一种异形复杂截面构件梯度增材再制造方法及装备技术

本发明专利技术公开了一种异形复杂截面构件梯度增材再制造方法及装备，该方法包括以下步骤：S1、对失效轧辊服役工况进行有限元仿真，根据轧辊应力场和温度场，确定轧辊梯度材料分层结构；将轧辊由内到外分为多层，通过对每层焊材的选择，实现轧辊各区域的等寿命设计；S2、根据分层结果分析轧辊修复所需的工艺参数，并发送给PLC控制器；S3、将轧辊预热到预设温度后，焊接装置对轧辊梯度分层的最里层进行电弧增材堆焊，锻打装置开始工作，对堆焊形成的焊道区域进行锻打；堆焊和锻打的工艺参数由PLC控制器控制焊接装置和锻打装置实现。本发明专利技术能够对异形复杂截面轧辊实现梯度功能精确堆焊修复，在提高轧辊寿命的同时降低了轧辊修复制造成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种异形复杂截面构件梯度增材再制造方法及装备


[0001]本专利技术涉及冶金装备
，具体涉及一种异形复杂截面构件梯度增材再制造方法及装备。

技术介绍

[0002]我国是世界公认的制造大国、世界加工厂，对轧钢的生产和消耗需求巨大。轧辊作为轧钢生产线的主要消耗零部件，直接影响着轧钢的生产品质和成本。随着我国钢铁行业的发展，对辊子的质量和寿命要求越来越高。此外，降本增效也成为各大钢厂提高企业竞争力的核心策略。随着增材再制造技术的快速发展，钢铁企业对轧辊的修复和再制造技术展开了广泛的探索。目前激光熔覆技术和基于埋弧焊的堆焊修复技术成为轧辊修复的两个重要方向。由于堆焊技术具有效率高、成本低、材料成分稳定、设备简单等优势，逐渐成为轧辊修复的主流技术，堆焊技术也在各大钢厂得到了广泛应用。
[0003]目前现存的轧辊堆焊再制造修复技术存在如下问题：首先，轧辊在服役时表层应力状态与芯部应力状态差异较大，采用一种材料修复轧辊时，表层材料和内部材料的力学性能不能差异化处理，进而轧辊不同区域不能达到等寿命。其次，堆焊时焊缝结晶从熔池壁向中心推进，形成粗大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异形复杂截面构件梯度增材再制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对失效轧辊服役工况进行有限元仿真，根据轧辊应力场和温度场，确定轧辊梯度材料分层结构；将轧辊由内到外分为多层，通过对每层焊材的选择，实现轧辊各区域的等寿命设计；S2、根据分层结果分析轧辊修复所需的工艺参数，并发送给PLC控制器；S3、将轧辊预热到预设温度后，焊接装置对轧辊梯度分层的最里层进行电弧增材堆焊，锻打装置开始工作，对堆焊形成的焊道区域进行锻打；堆焊和锻打的工艺参数由PLC控制器控制焊接装置和锻打装置实现；S4、最里层堆焊结束后，重复步骤S3，由内向外依次完成轧辊梯度剩余层电弧增材堆焊和锻打；S5、最后再对修复后的轧辊进行焊后处理、精加工，即实现轧辊梯度增材再制造。2.根据权利要求1所述的一种异形复杂截面构件梯度增材再制造方法，其特征在于，焊接装置根据轧辊尺寸变化在轨道上作轧辊径向、轧辊轴向和垂直方向移动，锻打装置根据轧辊尺寸变化在轨道上作轧辊径向和轧辊轴向移动，且锻打装置和焊接装置轴向移动速度相同；轧辊通过机头驱动绕轧辊轴线转动，从而在轧辊圆周表面上以异形螺旋线的形式满焊设定厚度的焊材。3.根据权利要求2所述的一种异形复杂截面构件梯度增材再制造方法，其特征在于，焊接装置的焊枪位于轧辊轴线上方并竖直朝下，锻打装置的锻打方向水平朝向轧辊轴线，锻打装置和焊枪在轧辊轴线上错开设定距离，当焊接形成的焊道随轧辊转动四分之一圆周后，锻打装置在对应轨道上正好滑移该设定距离，从而进入锻打区域；同时控制轧辊的转动速度，使轧辊转动四分之一圆周后焊道处于预设温度范围内。4.根据权利要求1所述的一种异形复杂截面构件梯度增材再制造方法，其特征在于，在步骤S2中，分析轧辊修复所需的工艺参数时结合工艺参数推荐系统进行，工艺参数推荐系统包括BP人工神经网络响应部分、遗传算法工艺参数反求部分和工艺参数评价部分，控制中心对工艺参数推荐系统推荐的工艺参数进行解析，并发送给PLC控制器，通过PLC控制器控制焊接装置、锻打装置和加热保温装置实时协同工作。5.根据权利要求1所述的一种异形复杂截面构件梯度增材再制造方法，其特征在于，锻打装置的锻打频率控制在10～50Hz。6.根据权利要求1所述的一种异形复杂截面构件梯度增材再制造方法，其特征在于，在步骤S3的预设温度控制在300～...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杰，肖贵乾，张焱城，张建生，赖世强，李国文，郑超，廖保莲，权国政，卢顺，
申请(专利权)人：重庆杰品科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：