高功率连续CO2激光轧辊表面多头毛化技术及工艺实验研究

论文摘要

在了解目前激光毛化加工技术的研究与发展的基础上,针对当前激光毛化无法突破提高生产效率这一问题,采用直流开关电源激励轴快流CO2激光器进行多头激光轧辊毛化的技术方案。多头激光毛化系统结构简单、成本低,使用寿命长,生产维护容易、生产效率高,有助于推广多头激光毛化这种高新技术的应用。结合工程实际分析了当前对轧辊毛化加工系统所提出的新要求,制定了高功率激光多头毛化方案,介绍了多头激光毛化系统的结构与各组成部分功能,对激光器系统、毛化机床系统和西门子数控系统分别做了介绍。分析了多头分光技术原理及多头毛化加工方法,设计了多头毛化的各个加工装置,并以具体实践中的双头激光毛化为例设计了双头激光毛化的外光路分光系统和聚焦系统。采用直流开关电源激励轴快流CO2激光器对轧辊进行了快速毛化的工艺实验,通过实验研究了各种不同工艺参数下激光毛化的表面形貌,以及双头毛化的加工参数。研究了激光功率对粗糙度的影响,也分析了脉冲频率对峰值数Pc值的影响。同时还通过实验分析了扫描速度、离焦量、侧吹气的角度和流量以及侧吹气的种类对毛化点形貌形成的影响。具体分析了激光毛化表面的特征及其表面特征的参数的描述,分析了激光毛化轧辊使用寿命提高的具体途径和原因,特别强调了激光毛化工艺可以在多个方面改善冷轧生产工艺,还分析了激光毛化表面对冷轧板产品使用性能的影响,包括改善深冲性能、提高涂镀性和鲜映度、改善抗摩擦性能等,全面论述了激光毛化板的各种工艺性能优势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 激光表面工程的发展趋势
• 1.2 轧辊毛化技术概述
• 1.3 激光毛化加工技术的研究及发展
• 1.4 课题的目的、意义及任务
• 2激光毛化成套设备系统结构'>2 多头CO₂激光毛化成套设备系统结构
• 2.1 当前轧辊毛化加工系统的新要求
• 2.2 多头毛化系统结构与功能
• 2.3 小结
• 3 多头毛化加工方法设计
• 3.1 多头分光技术原理
• 3.2 双头激光毛化光路分光系统和聚焦系统的设计
• 3.3 小结
• 4 多头激光轧辊毛化工艺实验研究与结果分析
• 4.1 实验装置、方法和实验内容
• 4.2 结果分析与讨论
• 4.3 小结
• 5 激光毛化表面工艺性能研究
• 5.1 激光毛化表面的特点及其参数描述
• 5.2 激光毛化表面对轧辊使用寿命的影响
• 5.3 激光毛化表面对冷轧生产工艺的影响
• 5.4 激光毛化表面对冷轧板产品使用性能的影响
• 5.5 小结
• 6 总结
• 6.1 全文总结
• 6.2 对进一步的工作建议
• 致谢
• 参考文献