Стезни ваљци су кључне компоненте у линијама за топло ваљање, где хватају, воде и транспортују врући челик под захтевним радним условима. Њихове површине су више пута изложене високој температури, механичким ударима, трењу, термичким циклусима и абразивном слоју , што доводи до прогресивног хабања и губитка димензија.

Када се површина ваљка погорша изван своје радне толеранције, то може утицати на стабилност руковања траком и перформансе ваљка.

Ласерско облагање пружа практичан метод за обнову истрошених површина пинч ваљака, уз наношење металуршки везаног слоја отпорног на хабање на оригинално тело ваљка.

Процес се може користити и за реконструкцију истрошених ваљака и за површинско ојачавање нових компоненти.

Зашто се хабају стезни ваљци ваљаонице за вруће ваљање

Током рада, стезни ваљци више пута додирују врући челик, преносећи значајне механичке силе.

Комбинација повишене температуре, оксидног слоја, притиска и поновљеног контакта може произвести неколико механизама деградације:

• Абразивно хабање
• Трошење лепком
• Термички замор
• Површинско пуцање
• Локализовано љуштење
• Оксидација
• Оштећење од удара
• Прогресивно смањење пречника

Хабање се такође може неравномерно развијати по површини ваљка у зависности од положаја траке, оптерећења и услова рада.

Код великих ролни, главно вратило и унутрашња структура могу остати употребљиви чак и након што радна површина достигне границу хабања. У тим случајевима, замена целе компоненте може довести до непотребног утрошка материјала и трошкова.

Ласерско облагање омогућава обнову функционалне површине уз задржавање употребљивог тела ролне.

Ласерско облагање за регенерацију пинч ваљака

Током ласерског наношења, метални прах се доводи у контролисани ласерски генерисани растопљени базен на ротирајућој површини ваљка.

Прах и танак слој подлоге се топе заједно, стварајући густи премаз са металуршким везивањем за тело ваљка.

Типичан низ регенерације укључује:

Инспекција → уклањање оштећеног материјала → припрема површине → ласерско облагање → вишеслојна обрада → машинска обрада или брушење → димензионална инспекција

У зависности од степена хабања, ласерско облагање може или обновити релативно танку оштећену површину или обновити додатни материјал пре финалне обраде.

Циљ није само премазивање ролне, већ обнављање и површинских перформанси и функционалних димензија.

Материјали за облагање отпорни на хабање

Избор материјала зависи од подлоге ролне, радне температуре и доминантног механизма квара.

У зависности од примене, системи од гвожђа, никла или других легура могу се сматрати комбинацијом:

Отпорност на хабање + термичка стабилност + жилавост + отпорност на оксидацију + отпорност на пуцање

За стезне ваљке изложене поновљеним ударима и термичком циклусу, максимална тврдоћа није нужно пожељна.

Прекомерно тврд и крхак нанесени слој може пружити добру отпорност на хабање у лабораторији, али се лоше понашати под поновљеним механичким и термичким оптерећењем.

Материјал за облагање стога мора да уравнотежи тврдоћу са довољном жилавошћу и металуршком компатибилношћу са подлогом.

Контролисано разблаживање и металуршко везивање

Разблаживање је важно разматрање код облагања ваљним ласером.

Прекомерно топљење основног материјала мења хемијски састав наталоженог слоја и може смањити жељена површинска својства. Истовремено, недовољна интеракција са подлогом може угрозити везивање.

Снага ласера, величина снопа, брзина кретања, брзина довода праха и стратегија наношења стога морају бити оптимизовани заједно.

Циљ је стабилна металуршка веза са контролисаним разблаживањем подлоге и конзистентним својствима нанетог слоја.

Одговарајући процесни прозор треба развити у складу са специфичним материјалом ваљка и одабраном легуром за облагање, уместо да се на сваки ваљак примењује један фиксни скуп параметара.

Вишеслојна обнова истрошених ролни

Јако истрошени штипаљни ваљци могу захтевати више од једног нанетог слоја.

Вишеструке кружне или спиралне траке могу се наносити преко површине ваљка, са додатним слојевима који се наносе док се не створи довољан додатак за обраду.

Важне променљиве укључују:

• Дебљина слоја
• Преклапање стаза
• Обртаја
• Брзина уздужног кретања
• Брзина додавања праха
• Акумулација топлоте
• Међупролазна температура

Стратегија наношења треба да обезбеди равномерну расподелу материјала, избегавајући прекомерно накупљање топлоте у телу ваљка.

Аутоматизовано облагање великих компоненти ролни

Стезни ваљци су веома погодни за аутоматизовано ласерско наношење због своје претежно ротационе геометрије.

Током обраде, ваљак се ротира док се глава ласерског наношења материјала креће уздужно дуж радног предмета. Координирано кретање ствара континуирану спиралну путању наношења материјала преко жељене површине.

За дугачке и тешке ролне, индустријски систем облагања мора да обезбеди:

• Довољан капацитет оптерећења радног предмета
• Стабилно ротационо позиционирање
• Уздужни CNC помак
• Прецизно позиционирање ласерске главе
• Контролисана испорука праха
• Поновљива брзина обраде

Из тог разлога, крутост машине и контрола кретања су једнако важне као и снага ласера ​​при обради великих компоненти ваљаонице.

Управљање топлотом током ваљања облагања

Велике ролне могу захтевати продужену континуирану обраду, што термичко управљање чини важним делом стратегије регенерације.

У зависности од подлоге и материјала облоге, процес може захтевати контролу:

• Предгревање
• Међупролазна температура
• Секвенца таложења
• Унос топлоте ласера
• Брзина хлађења

Правилно термичко управљање помаже у смањењу заосталог напрезања и смањује ризик од пуцања или деформације.

Одговарајућа стратегија треба да се одреди анализом материјала и тестирањем процеса пре него што се започне производња у пуном обиму.

Накнадна обрада и димензионални опоравак

Ласерско наношење обично оставља додатни материјал изнад потребног коначног пречника ваљка.

Након наношења, ваљак се машински обрађује или брусити назад до задатих димензија и стања површине.

Завршна инспекција може да обухвати:

• Спољни пречник
• Цилиндричност
• Истећи
• Стање површине
• Дебљина облоге
• Тврдоћа површине
• Инспекција пукотина
• Металуршко спајање где је потребно

За примене регенерације, успешно плакирање треба проценити на основу перформанси завршеног ваљка и димензионалне тачности , а не само на основу изгледа нанетог слоја.

Регенерација у односу на замену истрошених ролни за притискање

Велики индустријски ролни садрже значајне количине прерађеног легираног челика и могу представљати значајне трошкове замене.

Када тело ваљка, вратило и друга структурна подручја остану погодна за даљи рад, регенерација може сачувати велики део оригиналне компоненте.

Ласерско наношење материјала првенствено на оштећену функционалну површину.

Ово може пружити неколико предности:

• Опоравак истрошених димензија
• Локална употреба високоперформансне легуре
• Смањено уклањање употребљивог основног материјала
• Контролисани унос топлоте
• Металуршки везани површински слој
• Потенцијално продужење века трајања компоненти
• Поновна употреба високовредних ваљаних тела

Међутим, регенерацију треба извршити тек након што се утврди да је основна компонента и даље структурно погодна за даљу употребу.

Примене у опреми за ваљање челика

Исти принцип ласерског облагања може се проширити и на друге компоненте ваљаонице које су изложене јаком хабању, а не само на пинч ваљке.

Типичне апликације укључују:

• Стезни ваљци за вруће ваљаонице
• Водичи ролни
• Ролне за сто
• Транспортни ролни
• Узда се ваља
• Транспортне ролне
• Одабране површине радних и потпорних ваљака
• Остале велике ротационе компоненте за хабање

Свака компонента захтева индивидуалну процену своје подлоге, механизма хабања, радне температуре и услова оптерећења.

GREENSTONE решења за ласерско облагање ваљака ваљаоница

GREENSTONE пружа решења за процес ласерског облагања и опрему за пинч ваљке, велика вратила и друге тешке индустријске компоненте које захтевају побољшање површине отпорне на хабање или димензионалну рестаурацију.

За компоненте са дугим ваљцима, системи могу да интегришу ротационо позиционирање за тешке услове рада, уздужно ЦНЦ кретање, прецизно додавање праха и аутоматизовано спирално ласерско наношење.

Конфигурација опреме може се прилагодити према пречнику, дужини, тежини, потребној дебљини премаза и производном капацитету.

Развој процеса може такође да укључује избор материјала, оптимизацију параметара, стратегију термичке контроле и испитивање узорака пре коначне конфигурације опреме.

За пројекат ласерског облагања ваљака у ваљаоници, обезбедите цртеж ваљка, укупну дужину, максимални пречник, тежину радног предмета, основни материјал, положај хабања, потребну дебљину реконструкције, услове рада и циљани производни капацитет . Ови параметри се затим могу користити за процену одговарајућег материјала за облагање, стратегије процеса и конфигурације опреме.