AT520352A1 - Method for producing an endless belt with a band body comprising at least one sheet of duplex steel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Endlosbandes (1, 1a) mit einem zumindest ein Blech (2) aus Duplexstahl aufweisenden Bandkörper (5), wobei der Bandkörper (5) durch Verschweißen zumindest zweier Kanten (7a, 7b) des zumindest einen Blechs (2) miteinander zu einem geschlossenen Ring geformt wird, wobei das Verschweißen der zumindest zwei Kanten (7a, 7b) des zumindest einen Blechs mit einem Plasmaschweißverfahren erfolgt, wobei zumindest ein Plasmastrahl (19a, 19b) erzeugt wird, mit welchem der Duplexstahl im Bereich einer herzustellenden Schweißnaht aufgeschmolzen wird.The invention relates to a method for producing an endless belt (1, 1a) with a belt body (5) comprising at least one sheet (2) of duplex steel, wherein the belt body (5) is welded by welding at least two edges (7a, 7b) of the at least one sheet (2) is formed together into a closed ring, wherein the welding of the at least two edges (7a, 7b) of the at least one sheet with a plasma welding process, wherein at least one plasma jet (19a, 19b) is generated, with which the duplex steel in the range a weld to be produced is melted.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Endlosbandes mit einem zumindest ein Blech aus Duplexstahl aufweisenden Bandkörper, wobei der Bandkörper durch Verschweißen zumindest zweier Kanten des zumindest einen Blechs miteinander zu einem geschlossenen Ring geformt wird.The invention relates to a method for producing an endless belt with a band body comprising at least one sheet of duplex steel, wherein the band body is formed by welding at least two edges of the at least one sheet together to form a closed ring.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Endlosband mit einem zumindest ein Blech aus Duplexstahl aufweisenden Bandkörper, wobei der Bandkörper zumindest eine Schweißnaht aufweist, durch welche der Bandkörper zu einem geschlossenen Ring verbunden istMoreover, the invention relates to an endless belt with a band body comprising at least one sheet of duplex steel, wherein the belt body has at least one weld seam, by which the belt body is connected to a closed ring
Unter Duplexstahl wird in dem vorliegenden Zusammenhang ein Stahl mit einer zweiphasigen Gefügestruktur verstanden, die sich aus einer Ferrit Matrix mit Austenit Inseln zusammensetzt.By duplex steel is meant in the present context a steel having a two-phase microstructure composed of a ferrite matrix with austenite islands.
Bei der Herstellung von Endlosbändern aus Duplexstahl kann es zu dem Problem kommen, dass es bei einem Verschweißen von Längs- oder Stirnkanten zur Herstellung des Endlosbandes zu einem Verzug des Endlosbandes kommen kann.In the production of endless strips of duplex steel, there may be the problem that it may come with a welding of longitudinal or end edges for the production of the endless belt to a delay of the endless belt.
Ein weiteres Problem herkömmlicher Herstellungsverfahren besteht darin, dass es bei herkömmlichen Verfahren zu wesentlichen Veränderungen der Gefügestruktur im Bereich der Schweißnaht gegenüber der Gefügestruktur des übrigen Bandkörpers kommen kann, wodurch es zu einer erhöhten Korrosionsanfälligkeit im Bereich der Schweißnaht und in weiterer Folge zu einer mechanischen Schwächung des Endlosbandes kommen kann.Another problem of conventional production methods is that in conventional methods, substantial changes in the microstructure in the region of the weld can occur with respect to the microstructure of the rest of the strip body, which leads to an increased susceptibility to corrosion in the region of the weld and, subsequently, to a mechanical weakening of the weld Endless tape can come.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die Schaffung eines Endlosbandes aus Duplexstahl zu ermöglichen, welches sich durch einen geringen Verzug und guteIt is therefore an object of the invention to enable the creation of an endless belt of duplex steel, which is characterized by a low distortion and good
Korrosionseigenschaften im Bereich der Schweißnaht sowie eine hohe Schweißnahtfestigkeit auszeichnet.Corrosion properties in the weld area and a high weld strength distinguishes.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verschweißen der zumindest zwei Kanten des zumindest einen Blechs mit einem Plasmaschweißverfahren erfolgt, wobei zumindest ein Plasmastrahl erzeugt wird, mit welchem der Duplexstahl im Bereich einer herzustellenden Schweißnaht aufgeschmolzen wird.This object is achieved by a method of the type mentioned in the present invention, that the welding of the at least two edges of the at least one sheet with a plasma welding process, wherein at least one plasma jet is generated, with which the duplex steel is melted in the region of a weld to be produced.
Durch die hohe Energiedichte und die hohe Konvergenz des Plasmastrahles ergibt sich im Bereich der Schweißstelle eine sehr hohe Energiekonzentration, wodurch sich gegenüber herkömmlichen Herstellungsverfahren von Endlosbändern aus Duplexstahl hohe Schweißgeschwindigkeiten und ein wesentlich verringerter Verzug erzielen lassen. Zudem hat sich herausgestellt, dass das erfindungsgemäße Verfahren nur geringe Änderungen der Gefügestruktur er Schweißnaht im Vergleich zum Grundmaterial und keine Verunreinigung des Grundmaterials zur Folge hat.Due to the high energy density and the high convergence of the plasma jet, a very high energy concentration results in the area of the weld, whereby high welding speeds and a significantly reduced distortion can be achieved compared with conventional production methods of endless strips of duplex steel. In addition, it has been found that the method according to the invention has only slight changes in the microstructure of the welded seam in comparison to the base material and no contamination of the base material.
Um den Bandkörper zu einem geschlossenen Ring zu schließen, können die zumindest zwei Kanten Stirnkanten zweier stirnseitiger freier Enden des zumindest einen Blechs sein und in einem dem Verschweißen vorangehenden Schritt ii) in eine zumindest abschnittsweise aneinander anliegende Position gebracht werden.In order to close the band body to form a closed ring, the at least two edges can be front edges of two free ends of the at least one sheet and placed in a step ii) preceding the welding in an at least partially abutting position.
Gemäß einer Ausführungsform, welche die Herstellung von Endlosbändern beliebiger Breite aus Duplexstahl ermöglicht, kann der Bandkörper aus zumindest zwei Blechen aus Duplexstahl gebildet sein, wobei in einem Schritt ii) vorausgehendem Schritt i) Längskanten der zumindest zwei Bleche in eine zumindest abschnittsweise aneinander anliegende Position gebracht und miteinander verschweißt werden.According to an embodiment, which allows the production of endless strips of any width of duplex steel, the band body may be formed of at least two sheets of duplex steel, wherein in a step ii) previous step i) longitudinal edges of the at least two sheets placed in an at least partially abutting position and welded together.
Eine weitere Variante zur Herstellung von Endlosbändern beliebiger Breite aus Duplexstahl, die sich zudem durch eine hohe mechanische Belastbarkeit in Bandlängsrichtung auszeichnet, besteht darin, dass der Bandkörper aus zumindest ei nem Teilband aus Duplexstahl aufgebaut wird, das schmäler ist als das Endlosband, wobei das zumindest eine Teilband mittels einer schraubenförmig umlaufenden Schweißnaht zu dem Endlosband verbunden wird.Another variant for the production of endless belts of any width of duplex steel, which is also characterized by a high mechanical strength in the tape longitudinal direction, is that the tape body is constructed of at least egg nem subband made of duplex steel, which is narrower than the endless belt, said at least a sub-band is connected by means of a helical circumferential weld to the endless belt.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass einem Stoßbereich der zumindest zwei Kanten gegenüberliegend zumindest ein Plasmabrenner angeordnet ist, wobei der Plasmastrahl mittels des zumindest einen Plasmabrenners erzeugt und auf den Stoßbereich der zumindest zwei Kanten gerichtet wird.According to an advantageous variant of the invention, it can be provided that at least one plasma torch is arranged opposite an impact region of the at least two edges, wherein the plasma jet is generated by means of the at least one plasma torch and directed to the joint region of the at least two edges.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung, welche sowohl an einer Innenseite als auch an einer Außenseite des Endlosbandes eine besonders symmetrische Schweißnaht erzeugt, können zumindest zwei Plasmabrenner verwendet werden, wobei die zumindest zwei Plasmabrenner an einander gegenüberliegenden Seiten des Stoßbereiches angeordnet sind und jeweils zumindest einen Plasmastrahl erzeugen, wobei die von den zumindest zwei Plasmabrennern erzeugten Plasmastrahlen den Duplexstahl voneinander gegenüberliegenden Oberflächen des Bandkörpers her aufeinander zulaufend aufschmelzen.In a further development of the invention, which generates a particularly symmetrical weld both on an inner side and on an outer side of the endless belt, at least two plasma torches can be used, the at least two plasma torches being arranged on opposite sides of the joint region and generating at least one plasma jet in each case in which the plasma jets generated by the at least two plasma torches melt the duplex steel from one another, facing one another, from mutually opposite surfaces of the belt body.
Als besonders vorteilhaft hinsichtlich der Reduktion eines Verzuges hat es sich herausgestellt, wenn der Plasmastrahl an einer Oberfläche des zumindest einen Blechs eine Temperatur zwischen 10.000 C° - 12.000 °C erzeugt.It has proven to be particularly advantageous with regard to the reduction of a distortion when the plasma jet at a surface of the at least one metal sheet produces a temperature between 10,000 ° C. and 12,000 ° C.
Vorteilhaft hinsichtlich der Erzielung einer nur geringfügigen Veränderung der Gefügestruktur im Bereich der Schweißnaht ist es, wenn der Plasmastrahl mit einer Geschwindigkeit von 50 mm/min - 2.000 mm/min gegenüber der Oberfläche des zumindest einen Blechs bewegt wird oder vice versa.It is advantageous in terms of achieving only a slight change in the microstructure in the region of the weld, when the plasma jet at a speed of 50 mm / min - 2,000 mm / min is moved relative to the surface of the at least one sheet or vice versa.
Zur Erzielung einer optimalen Energiekonzentration auf der Oberfläche des Bandkörpers während des Schweißens kann zur Begrenzung eines Durchmessers des Plasmastrahles eine Plasmadüse mit einem Durchmesser zwischen 0,4 mm - 5 mm verwendet werden. Hierbei hat sich herausgestellt, dass es besonders vorteil haft zur Erzielung des gewünschten Ergebnisses ist, wenn die Plasmadüse in einem Abstand von 0,5 mm - 50 mm zu der Oberfläche des Bandkörpers angeordnet wird.To achieve an optimum energy concentration on the surface of the belt body during welding, a plasma nozzle with a diameter between 0.4 mm - 5 mm can be used to limit a diameter of the plasma jet. It has been found that it is particularly advantageous to achieve the desired result when the plasma nozzle is placed at a distance of 0.5 mm - 50 mm to the surface of the belt body.
Zur Erzeugung des Plasmastrahles kann gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung ein Schweißstrom mit einer eine Stromstärke zwischen 0,5 A - 400 A verwendet werden. Zur Erzeugung des Plasmastrahls kann ein Plasmagas verwendet werden, wobei zwischen 0,1 l/min - 6 l/min des Plasmagases durch den Plasmabrenner strömen.To generate the plasma jet, according to a preferred variant of the invention, a welding current having a current intensity between 0.5 A and 400 A can be used. To generate the plasma jet, a plasma gas may be used, with between 0.1 l / min - 6 l / min of plasma gas flowing through the plasma torch.
Gemäß einer vorteilhaften Variante, welche sich durch eine Schweißnaht mit einer hohen mechanischen Belastbarkeit auszeichnet, kann es vorgehsehen sein, dass die zumindest zwei Kanten abschnittsweise mit einer ersten Schweißnaht miteinander verbunden werden, wobei nach Erreichen einer vorgegebenen Länge der ersten Schweißnaht oder nach Erreichen einer vorgegebenen Zeit der Schweißvorgang unterbrochen wird und der Schweißvorgang an einem Punkt wieder gestartet wird, der auf der ersten Schweißnaht liegt, und eine zweite Schweißnaht erzeugt wird, die über einen Endpunkt der ersten Schweißnaht hinausreicht, wobei sich die erste und die zweite Schweißnaht teilweise überlappen.According to an advantageous variant, which is characterized by a weld with a high mechanical strength, it can be vorgehsehen that the at least two edges are connected in sections with a first weld, wherein after reaching a predetermined length of the first weld or after reaching a predetermined Time of the welding operation is interrupted and the welding operation is restarted at a point that lies on the first weld, and a second weld is generated, which extends beyond an end point of the first weld, wherein the first and the second weld partially overlap.
Darüber hinaus ist es auch möglich, dass die zumindest zwei Kanten kontinuierlich ohne Unterbrechung des Schweißprozesses miteinander verschweißt werden. Diese Variante der Erfindung zeichnet sich vor allem durch einen sehr geringen Verzug aus.In addition, it is also possible that the at least two edges are continuously welded together without interrupting the welding process. This variant of the invention is characterized mainly by a very low delay.
Die oben genannte Aufgabe kann auch mit einem Endlosband der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, dass der Bandkörper zwischen 20 % - 35 % Cr, insbesondere 25 % - 32 % Cr, und 1 % - 8 % Ni, insbesondere 7 % - 7,5 % Ni, aufweist, wobei die zumindest eine Schweißnaht dieselbe chemische Zusammensetzung, wie der restliche Bandkörper aufweist und ein Verhältnis von Ferrit zu Austenit von zwischen 0,4 und 2,3 aufweist.The above object can also be achieved with an endless belt of the type mentioned in the present invention that the band body between 20% - 35% Cr, in particular 25% - 32% Cr, and 1% - 8% Ni, in particular 7% -. 7 , 5% Ni, wherein the at least one weld has the same chemical composition as the rest of the tape body and has a ferrite to austenite ratio of between 0.4 and 2.3.
Das erfindungsgemäße Endlosband zeichnet sich neben einer hohen Korrosionsbeständigkeit und sehr geringen Eigenspannungen durch eine hohe mechanische Belastbarkeit aus.The endless belt according to the invention is distinguished not only by a high corrosion resistance and very low residual stresses, but also by a high mechanical strength.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:In each case, in a highly simplified, schematic representation:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Endlosbandes;Fig. 1 is a perspective view of an endless belt according to the invention;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie ll-ll in Fig. 1;Fig. 2 is a section along the line II-II in Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen offenen Bandkörper eines erfindungsgemä ßen Endlosbandes;Fig. 3 is a plan view of an open band body of an inventive Shen endless belt;
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Oberflächenabschnitt einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Endlosbandes;4 shows a plan view of a surface section of a further variant of an endless belt according to the invention;
Fig. 5 eine Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Endlosbandes undFig. 5 shows an apparatus for producing an endless belt according to the invention and
Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Oberflächenabschnitt eines Bandkörpers während der Herstellung des erfindungsgemäßen Endlosbandes.Fig. 6 is a plan view of a surface portion of a belt body during the manufacture of the endless belt according to the invention.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and these position information in a change in position mutatis mutandis to transfer to the new location.
Gemäß Figur 1 und 2 weist eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Endlosbandes 1 einen aus einem Blech 2 aus Duplexstahl hergestellten Bandkörper 5 auf. Das Blech 2 ist an stirnseitigen freien Enden mittels einer Querschweißnaht 6 zu einem geschlossenen Ring verbunden, sodass eine Bandaußenseite 3 und eine Bandinnenseite 4 ausgebildet sind. Das Blech 2 kann beispielsweise zwischen 1 m und 200 m lang und zwischen 0,5 m und 2 m breit sein sowie eine Dicke zwischen 0,3 mm bis 2,5 mm aufweisen.According to FIGS. 1 and 2, a first variant of an endless belt 1 according to the invention has a belt body 5 produced from a sheet 2 of duplex steel. The sheet 2 is connected at frontal free ends by means of a transverse weld 6 to form a closed ring, so that a band outside 3 and a band inside 4 are formed. The sheet 2 may for example be between 1 m and 200 m long and between 0.5 m and 2 m wide and have a thickness between 0.3 mm to 2.5 mm.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Bandkörper 5 des Endlosbandes 1 aber auch durch mehrere einzelne Blechstücke 2 beliebiger Breite gebildet sein kann, die mittels quer oder schräg zu einer Längserstreckung des Endlosbandes 1 verlaufenden Querschweißnähten 6 zu einem Endlosband 1 beliebiger Breite miteinander verbunden sind. Ein derartiges Endlosband 1 kann beispielsweise eine Breite von bis zu 10 m oder darüber aufweisen.At this point, it should be noted that the band body 5 of the endless belt 1 can also be formed by a plurality of individual pieces of sheet metal 2 of any width, which are connected to each other by transverse or oblique to a longitudinal extension of the endless belt 1 transverse welds 6 to an endless belt 1 of any width. Such an endless belt 1 may for example have a width of up to 10 m or more.
Der Duplexstahl weist ein zweiphasiges Gefüge bevorzugt mit einem Verhältnis von Ferrit zu Austenit zwischen 0,4 bis 2,3 insbesondere von 1 auf. Der Bandkörper 5 weist zwischen 20 % - 35 % Cr, insbesondere 25 % - 32 % Cr, und 1 % - 8 % Ni, insbesondere 7 % - 7,5 % Ni, auf.The duplex steel has a two-phase structure preferably with a ratio of ferrite to austenite between 0.4 and 2.3, in particular of 1. The band body 5 has between 20% - 35% Cr, in particular 25% - 32% Cr, and 1% - 8% Ni, in particular 7% - 7.5% Ni on.
Die Schweißnaht 6 weist dieselbe chemische Zusammensetzung, wie der restliche Bandkörper auf und hat ein Verhältnis von Ferrit zu Austenit von zwischen 0,4 und 2,3. Das soeben für die Schweißnaht 6 Gesagte gilt auch für die in den weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnten Schweißnähte 10, 11 und 16.The weld 6 has the same chemical composition as the rest of the belt body and has a ratio of ferrite to austenite of between 0.4 and 2.3. What has just been said for the weld 6 also applies to the welds 10, 11 and 16 mentioned in the exemplary embodiments described below.
Im Folgenden sind einige Beispiele für mögliche Duplexstähle angeführt, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. So kann es sich bei dem verwendeten Duplexstahl beispielsweise um einen Superduplexstahl handeln, beispielsweise um X2 CrNiMoN 25-7-4 mit der EN Nummer 1.4410, handeln. Gemäß dieser Ausführungsform weist das Material des Bandkörpers folgende Zusammensetzung auf: C < 0,030 %, Si < 0,8 %, Mn < 1,2 %, P < 0,025 %, S < 0,015, Cr = 25 %, Ni = 7 %, Mo = 4 %, N = 0,3 %.The following are some examples of possible duplex steels, but to which the invention is not limited. Thus, for example, the duplex steel used may be a super duplex steel, for example X 2 CrNiMoN 25-7-4 with the EN number 1.4410. According to this embodiment, the material of the belt body has the following composition: C <0.030%, Si <0.8%, Mn <1.2%, P <0.025%, S <0.015, Cr = 25%, Ni = 7%, Mo = 4%, N = 0.3%.
Alternativ kann es sich bei dem Duplexstahl beispielsweise auch um einen Stahl mit der EN Nummer 1.4658 handeln. Dieser Stahl weist die folgende Zusammensetzung auf: C < 0,030 %, Si = 0,3 %, Mn = 1,0 %, P < 0,035 %, S < 0,010, Cr = 27 %, Ni = 6,5 %, Mo = 4,8 % oder C 0,03 %, Si 0,5 %, Mn £ 1,5 %, P < 0,035 %, S < 0,01 %, Cr = 27 %, Ni = 6,5 %, Mo = 4,8 %, N = 0,4 %, Co = 1,0 %.Alternatively, the duplex steel may, for example, also be a steel with the EN number 1.4658. This steel has the following composition: C <0.030%, Si = 0.3%, Mn = 1.0%, P <0.035%, S <0.010, Cr = 27%, Ni = 6.5%, Mo = 4.8% or C 0.03%, Si 0.5%, Mn £ 1.5%, P <0.035%, S <0.01%, Cr = 27%, Ni = 6.5%, Mo = 4.8%, N = 0.4%, Co = 1.0%.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Duplexstahl des Bandkörpers beispielsweise auch ein Duplexstahl der folgenden Zusammensetzung sein: C < 0,030 %, Si < 0,8 %, Mn < 1,5 %, P < 0,035 %, S < 0,010, Cr = 32 %, Ni = 7 %, Mo = 3,5 %, N = 0,5%.For example, according to another embodiment, the duplex steel of the belt body may also be a duplex steel of the following composition: C <0.030%, Si <0.8%, Mn <1.5%, P <0.035%, S <0.010, Cr = 32% , Ni = 7%, Mo = 3.5%, N = 0.5%.
Die obigen Ausführungen zu den Duplexstählen gelten gleichermaßen für alle Ausführungsbeispiele.The above statements on the duplex steels apply equally to all exemplary embodiments.
Gemäß der in Fig. 3 dargestellten Variante kann der Bandkörper 5 auch mehrere Bleche 2, 8, 9 aus Duplexstahl aufweisen, die über in Längsrichtung des Bandkörpers 5 verlaufende Längsschweißnähte 10, 11 miteinander verbunden sein können. Nach Herstellung des Bandkörpers 5 aus den Blechen 2, 8, 9 kann durch Verschweißen der stirnseitigen freien Kanten 7a, 7b der Bandkörper 5 zu dem Endlosband 1 geschlossen werden.According to the variant shown in Fig. 3, the band body 5 may also comprise a plurality of sheets 2, 8, 9 of duplex steel, which may be connected to each other in the longitudinal direction of the belt body 5 extending longitudinal welds 10, 11. After production of the band body 5 from the sheets 2, 8, 9, the band body 5 can be closed to the endless belt 1 by welding the frontal free edges 7a, 7b.
Wie aus Fig. 4 erkennbar ist, kann das Endlosband 1a aber auch aus einem Teilband 13 aus Duplexstahl aufgebaut sein. Das Teilband 13, welches schmäler ist als das Endlosband 1a, ist mittels einer schraubenförmig umlaufenden Schweißnaht 16 zu dem Endlosband 1a verbunden. An den Außenkanten 14, 15 des Endlosbandes 1a anschließende Bereiche des Teilbandes 13 sind abgeschnitten, sodass einander gegenüberliegende Außenkanten 14, 15 des Endlosbandes 1a parallel zueinander verlaufen.As can be seen from Fig. 4, the endless belt 1a but can also be constructed from a sub-band 13 of duplex steel. The sub-band 13, which is narrower than the endless belt 1a, is connected by means of a helical circumferential weld 16 to the endless belt 1a. At the outer edges 14, 15 of the endless belt 1a subsequent regions of the sub-strip 13 are cut off, so that opposite outer edges 14, 15 of the endless belt 1a parallel to each other.
Das Teilband 13 kann beispielsweise eine Dicke von 0,3 mm bis 3,5 mm, insbesondere von 0,8 mm bis 1,2 mm, sowie zumindest eine Breite zwischen 300 mm und 1.000 mm aufweisen. Das hergestellte Endlosband 1a selbst kann beispielsweise eine Breite zwischen 700 mm und 5.000 mm aufweisen. Die Umfangslänge des Endlosbandes 1a kann ebenfalls variieren und beispielsweise zwischen 3 m und 50 m betragen.The sub-band 13 may, for example, have a thickness of 0.3 mm to 3.5 mm, in particular of 0.8 mm to 1.2 mm, and at least a width of between 300 mm and 1000 mm. The produced endless belt 1a itself can have, for example, a width between 700 mm and 5,000 mm. The circumferential length of the endless belt 1a can also vary and be for example between 3 m and 50 m.
Zur Erzielung der gewünschten Länge und Breite des Endlosbandes 1a wird das Teilband 13 entsprechend schraubenförmig nebeneinandergelegt, sodass aneinander anliegende Abschnitte der Längskante entlang einer Schraubenlinie verlaufen. Hierauf werden die aneinander anliegenden Abschnitte entlang der Längskante miteinander verschweißt.In order to achieve the desired length and width of the endless belt 1a, the sub-band 13 is correspondingly helically juxtaposed so that abutting portions of the longitudinal edge along a helical line. Then the abutting sections are welded together along the longitudinal edge.
Die Schweißnaht 16 ist in Längsrichtung des Endlosbandes 1a geneigt und schließt mit einer Längsmittelebene 12 des Endlosbandes 1a einen Winkel α ein. Der Winkel α kann beispielsweise in einem Bereich von 1° bis 25° liegen, insbesondere von 6° bis 9°.The weld 16 is inclined in the longitudinal direction of the endless belt 1a and encloses with a longitudinal center plane 12 of the endless belt 1a an angle α. The angle α can be, for example, in a range of 1 ° to 25 °, in particular of 6 ° to 9 °.
Wie aus Fig. 5 zu entnehmen ist, erfolgt das Verschweißen der zwei Kanten 7a, 7b des Blechs 2 bzw. das Herstellen der Schweißnähte 6,10,11 und 16 mit einem Plasmaschweißverfahren. Hierbei wird ein Plasmastrahl 19a, 19b erzeugt, mit welchem der Duplexstahl im Bereich einer herzustellenden Schweißnaht 6, 10, 11, 16 aufgeschmolzen wird.As can be seen from FIG. 5, the welding of the two edges 7a, 7b of the sheet 2 or the production of the welds 6, 10, 11 and 16 takes place by means of a plasma welding process. Here, a plasma jet 19a, 19b is produced, with which the duplex steel is melted in the region of a weld seam 6, 10, 11, 16 to be produced.
Hierbei ist einem Stoßbereich der miteinander zu verbindenden Kanten 7a, 7b gegenüberliegend mindestens ein Plasmabrenner 17, 18 zur Erzeugung des Plasmastrahls 19a, 19b angeordnet. Der Plasmastrahl 19a, 19b wird auf den Stoßbereich der zumindest zwei Kanten 7a, 7b gerichtet.In this case, at least one plasma torch 17, 18 for generating the plasma jet 19a, 19b is arranged opposite to an abutting region of the edges 7a, 7b to be connected to one another. The plasma jet 19a, 19b is directed towards the abutting region of the at least two edges 7a, 7b.
Wie aus Fig. 5 weiter ersichtlich ist, können anstelle nur eines einzigen Plasmabrenners 17 oder 18 auch zwei Plasmabrenner 17, 18 verwendet werden, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Stoßbereiches der Kanten 7a, 7b angeordnet sind. Die beiden Plasmabrenner 17, 18 erzeugen jeweils einen Plasmastrahl 19a, 19b. Die von den zwei Plasmabrennern 17, 18 erzeugten Plasmastrahlen 19a, 19b schmelzen den Duplexstahl von einander gegenüberliegenden Oberflächen des Bandkörpers 5 her aufeinander zulaufend auf. Bei der Verwendung von zwei einander gegenüberliegenden Plasmabrennern 17, 18 werden bevorzugt Plasmastrahlen 19a, 19b mit identen Parametern bzw. Eigenschaften erzeugt.As further shown in Fig. 5, instead of just a single plasma torch 17 or 18, two plasma torches 17, 18 may be used which are disposed on opposite sides of the butt portion of the edges 7a, 7b. The two plasma torches 17, 18 each generate a plasma jet 19a, 19b. The plasma jets 19a, 19b generated by the two plasma torches 17, 18 melt the duplex steel from converging surfaces of the belt body 5 toward each other. When using two opposing plasma torches 17, 18 plasma beams 19a, 19b are preferably produced with identical parameters or properties.
Die folgenden Ausführungen gelten sowohl für Ausführungsformen mit zwei Plasmabrennern 17,18 als auch für solche mit nur einem einzigen Plasmabrenner 17 oder 18.The following explanations apply both to embodiments with two plasma torches 17, 18 and to those with only a single plasma torch 17 or 18.
Der Plasmastrahl 19a, 19b erzeugt an einer Oberfläche der Schweißstelle bzw. des Bandkörpers 5 eine Temperatur zwischen 10.000 C°- 12.000 °C.The plasma jet 19a, 19b generates at a surface of the weld or the belt body 5, a temperature between 10,000 C ° - 12,000 ° C.
Der Plasmastrahl 19a, 19b kann mit einer Geschwindigkeit von 50 mm/min -2.000 mm/min gegenüber der Oberfläche des zumindest einen Blechs 2 bzw. des Bandkörpers 5 bewegt werden oder vice versa. Bei Verwendung von zwei Plasmabrennern 17, 18 sind die Bewegungen der beiden Plasmastrahlen 19a, 19b bevorzug synchronisiert, wobei sich die beiden Plasmastrahlen 19a, 19b so bewegen, dass sie stets einander denselben Abschnitt des Stoßbereichs der Kanten 7a, 7b von unterschiedlichen Seiten her aufschmelzen.The plasma jet 19a, 19b can be moved at a speed of 50 mm / min -2,000 mm / min with respect to the surface of the at least one sheet 2 or the belt body 5 or vice versa. When two plasma torches 17, 18 are used, the movements of the two plasma jets 19a, 19b are synchronized with the two plasma jets 19a, 19b moving in such a way that they always melt the same section of the joint area of the edges 7a, 7b from different sides.
Zur Begrenzung eines Durchmessers der Plasmastrahlen 19a, 19b können Plasmadüsen 20, 21 mit einem Durchmessereiner Plasmaaustrittsöffnung 20a, 21a zwischen 0,4 mm - 5 mm verwendet werden.To limit a diameter of the plasma jets 19a, 19b, plasma nozzles 20, 21 having a diameter of a plasma exit opening 20a, 21a between 0.4 mm - 5 mm can be used.
Die Plasmadüse 20, 21 kann in einem Abstand von 0,5 mm - 50 mm zu der Oberfläche des Bandkörpers 5 angeordnet werden.The plasma nozzle 20, 21 can be arranged at a distance of 0.5 mm - 50 mm to the surface of the belt body 5.
Zur Erzeugung des Plasmastrahles 19a, 19b kann ein Schweißstrom mit einer Stromstärke zwischen 0,5 A - 400 A verwendet werden. Zudem kann zur Erzeugung des Plasmastrahls 19a, 19b ein Plasmagas verwendet wird, wobei zwischen 0,1 l/min - 6 l/min des Plasmagases durch den jeweiligen Plasmabrenner 17, 18 strömen.To generate the plasma jet 19a, 19b, a welding current with a current intensity between 0.5 A - 400 A can be used. In addition, to generate the plasma jet 19a, 19b, a plasma gas is used, wherein between 0.1 l / min - 6 l / min of the plasma gas flow through the respective plasma torch 17, 18.
Die Stromstärke des Schweißstroms ist hierbei proportional einer Durchflussmenge des Plasmagases. So kann beispielsweise zur Erzielung einer Schweißnaht 6, 10, 11, 16 mit einer Breite von 0,5 mm - 5 mm und einer Blechdicke von 1 mm eine Schweißstromstärke zwischen 0,5 A - 50 A und eine Durchflussmenge des Plasmagases von 0,1 l/min - 2 l/min aufweisen. Zur Erzielung einer Schweißnaht 6, 10, 11, 16 mit einer Breite von 0,5 mm - 5 mm und einer Blechdicke von 2 mm kann die Schweißstromstärke hingegen zwischen 5 A und 200 A aufweisen, wobei die Durchflussmenge des Plasmagases zwischen 0,2 l/min und 4 l/min betragen kann. Für Blechdicken über 2 mm können zur Erzielung einer Schweißnaht 6, 10, 11, 16 mit einer Breite von 0,5 mm - 5 mm die Schweißstromstärke und die Durchflussmenge des Plasmagases zwischen 10 A und 400 A bzw. zwischen 0,3 l/min und 6 l/min betragen. Als Plasmagas könnte beispielswiese reines Argon verwendet werden. Alternativ könnte das Plasmagas aber auch die gleiche chemische Zusammensetzung wie ein verwendetes Schutzgas aufweisen. Als Schutzgas könnte beispielsweise ein Gas mit 98% Argon und 2% Stickstoff verwendet werden.The current intensity of the welding current is proportional to a flow rate of the plasma gas. Thus, for example, to obtain a weld 6, 10, 11, 16 with a width of 0.5 mm - 5 mm and a sheet thickness of 1 mm, a welding current between 0.5 A - 50 A and a flow rate of the plasma gas of 0.1 l / min - 2 l / min. In order to achieve a weld 6, 10, 11, 16 with a width of 0.5 mm - 5 mm and a sheet thickness of 2 mm, the welding current, however, between 5 A and 200 A, wherein the flow rate of the plasma gas between 0.2 l / min and 4 l / min. For sheet thicknesses above 2 mm, to achieve a weld 6, 10, 11, 16 with a width of 0.5 mm - 5 mm, the welding current and the flow rate of the plasma gas between 10 A and 400 A and 0.3 l / min and 6 l / min. For example, pure argon could be used as the plasma gas. Alternatively, however, the plasma gas could also have the same chemical composition as a protective gas used. As a protective gas, for example, a gas with 98% argon and 2% nitrogen could be used.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist kann das Schweißen gemäß einer Variante der Erfindung diskontinuierlich erfolgen. Hierbei werden die Kanten 7a, 7b zuerst mit einer ersten Schweißnaht miteinander verbunden. Nach Erreichen einer vorgegebenen Länge der ersten Schweißnaht oder nach Erreichen einer vorgegebenen Zeit wird der Schweißvorgang an einem Punkt P1 unterbrochen. Hierauf wird der Schweißvorgang an einem Punkt P2 wieder gestartet, der auf der ersten Schweißnaht liegt, und eine zweite Schweißnaht erzeugt wird, die über den Endpunkt P1 der ersten Schweißnaht hinausreicht. Als Resultat überlappen sich die erste und die zweite Schweißnaht teilweise. Die Richtung, in welche das Verschweißen erfolgt bzw. in welche die Schweißnaht 6 erzeugt wird, ist in Fig. 6 mit einem Pfeil angedeutet. In diese Richtung werden entweder die Plasmabrenner 17, 18 oder der Bandkörper 5 relativ zu den Plasmabrennern 17, 18 bewegt.As can be seen from FIG. 6, welding can be carried out discontinuously according to a variant of the invention. Here, the edges 7a, 7b are first connected to each other with a first weld. After reaching a predetermined length of the first weld or after reaching a predetermined time, the welding process is interrupted at a point P1. Thereafter, the welding operation is restarted at a point P2 that lies on the first weld, and a second weld is created that extends beyond the end point P1 of the first weld. As a result, the first and second welds partially overlap. The direction in which the welding takes place or in which the weld 6 is generated, is indicated in Fig. 6 with an arrow. In this direction, either the plasma torches 17, 18 or the belt body 5 are moved relative to the plasma torches 17, 18.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of order, it should finally be pointed out that for a better understanding of the construction, elements have been shown partially unevenly and / or enlarged and / or reduced in size.
Bezugszeichenliste 1 Endlosband 1a Endlosband 2 Blech 3 Bandaußenseite 4 Bandinnenseite 5 Bandkörper 6 Querschweißnaht 7a Kante 7b Kante 8 Blech 9 Blech 10 Schweißnaht 11 Schweißnaht 12 Ebene 13 Teilband 14 Außenkante 15 Außenkante 16 Schweißnaht 17 Plasmabrenner 18 Plasmabrenner 19a Plasmastrahl 19b Plasmastrahl 20 Plasmadüse 20a Plasmaaustrittsöffnung 21 Plasmadüse 21a PlasmaaustrittsöffnungREFERENCE SIGNS LIST 1 endless belt 1a endless belt 2 metal sheet 3 belt outside 4 belt inside 5 belt body 6 transverse weld seam 7a edge 7b edge 8 sheet 9 sheet 10 weld 11 weld 12 level 13 subband 14 outer edge 15 outer edge 16 weld 17 plasma torch 18 plasma torch 19a plasma jet 19b plasma jet 20 plasma nozzle 20a plasma exit opening 21 Plasma nozzle 21a plasma outlet opening
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