DE1002485B

DE1002485B - Process for electrical repair and surface welding on parts made of cast iron, in particular on chilled cast iron rollers and cloverleaf cones, using slag powder

Info

Publication number: DE1002485B
Application number: DEV9163A
Authority: DE
Inventors: Paul Mueller
Original assignee: K SCHWEISSWERK HALLE VEB
Current assignee: K SCHWEISSWERK HALLE VEB
Priority date: 1955-07-07
Filing date: 1955-07-07
Publication date: 1957-02-14

Description

Verfahren zur Elektro-Reparatur- und Auftraigsschweißung an Teilen aus Gußeisen, insbesondere an Schalenhartgußwalzen und Kleeblattzapfen unter Verwendung von Schlackenpulver Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schweißen an Teilen aus Gußeisen, insbesondere von Schalenha.rtgußwalzen und Kleeblattzapfen, bei denen auf die vertiefte oder eingeformte und vorgewärmte Schweißstelle eine Schlackenpulverschicht aufgebracht wird.Process for electrical repair and surface welding on parts made of cast iron, especially on chilled cast iron rollers and cloverleaf cones using of slag powder The invention relates to a method of welding parts made of cast iron, in particular from Schalenha.rtgußwalzen and cloverleaf cones, in which a slag powder layer on the recessed or molded and preheated weld is applied.

Zu den Verfahren, bei denen unter Pulver geschweißt wird, ist in erster Linie das Elliraverfahren zu rechnen.One of the methods in which powder welding is carried out is first Line to calculate the Ellira method.

So ist es unter der Bezeichnung »Elliragießen« bekannt, an Stahlgußteilen Verbindungs-, Reparatur-und Auftragsschweißungen unter Schlackendecken auszuführen; hierbei muß jedoch laufend die teilweise erstarrte zähflüssige Schlacke abgezogen und neues Pulver zugeführt werden.It is known as "Elliragießen" on cast steel parts Carry out joint, repair and surfacing under slag ceilings; in this case, however, the partially solidified, viscous slag must be continuously withdrawn and new powder can be added.

Erdmann-Jessnitzer erwähnt in seinem Buch »Werkstoff und Schweißung«, Bd.I, S.476, Abs. 1, daß beim Elliragießen auf die Gußstelle laufend Ellirapulver in gewählter Körnung geschüttet und aus dem Bad die teilweise erstarrte zähflüssige Schlacke herausgezogen wird, da sie den Gießprozeß beunruhigt. Im selben Band, S. 502, wird weiter betont, daß es neben vnlegierten Stählen, also niedriggekohlten Stählen, möglich ist, legierte Stähle, insbesondere Elektrostähle, mit niedrigem Kohlenstoffgehalt zu schweißen. Es wird dort auch erwähnt, daß es möglich ist, auch höher gekohlte und legierte Stahlarten, beispielsweise Chrom-Molybdän-Stahl mit 0,401/9 C-Gehalt zu schweißen.Erdmann-Jessnitzer mentions in his book »Material and Welding«, Vol. I, p.476, paragraph 1, that when Ellira is poured onto the casting point, Ellira powder is continuously poured Poured in the selected grain size and the partially solidified viscous from the bath Slag is pulled out because it disturbs the casting process. In the same volume, p. 502, it is further emphasized that it is in addition to non-alloyed steels, i.e. low-carbon steels Steels, is possible alloy steels, especially electrical steels, with low Weld carbon content. It is also mentioned there that it is possible, too higher carbon and alloyed steel types, for example chrome-molybdenum steel with 0.401 / 9 C content to be welded.

Die praktischen Erfahrungen beim Schweißen dieser Stahlarten sind jedoch äußerst gering. Bisher ist es noch nicht gelungen, Gußeisen, dessen C-Gehalt ohnehin höher ist als bei den vorerwähnten Stahlarten, und auch insbesondere Spezialguß, wie Schalenhartguß oder Schalenhartgußwalzen, nach diesem Verfahren zu schweißen.The practical experience in welding these types of steel are but extremely small. So far it has not yet been possible to find cast iron, its C content is anyway higher than with the aforementioned types of steel, and also in particular special cast, such as chilled cast iron or chilled cast iron rolls, to be welded using this method.

Auf Grund der Aufgabenstellung, Spezialgußeisen, also Gußeisen höherer Festigkeit und Walzengußeisen, zu schweißen, wurde, da die Schweißung mit den normalen bekannten Gußeisen-Schweißverfahren nicht die entsprechenden hochwertigen Ergebnisse ergab, das nachfolgende beschriebene erfindungsgemäße Verfahren entwickelt.Due to the task, special cast iron, i.e. higher cast iron Strength and roll cast iron, to weld, has been given since the welding with the normal known cast iron welding processes do not produce the corresponding high quality results developed the method according to the invention described below.

Die Erfindung besteht darin, daß vor der Zugabe von Gußeisenwerkstoff zunächst die aufgebrachte Schlackenpulverschicht, vorzugsweise durch einen Lichtbogen, der zwischen einer teilweise in das Schlackenpulver eingebrachten Kohleelektrode und dem Pulver brennt, vollständig verflüssigt wird oder daß ein bereits verflüssigtes Schlackenpulverbad aufgebracht wird, bevor das Lichtbogengießen durch Zünden des Lichtbogens zwischen Metallzusatzelektrode und Werkstück beginnt, und daß dieses flüssige Schlackenbad über dem gesamten Schweißprozeß erhalten bleibt, ohne daß es - abgesehen von der Ergänzung der Verluste - ganz oder teilweise abgezogen und erneuert wird. Auch besteht die Möglichkeit, die Bildung des Schlackenbades vor dem eigentlichen Schweißprozeß auf andere Art zu erreichen.The invention consists in that prior to the addition of cast iron material first the applied slag powder layer, preferably by means of an electric arc, between a carbon electrode partially inserted into the slag powder and the powder burns, is completely liquefied or that an already liquefied one Slag powder bath is applied before the arc casting by igniting the Arc between additional metal electrode and workpiece begins, and that this liquid slag bath is retained over the entire welding process without it - apart from the addition of the losses - deducted in whole or in part and is renewed. There is also the possibility of the formation of the slag bath before to achieve the actual welding process in a different way.

Nachstehend ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel beschrieben. Danach zeigen die Abb. 1 bis 6 schematisch das Verfahren nach dem erfindungsgemäßen Isrinzip, wie es in den Ansprüchen 1 bis 3 gekennzeichnet ist.An embodiment of the present invention is described below. Thereafter, FIGS. 1 to 6 show schematically the method according to the invention Isrinzip as it is characterized in claims 1 to 3.

Abb. 1 zeigt das Bruchstück 1 und die Formmasse der seitlichen Formteile 2; Abb. 2 zeigt das Bruchstück 1, die Formteile 2 und die durch die Kohleelektrode 4 verflüssigte Pulverschicht 3; Abb. 3 zeigt das Bruchstück 1, die Formteile 2, die flüssige Schlackenschicht 3 und den Schlackengießlöffel 5; Abb. 4 zeigt das Bruchstück 1, die Formteile 2, die verflüssigte Schlackenpulverschicht 3 und die Zusatzelektrode 6; Abb. 5 zeigt die senkrecht gestellte Walze 7, den verlorenen Kopf 8, den Schweißsumpf 9, den Schweißspalt 10 und die Formteile 2; Abb. 6 zeigt die waagerecht gelagerte Profilwalze 7, den Schweißspalt 10 und die Formteile 2.Fig. 1 shows the fragment 1 and the molding compound of the side moldings 2; Fig. 2 shows the fragment 1, the molded parts 2 and the carbon electrode 4 liquefied powder layer 3; Fig. 3 shows the fragment 1, the molded parts 2, the liquid slag layer 3 and the slag ladle 5; Fig. 4 shows this Fragment 1, the molded parts 2, the liquefied slag powder layer 3 and the Additional electrode 6; Fig. 5 shows the vertically placed roller 7, the lost one Head 8, the welding sump 9, the welding gap 10 and the molded parts 2; Fig. 6 shows the horizontally mounted profile roller 7, the welding gap 10 and the molded parts 2.

Der artgleiche Zusatzwerkstoff kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in bekannter Weise entweder in Form von Gußeisenelektroden zugegeben werden, oder er kann in Form von mehreren Elektroden unterschiedlichen Materials, deren gemeinsames Schmelzgut Gußeisen ergibt, eingebracht werden. Auch umhüllte Stäbe können nach den bekannten Formen Verwendung finden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch besonders, wie schon erwähnt, zur Auftragsschweißung abgenutzter Sehalenhartgußwalzen. Man verfährt dabei etwa in der Form, daß beim Schweißen die Walze senkrecht gestellt wird und unter Zuhilfenahme einer Ringform bei gleichzeitiger Verwendung mehrerer Elektroden, die auf den Umfang der Walze verteilt sind, zunächst einen Ring an die untere Stirnseite der Walze in der erforderlichen Stärke anschweißt und durch Aufbauen des Mantels der Ringform und anschließendes Schweißen ein neuer Mantel auf die Walze aufgetragen wird.The filler material of the same type can be used in the method according to the invention be added in a known manner either in the form of cast iron electrodes, or it can be in the form of several electrodes of different material, their common Melting material results in cast iron, are introduced. Sheathed bars can also be used the known forms are used. The inventive method is also particularly suitable, as already mentioned, for overlay welding of worn ones Sehalen chilled cast iron rolls. One proceeds approximately in the form that when welding the Roller is placed vertically and with the help of a ring shape at the same time First, use several electrodes distributed around the circumference of the roller weld a ring to the lower end of the roller in the required thickness and by building the shell of the ring mold and then welding a new one Coat is applied to the roller.

Es kann jedoch dieser Rohling der beispielsweisen Walze auch waagerecht gelagert und in eine stabile Drehvorrichtung eingesetzt werden, die ein absatzweises Drehen ermöglicht. Mit Hilfe von Formkästen, die auf den Rohling aufgesetzt werden und die sich in axialer Richtung der Walze erstrecken, werden im wesentlichen rechteckige Blöcke auf den Rohling aufgeschweißt. Nach jedem Aufschweißen eines Blockes wird der Rohling um ein entsprechendes Maß verdreht, so daß ein neuer Formkasten auf seinem Scheitel aufgesetzt und mit Schweißmaterial ausgefüllt werden kann, wobei das dort vorhandene flüssige Schlackenbad jeweils von neuen Formkästen übernommen wird. Dieses Verfahren wird so lange fortgesetzt, bis die aufgeschweißten Blöcke einen zusammenhängenden, dem angestrebten Walzendurchmesser entsprechenden Zylindermantel ergeben.However, this blank of the roller, for example, can also be horizontal stored and used in a stable rotating device, which is a stepwise Turning allows. With the help of molding boxes that are placed on the blank and which extend in the axial direction of the roller become substantially rectangular Blocks welded onto the blank. Every time a block is welded on, the blank rotated by a corresponding amount, so that a new molding box on can be placed on its crown and filled with welding material, with the existing liquid slag bath was taken over by new molding boxes will. This process continues until the welded blocks a coherent cylinder jacket corresponding to the desired roll diameter result.

Auf diese Weise ergibt sich eine Walze mit einem hochwertigen Kern, der starken mechanischen und thermischen Beanspruchungen gewachsen ist. Der Außenmantel einer solchen Walze besitzt zusätzlich infolge der Auftragsschweißung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein widerstandsfähiges, feinkörniges, poren- und schlackenfreies Gefüge, das ebenfalls hohen thermischen und mechanischen Beanspruchungen gewachsen ist, wobei zu beachten ist, daß die aufgeschweißten Teile der Walze nicht nur in ihrem äußeren Mantel, sondern in allen Schichten diese gute Materialbeschaffenheit besitzen.This results in a roller with a high-quality core, can withstand strong mechanical and thermal loads. The outer jacket such a roller additionally has due to the build-up welding according to the invention Process a resistant, fine-grained, non-porous and slag-free structure, which is also able to withstand high thermal and mechanical loads, It should be noted that the welded parts of the roller are not only in their outer coat, but have this good material quality in all layers.

Bei Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden, wenn es sich um die Reparatur gebrauchter Walzen handelt, diese an ihrer Schweißstelle auf etwa 600 bis 700° erhitzt. Hierauf wird eine dem an der Schweißstelle vorhandenen Profil entsprechende Form aufgesetzt und anschließend auf die Schweißstelle Schlacken in irgendwelcher Form aufgebracht.When exercising the method according to the invention, if it is is about the repair of used rollers, these at their welding point to about 600 to 700 ° heated. This is followed by a profile that is present at the welding point appropriate shape and then slag in on the weld applied in any form.

Im Anschluß daran wird mit der Schweißelektrode oder vorzugsweise auch mit einer Kohleelektrode die Schlackendecke zur Bildung des Lichtbogens durchstoßen und durch den Lichtbogen die Schlacke vollständig verflüssigt. Erst dann, wenn die Verflüssigung der Schlacke vollzogen ist, setzt das eigentliche Aufschweißen des Zusatzwerkstoffes ein, wobei wesentlich ist, daß der Schmelzpunkt der Schlacke niedriger ist als der des Grundwerkstoffes. Vorteilhaft ist es, einen Zusatzwerkstoff zu verwenden, der dem Grundwerkstoff artgleich ist.This is followed by the welding electrode or, preferably also use a carbon electrode to pierce the slag cover to form the arc and the slag is completely liquefied by the arc. Only when the Liquefaction of the slag is complete, the actual welding of the continues Filler material, it being essential that the melting point of the slag is lower is than that of the base material. It is advantageous to use a filler material which is of the same type as the base material.

Die Umsetzung der elektrischen Energie in Wärme erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch offenbar nicht nur über den Lichtbogen, sondern ähnlich wie bei der bekannten UP-Schweißung zu einem gewissen Anteil über Widerstandserwärmung durch das flüssige Schlackenbad hindurch.The conversion of the electrical energy into heat takes place in the case of the invention However, the process apparently not only uses the arc, but rather similar to the well-known UP welding through resistance heating to a certain extent the liquid slag bath through.

Es dürften sehr wesentliche Vorteile dadurch zu erzielen sein, daß man die günstigen Eigenschaften der Stahlwalze sowie die günstigen Eigenschaften der Gußeisenwalze unter Ausschaltung der ungünstigen Eigenschaften beider Walzen in einer Walze vereinigt. Die Stahlwalze besitzt eine gute Verdreh- und Biegefestigkeit. Die Stahlwalze wird als Stahlkern für die neue Walze verwendet. Die Gußeisenwalze hat eine günstige Verschleißfestigkeit. Es wird also auf dem Kern, welcher aus Stahlguß besteht, eine Schale von ledeburitischem Gußeisen aufgebracht, so daß, wie oben angegeben, nur die günstigen Eigenschaften in der neuen Walze Verwendung finden und damit eine höherwertige Walze gegenüber früher erzielt wird.There are likely to be very significant advantages that one the favorable properties of the steel roller as well as the favorable properties the cast iron roller, eliminating the unfavorable properties of both rollers united in a roller. The steel roller has good torsional and flexural strength. The steel roller is used as the steel core for the new roller. The cast iron roller has a favorable wear resistance. So it is on the core, which is made of cast steel consists, a shell of ledeburitic cast iron applied so that, as above stated, only the favorable properties are used in the new roller and thus a higher quality roller compared to earlier is achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for welding with a completely or partially covered arc on parts made of cast iron, in particular on chilled cast iron rollers and cloverleaf cones, in which a layer of slag powder is applied to the recessed or molded and preheated welding point, which is pierced by the metal electrode to form the arc, characterized in that, before the addition of cast iron material, the applied slag powder layer is first completely liquefied, preferably by an arc that burns between a carbon electrode partially inserted into the slag powder and the powder, or that an already liquefied slag powder bath is applied before the arc casting by ignition of the arc begins between the additional metal electrode and the workpiece, and that this liquid slag bath is retained over the entire welding process without it - apart from supplementing the losses - wholly or partially is raised and renewed.

2. Process for surfacing worn chilled cast iron rolls according to claim 1, characterized in that during welding the roller is vertical placed and with the help of a ring shape with simultaneous use of several Electrodes, which are distributed on the circumference of the roller, first a ring on the The lower end of the roller is welded to the required thickness and through intermittent building of the jacket of the ring shape and subsequent welding new coat is applied to the roller.

3. Application of the procedure according to the Claims 1 and 2 for the production of new rollers by welding on a chilled cast iron layer on blanks made of steel, cast steel or gray cast iron using cast iron Electrodes. Publications considered: Erd-mann-Jasnitzer, 1951, »Material and welding ", pp. 475 to 477, 482.