率、离焦量；同时校正红外测温装置(10)以及超声波测距装置(6)；并开启纳米红外线环形加热圈进行预热；

步骤30：轧辊表面预热至300℃后开始进行激光熔覆修复，熔覆半圈后，开启激光淬火装置；熔覆/淬火速度通过旋转控制环(13)控制扫描速度，一个工作位熔覆淬火结束后，底盘(14)向前进给；熔覆淬火过程中同步开启超声波测距装置(6)，监测离焦量的大小，若出现偏移及时反馈偏移数据至激光熔覆装置(7)来调节离焦量大小，保证熔覆均匀；淬火过程中同步开启红外测温装置(10)，监测淬火过程中的温度变化；

步骤40：修复工作结束后，关闭激光熔覆装置(7)、激光淬火装置(8)、纳米红外线环形加热圈，整个装置回零，恢复到初始状态，加工结束。