轧辊等离子弧粉末堆焊设备研究

摘要

轧辊因其工作条件复杂、恶劣，极易造成表面损伤而导致失效，采用表面修复与强化的热处理技术已成为延长轧辊使用寿命、降低企业成本的主要发展方向和途径。实践证明，等离子弧粉末堆焊是轧辊修复的有效途径之一，已成为我国轧钢企业提高轧辊修复质量、缩短修复周期、提高效益的重要举措。等离子弧粉末堆焊是利用等离子弧作热源，以合金粉末为填充材料，将填充金属熔敷到基体表面的堆焊工艺。其目的是使材料或零部件表面获得耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等具有特殊使用性能的堆焊熔敷层。它具有稀释率低、成型好、工艺稳定和自动化程度高等特点。
　　 应实际生产需要，研制了一台轧辊等离子弧粉末堆焊设备，它以PLC为控制核心，通过触摸屏进行堆焊参数的设置和修改，并实时显示堆焊过程中相关参数的状态。为了让焊炬具有快速摆动和精确定位的功能，以保证和提高焊接质量，在设备的摆动系统中用伺服系统代替常用的步进驱动系统。该设备的堆焊过程由焊炬摆动、轧辊转动和焊炬移动三部分运动协同完成。焊炬的摆动是通过PLC控制伺服系统驱动摆动机构实现的；轧辊的转动是PLC通过变频器控制车床电机来完成的；焊炬的移动则是通过PLC控制步进电机实现的。
　　 该设备有圆周焊和螺旋焊两种堆焊方式，其主要区别是焊炬的移动方式，圆周焊时，每焊完一圈，焊炬沿轧辊轴向进行一次换道；采用螺旋焊时，焊炬沿轧辊轴向的移动是连续进行的。两种堆焊方式的设置，增加了实际操作过程中的可选择性和灵活性，也在一定程度上为同类型焊机设备的研发和改进提供了借鉴。