DE1515257B1

DE1515257B1 - Device for build-up welding of calibrating rollers

Info

Publication number: DE1515257B1
Application number: DE19641515257
Authority: DE
Inventors: Ondrej Hano
Original assignee: Vyskumny Ustav Zvaracsky VUZ
Current assignee: Vyskumny Ustav Zvaracsky VUZ
Priority date: 1963-04-25
Filing date: 1964-04-24
Publication date: 1971-01-14
Also published as: BE647002A; GB1057002A; AT250138B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schutzgas-, Unterpulver- oder Elektroschlacke-Auftragsschweißen von Kalibrierwalzen, insbesondere Pilgerwalzen, mit steigendem Schweißbad unter Zwangsformung der Naht, bei der die Wälze uni eine waagerechte Achse drehbar gelagert und bei der mindestens eine Beschickungseinheit mit Düsen für die Schweißdraht- und Schweißstromzufuhr zur Schweißstelle senkrecht und quer zur Schweißstelle bewegbar ist. Die Vorrichtung eignet sich vornehmlich zum Auftragsschweißen von Walzen, die mit einem halbkreisförmigen Kaliber versehen :sind, inshesondeee von Pilgerwalzen:- Die Vofichtuiig soll sich 'in 'gfe'ieher Weise -für alle Arten.- der genannten AuftragsschweWüngCn 'eignen.The invention relates to a device for protective gas, submerged powder or electro-slag build-up welding of calibration rolls, especially pilger rolls, with increasing weld pool with forced shaping of the seam, in which the rollers uni one horizontal axis rotatably mounted and with the at least one loading unit with nozzles for the welding wire and welding current supply perpendicular to the welding point and is movable transversely to the welding point. The device is particularly suitable for build-up welding of rolls that are provided with a semicircular caliber : are, inshesondeee of pilgrim rollers: - The Vofichtuiig should be 'in' gfe'ieher Way -for all types.- of the mentioned application swings'.

Pilgerwalzen wurden'bisher'durch manuelles Auftragen einer Schweißschicht oder durch Tauchschweißen (auch Unterpulverschweißen genannt) mittels eines Automaten"arn Umfang des Kaliber erneuert. In der Regel erfolgte hierbei die Schweißung in Schraubenlinien auf dem Umfang des Kalibers.Pilgrim rollers were 'previously' made by manually applying a layer of sweat or by immersion welding (also called submerged arc welding) by means of an automatic machine "arn The scope of the caliber has been renewed. As a rule, the welding was done in helical lines on the scope of the caliber.

Diese bekannten Verfahren sind jedoch mit einigen Nachteilen verbunden. Beim manuellen Auftragen ist es hauptsächlich der Umstand, daß in einer Zeiteinheit nur eine kleine Menge Metall aufgeschweißt werden kann, was zur Folge hat, daß das Erneuern einer Walze viel Zeit in Anspruch nimmt. Dies hat bei einer gewissen Schweißtemperatur eine Ermüdung, des Schweißers zur Folge. Beim manuellen Auftra= gen wird außerdem leicht Schlacke in das Schweiß-, metall eingeschweißt, was die aufgetragene Schicht entwertet.However, these known methods are associated with some disadvantages. In the case of manual application, it is mainly the fact that in a unit of time only a small amount of metal can be welded on, with the result that the Renewing a roller takes a long time. This has at a certain welding temperature fatigue of the welder. When applying manually, easily slag welded into the weld, metal, whatever the applied layer devalued.

Das Unterpulverschweißen mittels eines Automaten erfordert eine, kflifiziext-e Vorrichtung zurr _ Kopieren des Profils der Pilgerwalze. Bei diesem Verfahren kommt es auch zu einer ausgeprägten Raupenbildung an der Walzenoberfläche, die eine Nachbearbeitung, z. B. durch Schleifen, verlangt.Submerged arc welding by means of an automatic machine requires a, kflificiext-e Device for copying the profile of the pilgrim roller. With this procedure comes there is also pronounced bead formation on the roll surface, which requires reworking, z. B. by grinding required.

Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zum selbsttätigen Auftragen der Schweißschicht auf Kalibri,erwalzen, insbesondere Pilgerwalzen, unter geschmolzener,Schl.acke, in-SGhutzgasatmosphäre oder durch Täüchschvveißüng, -rvefcle" die- erwähnten Nachteile beseitigt und die mit der Renovierung einer Walze verbundenen Kosten herabsetzt.The aim of the invention is a device for automatic application the welding layer on Kalibri, roll, especially pilgrim rolls, under melted, slag, in-SGhutzgasatmosphäre or by Täüchschvveißüng, -rvefcle "the disadvantages mentioned and reduces the cost of renovating a roll.

Die Erfirdüng geht axs@von-der'eingangs besehriebenen Vorrichtung und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungseinheit durch eine Drehscheibe in einer waagerechten Ebene auf einem Kreisbogen kog@e4#trisch zu -dein -aufauschv@eißenden Kreisbogen--, teil- des Walzenquerschnittes hin- und herschwenkbär und der Schwenkradius durch Zwischenschaltung eines Quersupportes verstellbar ist.The invention goes from the device described at the beginning and is characterized in that the loading unit is through a turntable in a horizontal plane on an arc kog @ e4 # trisch zu -your -aufauschv @ eissenden Circular arc, part of the roll cross-section back and forth swivel and the swivel radius is adjustable by interposing a cross support.

IHiermit ist es möglich, die Düsen genau auf die Schweißstelle einzustellen. und dem Verlauf , der:, Kopierwalze zu folgen. . .This makes it possible to adjust the nozzles precisely to the welding point. and the course to follow the :, copy roller. . .

Ferner ist es zweckmäßig, "die Düsen zur Anpassung an die-e Kaliberföriri - versclwenkbär, an "der Beschickungseinheit zp halten: Die. Verschwenkiang kann z. B.. =durch.Sehrauben erfolgen; so - daß die Schweißdrahtenden.. Punkte -eines Kreisbogens bilden.It is also useful "the nozzles to adapt to the -e Kaliberföriri - versclwenkbär, hold at "the loading unit zp: The. Verschwenkiang can z. B .. = done through. so - that the welding wire ends .. points - one Form a circular arc.

Die Erfindung wird nachstehend -an Hand 'der Zeichnungen, die schematisch ein Ausführungsbeispiel darstellen, näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, F i g. 2 deren Vorderansicht, F i g. 3 im Grundxiß eine Einzelheit der Befestigung der Beschickungseinheit; -F i g. 4 eine Vorderansicht der Beschickungseiheit, F i g. 5 eine Draufsicht hierauf, F i g. 6 eine Pilgerwalze beim Schweißvorgang im Aufriß, F i g. 7 die Pilgerwalze der F i g. 6 im Grundriß und F i g. 8 einen Querschnitt durch die Pilgerwalze nach den F i g. 6 und 7.The invention is described below with reference to the drawings which are schematic represent an embodiment, explained in more detail. It shows F i g. 1 is a side view of the device according to the invention, FIG. 2 their front view, F i g. 3 in the basic xiss a detail of the attachment of the loading unit; -F i g. 4 is a front view the loading unit, FIG. 5 is a plan view of this, FIG. 6 a pilgrim roller during the welding process in elevation, FIG. 7 the pilgrim roller of FIG. 6 in plan and F i g. 8 shows a cross section through the pilgrim roller according to FIGS. 6 and 7.

An einem sehr starren Ständer 1 ist ein senkrechter Support 2 befestigt. an diesem sitzt ein- waagerechter Suppoxt,3."%Hieran ist eine Drehscheiße 4 veränkUt: Ati.-deren Unterseite ist ein Quersäpport 5 befestigt. Dieser trägt eine Beschickungseinheit (, welche den Schweißdraht über eine Düse 7 an die Rufschweißstelle liefert.A vertical support 2 is attached to a very rigid stand 1. on this sits a horizontal suppoxt, 3. Ati.-the underside of which a cross-section 5 is attached. This carries a loading unit (which delivers the welding wire to the call welding point via a nozzle 7.

Eine Pilgerwalze 8 wird in waagerechter Lage in einer Einspannvorrichtung 9 gehalten, wel`clie die Walze während des Aufschweißvorgangs :;,,.drehen kann.A pilger roller 8 is held in a horizontal position in a clamping device 9, wel`clie the roller during the welding process: can rotate.

An der Pilgerwalze ß sind zwei Haltescheiben 11 befestigt, welche z. B. kupferne Beilagen 10 festhalten, die gemäß, dm. .Profil der Pilgerwalze 8 derart geformt sind, däß"sie in- jedem -'Querschnitt des Kalibers den gewünschten Zwischenraum zwischen sich und der Walze für die Schweißung bilden. Die Beilagen 1.0 sind getei#.4A-:,w@rden;gemäß deMAnsteigen des Schweißmetallbades aufgelegt. Der K,älibrierteil kann mittels einer Beilage 10 aufgetragen ,Werden.On the Pilgerwalze ß two retaining washers 11 are attached, which z. B. hold copper inserts 10 , which according to, dm. . .Profil the pilgrim roller 8 are so shaped "däß they every domestic -'Querschnitt caliber the desired gap between it and the form roller for welding the inserts are 1.0 getei # .4A - :, w @ gestures; deMAnsteigen according The calibration part can be applied by means of an enclosure 10.

Die Drehscheibe 4 ermöglicht :.das Hin- u@4 Herschwenken der BeschickupgsOnheit 6 um eigee, senkrechte Achse O bei größeren Kalibern und_` l_ei Erweiterung des Kalibers Vor dem AuftragM_ der Sphweißschichtr,Werden zunächst die Haltescheiben 11 auf die Pilierwalze aufgesetzt. Dann wird die Pilgerwalze 8 in die Backen der Einspannvorrichtung 9 eingespannt. Die erste Beilage 10 wird an den Haltescheiben 11 deg#Irt befestigt, daß der Beginn der--Aüftragsschweißbllg sich im Auslaufteil befindet. .Zwischen der Beilagf.40 und dem Kaliber der P'ilgerwälfe 9 entsteht ein Ätj`@tragsschweiß-Zwischenraum, in welchen mittels ,@ r Beschickungseinheit 6 und der Stromzuführui£g'7 ein Elektrodendraht eingeführt wird. Am Boden dieser ersten kupfernen Beilage 10 wird ein Kontakt zwischen dieser Beilage undem Elektrodendraht hergestellt, Um am Anfang eine zu große Abnutzung der Beilage 10 zu verhindern, kann zwischen diese Beilage und den Elektrodendraht ein dünner Blechstreifen eingelegt .werden::, lrr de1'i-'Zwischenrag@ wird eine Schicht des Flußmittels eingeschüttet:-' Dann wird der Schweißstrom eingeschaltet und gleichzeitig auch die Beschickungseinheit 6 angelassen. So beginnt der Abschmelzprözeßbeim Auftragsschweißen unter gescolzener Schlacke. Nach Verla, einer gewissen Zeit scfii»ilzt dos eingeschüttete Flußmittel und bildet eine @chläcke; welche` das Schweißmetall vor der äußeren fltmösphäre -schützt.The turntable 4 enables: the backward swinging of the charging unit 6 about its own vertical axis O for larger calibers and an extension of the caliber. Then the pilger roller 8 is clamped in the jaws of the clamping device 9. The first supplement 10 is attached to the retaining washers 11 deg # Irt so that the beginning of the - Aüftragsschweißbllg is in the outlet part. Between the Beilagf.40 and the caliber of the P'ilgerwälfe 9, there is a weld sweat gap, into which an electrode wire is inserted by means of the charging unit 6 and the power supply unit 7. At the bottom of this first copper insert 10, contact is made between this insert and the electrode wire. In order to prevent excessive wear on the insert 10 at the beginning, a thin metal strip can be inserted between this insert and the electrode wire ::, lrr de1'i A layer of the flux is poured in between the flux: Then the welding current is switched on and the charging unit 6 is also started at the same time. The melting process begins with build-up welding under molten slag. After leaving it for a certain time, the poured flux fills and forms a crack; which protects the weld metal from the outside atmosphere.

Beim Tauchschwbißen beginnt- der Schweißprozeß damit, daß der die4trodendrzLht in den Auftragsschweiß-Zwischenraum eingeführt wird; dann wird Kontakt hergestellt, in den Zwischenraum Flußmittel geschüttet, der Schweißstrom eingeschaltet und der Draht zugeführt. Auf diese Weise wird unter der Schicht des Flußmittels ein Bogen gebildet. Die Schlacke wird nicht abgeklopft, sondern sie wird unter dem Bogen geschmolzen, und auf diese Weise wird der Zwischenraum ausgefüllt. Von Zeit zu Zeit wird eine kleine Menge des Flußmittels nachgeschüttet.With immersion welding, the welding process begins with the dying force is introduced into the build-up weld gap; then contact is established, Flux poured into the gap, the welding current switched on and the Wire fed. In this way an arch is created under the layer of flux educated. The slag is not knocked off, but it is melted under the arch, and in this way the space is filled. From time to time will added a small amount of the flux.

Beim Auftragsschweißen in einer Schutzgasatmosphäre beginnt der Prozeß in ähnlicher Weise derart, daß die Zufuhr des Schutzgases in den Aufschweißzwischenraum begonnen, der Schweißstrom eingeschaltet und die Zufuhr des Drahtes zur Schweißstelle eingeleitet wird.The process begins with build-up welding in a protective gas atmosphere in a similar manner in such a way that the supply of the protective gas into the weld-on gap started, the welding current switched on and the supply of the wire to the welding point is initiated.

Auf diese Weise entsteht ein Auftragsschweißbad, welches durch geschmolzene Schlacke oder Schutzgas geschützt wird. Beim Ansteigen des Schweißbades dreht sich die Pilgerwalze 8, und gleichzeitig muß auch eine Beilage 10 aufgelegt werden, damit das Metall aus dem Schweißzwischenraum nicht herausfließt und richtig geformt wird.This creates a build-up weld pool that is protected by molten slag or protective gas. When the weld pool rises, the pilger roller 8 rotates, and at the same time a shim 10 must also be placed so that the metal does not flow out of the weld gap and is properly formed.

Infolge der Wärmeabgabe an die Beilagen 10 und an das Material der Pilgerwalze 8 erstarrt das geschmolzene Metall, und eine feste Auftragsschweißschicht wird gebildet.As a result of the heat dissipation to the inserts 10 and to the material of the Pilger roller 8 solidifies the molten metal, and a solid build-up weld layer gets formed.

Die Beschickungseinheit 6 besorgt die Zufuhr des Elektrodendrahtes in den Auftragsschweiß-Zwischenraum. Der Quersupport 5 ermöglicht eine Verschiebung der Beschickungseinheit 6 vom Drehzentrum der Drehscheibe 4, wie in F i g. 3 durch Pfeile dargestellt ist. Dadurch kann auch der Halbmesser der Pendelbewegung der Düsen 7 vergrößert werden. Die Vergrößerung des Halbmessers kann auch durch andere Systeme, z. B. durch Hebel, erzielt werden. Außerdem ermöglicht die Kinematik der Düsen 7 eine Änderung des Radius gemäß dem Kaliber der Pilgerwalze 8 bei einer größeren Anzahl von Düsen 7.The charging unit 6 takes care of the feeding of the electrode wire into the build-up weld gap. The cross support 5 enables a shift of the loading unit 6 from the center of rotation of the turntable 4, as in FIG. 3 through Arrows is shown. This also allows the radius of the pendulum movement Nozzles 7 are enlarged. The enlargement of the radius can also be done by others Systems, e.g. B. can be achieved by lever. In addition, the kinematics of the Nozzles 7 a change in the radius according to the caliber of the pilgrim roller 8 with a larger one Number of nozzles 7.

F i g. 4 und 5 zeigen das kinematische Schema für drei Düsen 7.F i g. 4 and 5 show the kinematic scheme for three nozzles 7.

Die Drehscheibe 4, an welcher der Quersupport 5 mit der Beschickungseinheit 6 aufgehängt ist, ermöglicht die pendelnde Bewegung der Beschickungseinheit um eine senkrechte Achse O derart, daß die Elektrodendrähte entlang der gesamten Kaliberbreite abgeschmolzen werden können. Die Pendelamplitude wird durch Anschlagkontakte 14 und einen Wendemotor 13 beschränkt. Es können statt dessen auch mechanische Systeme verwendet werden.The turntable 4, on which the cross support 5 with the loading unit 6 is suspended, enables the oscillating movement of the loading unit by one vertical axis O such that the electrode wires along the entire width of the caliber can be melted off. The pendulum amplitude is determined by stop contacts 14 and a turning motor 13 limited. Instead, mechanical systems can also be used be used.

Aus dem Schnitt durch die Pilgerwalze 8 in F i g. 8 erkennt man, daß der gestrichelte Teil des Umfangs über den Winkel a beim Walzen abgenutzt worden ist und aufgeschweißt werden muß.From the section through the pilger roller 8 in FIG. 8 you can see that the dashed part of the circumference over the angle a has been worn away during rolling is and must be welded on.

Um dem aufzuschweißenden Metall die richtige Form zu geben, sind die geteilten, gekühlten Kupferbeilagen 10 vorgesehen, die in jedem Querschnitt des Kalibers der Walze 8 einen gleichmäßigen Auftragsspalt und damit auch eine gleichmäßige Auftragsschicht sicherstellen. Die Teilung der Beilagen 10 und deren Zahl entspricht dem Durchmesser der Pilgerwalze B. In order to give the metal to be welded on the correct shape, the divided, cooled copper shims 10 are provided, which ensure a uniform application gap and thus also a uniform application layer in each cross section of the caliber of the roller 8. The division of the supplements 10 and their number corresponds to the diameter of the pilgrim roller B.

Die Beilagen werden nacheinander, entsprechend dem Anwachsen der Menge des Auftragsmetalls und der Schlacke beigelegt und durch die Scheiben 11 an der Pilgerwalze festgehalten.The side dishes are added one after the other as the amount increases of the order metal and the slag enclosed and through the discs 11 at the Pilgrim roller held.

In F i g. 7 ist die Bewegung der Düsen 7 im Grundriß dargestellt. Im Auftragsspalt können die Düsen 7 eine Schwenkbewegung vollführen, und zwar in Richtung der Pfeile I. Diese Schwenkbewegung wird durch die Drehscheibe 4 ermöglicht. Die Schwenkbewegung hat also zum Ziel, alle Flächenteile des Auftragsspalts gleichmäßig dem Einfiuß des Schweißdrahtes und des Schweißstromes auszusetzen.In Fig. 7 the movement of the nozzles 7 is shown in plan. In the application gap, the nozzles 7 can perform a pivoting movement, namely in Direction of the arrows I. This pivoting movement is made possible by the turntable 4. The aim of the pivoting movement is to ensure that all surface parts of the application gap are uniform to be exposed to the influence of the welding wire and the welding current.

Der Quersupport 5 ermöglicht es, die Düsen in Richtung der Pfeile II zu verschieben, wobei sich der Schwenkradius der Düsen vergrößert oder verkleinert. Auf diese Weise kann man die Düsenanordnung dem verengten oder verbreiterten Teil des Kalibers der Walze anpassen.The cross support 5 makes it possible to move the nozzles in the direction of the arrows II to move, whereby the swivel radius of the nozzles increases or decreases. In this way you can adjust the nozzle arrangement to the narrowed or widened part adapt to the caliber of the roller.

Außerdem sind die Düsen verschwenkbar an der Beschickungseinheit gehalten. Auf diese Weise lassen sich die Düsen genau mit Bezug auf den Auftragsspalt einjustieren oder nachregulieren.In addition, the nozzles are pivotably held on the loading unit. In this way, the nozzles can be precisely adjusted with reference to the application gap or readjust.

In Betrieb arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung wie folgt: Die Drehscheibe 4 sorgt während des ganzen Schweißvorganges dafür, daß die Düsen 7 hin- und hergeschwenkt werden. Die Drehachse der Drehscheibe 4 fällt dabei mit der in den F i g. 7 und 8 dargestellten Achse O zusammen. Wenn im Verlauf der Auftragsschweißung das Kaliber sich verengt oder verbreitert, wird der Quersupport 5 verschoben. Zugleich regelt der Verstellmechanismus die Stellung der Randdüsen 7 gegenüber der Mitteldüse nach (F i g. 4), damit der Draht jeweils zur Mitte des Auftragsspaltes hinzielt.In operation, the device according to the invention works as follows: The Turntable 4 ensures during the entire welding process that the nozzles 7 back and be swung around. The axis of rotation of the turntable 4 coincides with that in the F i g. 7 and 8 represented axis O together. If in the course of the build-up welding the caliber narrows or widens, the cross support 5 is moved. Simultaneously the adjustment mechanism regulates the position of the edge nozzles 7 in relation to the center nozzle according to (F i g. 4), so that the wire is aimed in each case towards the center of the application gap.

Die Drehung der Walze kann kontinuierlich oder unterbrochen sein. Sie wird in Abhängigkeit vom Ansteigen des Metalls und der Schlacke geregelt.The rotation of the roller can be continuous or interrupted. It is regulated depending on the rise in metal and slag.

Eine Auftragsschweißung durch die beschriebene Vorrichtung setzt die Kosten für die Erneuerung einer Pilgerwalze im Vergleich mit für ähnliche Zwecke bisher bekannten Auftragsschweißverfahren wesentlich herab.A build-up welding by the device described sets the Cost of replacing a pilgrim roller versus for similar purposes hitherto known build-up welding process is significantly reduced.

Claims

Claims: 1. Device for inert gas, submerged arc or electroslag build-up welding of calibrating rollers, especially pilger rollers, with a rising weld pool below Forced forming of the seam in which the roller is rotatably mounted about a horizontal axis and in the case of at least one charging unit with nozzles for the welding wire and welding current supply to the welding point can be moved vertically and transversely to the welding point, characterized in that the charging unit (6) is driven by a turntable (4) in a horizontal plane on an arc of a circle concentric to the one to be welded on Circular arc part of the roll cross-section can be swiveled back and forth and the swivel radius is adjustable by interposing a cross support (5).

2. Device according to Claim 1, characterized in that the nozzles (7) for adaptation to the caliber shape are pivotably held on the loading unit (6).