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    凯瑞迪新闻, 新闻中心

    Burst激光毛化与光纤激光毛化技术对比

    导读:随着汽车工业、家电业及建材行业的快速发展,普通冷轧带钢已经无法满足上述领域对于冷轧薄板质量的要求,市场对高质量表面毛化冷轧板的需求越来越大。轧辊表面激光毛化技术经过30多年的发展,由凯瑞迪激光主导的Burst激光毛化技术于2014年取得了重大突破,彻底解决了无序毛化和宏观均匀的瓶颈,成功应用于以宝钢股份为代表的高端冷轧企业。经过3年的设备推广使用,Burst激光毛化设备在同类产品中市场占有率第一,已成为唯一可以媲美电火花表面毛化技术的轧辊表面毛化解决方案。

    针对现有市场现有的仿无序光纤激光毛化技术与Burst激光无序毛化技术详细对比如下:

    一、?毛化技术原理

    1.1 Burst激光毛化技术

    Burst激光毛化技术的技术核心是Burst激光器,通过利用特殊设计的Burst发生器,使激光器在脉冲调制周期内产生一连串的脉冲串组,其中每个大脉冲串组由一连串很小的脉冲组成,如图1所示。Burst激光器可获得高重复频率、高脉冲串组能量的脉冲串激光输出,特别适合应用于冷轧辊表面毛化加工。

    无序毛化技术最核心的工艺是通过脉冲串组中不同激光脉冲时间和空间分布在10μs时间内和0.2mm范围内重复加工,从而使每个激光毛化点的形貌都是杂乱不规则的,可从根本上避免了激光毛化技术毛化点“有序”的特点。Burst激光毛化设备加工的冷轧辊表面形貌如图2所示,既实现了冷轧辊表面无序毛化,又保证了冷轧辊表面毛化粗糙度的均匀性。
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    图1典型单个脉冲串波形图

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    图2 Burst激光毛化微观效果

    1.2 电源调制光纤激光毛化技术

    电源调制光纤毛化技术采用的是SPI400W或IPG400W光纤激光器为激光源,直接通过电源调制占空比输出宽脉冲激光,通过控制激光脉冲的调制频率和脉宽使激光毛化点在轧辊圆周方向的点阵排列不均匀而破坏轧辊圆周方向螺旋线的规则性。其典型激光毛化效果如图3所示,为了保证冷轧辊表面粗糙度的均匀性,使用低占空比和相对稳定的调制频率,结果导致宏观出现螺旋线。图4是在完全不考虑冷轧辊表面粗糙度均匀性的情况下,采用非常大的调制频率范围和反复随机重复毛化的工艺情况下获得的微观形貌效果,微观无序,但宏观均匀性非常差。从激光毛化工艺的角度来看,仿无序光纤激光毛化技术无法解决激光毛化点的规则性问题,单纯靠牺牲冷轧辊表面均匀性而模仿无序效果只能用于最低端的产品。除了激光毛化效果不佳外,调制式光纤毛化的形貌普遍是椭圆形,严重影响了钢板两个方向的一致性,同时存在加工效率低的缺陷,无法满足中高端板材的应用需求。

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    图3?典型光纤毛化效果

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    图4?极度不均匀光纤毛化效果

    二、?设备对比:

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    Burst激光毛化设备与光纤激光毛化设备对比说明如下:

    1、毛化工艺:?Burst激光毛化设备单个脉冲串中包含有6~8个小脉冲,这些小脉冲同时作用于一个毛化点,从而产生无序的毛化点,这样既能做到无序毛化,有保证了表面粗糙度的均匀性。光纤激光毛化技术是通过把规则有序毛化点进行分布组合、搭接、叠打等方式实现微观仿无序效果,但这种方式牺牲了宏观粗糙度的均匀性,只能满足于低端板材使用。

    2、加工效率:光纤激光毛化设备的加工效率远远低于Burst激光毛化设备。

    3、过钢量:由于400W左右的光纤激光器本身激光功率低,经电源调制后激光占空比较大,导致毛化加工峰值功率密度低,所以激光毛化时刚处于轧辊表面熔化临界点,无法实现激光淬火,而是通过“硬烧”的办法反复对轧辊表面进行加热,从而破坏轧辊表面的结构,降低轧辊表面碳原子的含量,从而使轧辊表面的硬度很软。

    4、设备稳定性:Burst激光毛化设备是针对毛化工艺本身需求脉冲的方式进行设计,外腔体全部封装,设计整密,大大降低对使用环境的要求。光纤激光毛化设备对环境温度要求高,主要是因为光纤激光器没有放置在专用空调房,只要有温度骤变,激光器都会出现功率衰减,从而导致整体设备稳定性下降。

    5、设备维护Burst激光器的维护成本非常低,平均每年在3万元人民币以内,维护简单,故障可在客户端现场进行维修;而光纤激光器的维护成本较高,每年平均12万元人民币以上(光纤激光器故障大修需要返厂,周期45天以上,严重影响正常生产)。

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