DE1515257C

DE1515257C - Device for build-up welding of caliber rolls

Info

Publication number: DE1515257C
Authority: DE
Inventors: Ondrej Blashovicz Pavel Preßburg Hano (Tschechoslowakei) B02c 13 09
Original assignee: Vyskumny Ustav Zvaracsky MHD
Current assignee: Vyskumny Ustav Zvaracsky MHD
Publication date: 1971-08-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schutzgas-, Unterpulver- oder Elektroschlacke-Auftragssclnveißcn von Kalibrierwalzen, insbesondere Pilgerwalzen, mit steigendem Schweißbad unter Zwangsformung der Naht, bei der die Walze um eine waagerechte Achse drehbar gelagert und bei der mindestens eine Beschickungseinheit mit Düsen für die Schweißdraht- und Schwcißstromziifuhr zur Schweißstelle senkrecht und c|ucr zur Schweißstelle bewegbar ist. Die Vorrichtung eignet sich vornehmlich zum Auftragschweißen von Walzen, die mit einem halbkreisförmigen Kaliber verschen sind, insbesondere von Pilgerwalzcn. DLe Vorrichtung soll sich in gleicher Weise für alle Arten der genannten Auftragsschwcißungcn eignen.The invention relates to a device for applying protective gas, submerged powder or electro-slag application of calibrating rollers, especially pilger rollers, with a rising weld pool below Forced shaping of the seam in which the roller is rotatably mounted about a horizontal axis and in the at least one feed unit with nozzles for the welding wire and welding current supply to the welding point can be moved perpendicular and c | ucr to the welding point. The device is primarily suitable for Overlay welding of rollers with a semicircular Calibers are given away, especially by pilgrim rollers. DLe device is said to be in the same Way for all kinds of the mentioned order deficits suitable.

Pilgerwalzcn wurden bisher durch manuelles Auftragen einer Schwcißschicht oder durch Tauchschweißen ■ (auch Unterpulverschweißen genannt) mittels eines Automaien am Umfang des Kalibers erneuert. In der Regel erfolgte hierbei die Schweißung in Schraubenlinien auf dem Umfang des Kalibers.Pilger rollers were previously made by manually applying a black layer or by immersion welding ■ (also called submerged arc welding) by means of an automatic machine on the circumference of the caliber renewed. As a rule, the welding was carried out in helical lines on the circumference 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 Auftragen wird außerdem leicht Schlacke in das Schweißmetall eingeschweißt, was die aufgetragene Schicht entwertet.However, these known methods are associated with some disadvantages. When applied manually, it is mainly the fact that only a small amount of metal is welded on in a unit of time with the result that the renewal of a roller takes a long time. this has At a certain welding temperature, the welder becomes fatigued. When applying manually In addition, slag is easily welded into the weld metal, which is the applied layer devalued.

Das Unterpulverschweißen mittels eines Automaten erfordert eine komplizierte Vorrichtung zum Kopieren des Profils der Pilgcrwalze. Bei diesem Verfahren kommt es auch zu einer ausgeprägten Raupenbildung an der Walzenoberfläche, die eine Nachbearbeitung, z. B. durch Schleifen, verlangt.The submerged arc welding by means of an automatic machine requires a complicated device for Copying the profile of the pilgrim roller. With this procedure there is also a pronounced one Bead formation on the roll surface, which requires post-processing, e.g. B. by grinding required.

Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zum selbsttätigen Auftragen der Schweißschicht auf Kalibrierwalzen, insbesondere Pilgerwalzen, unter geschmolzener Schlacke,.,in Schutzgasatmosphäre oder durch Tauchschweißung, welche 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 of the welding layer on calibration rollers, in particular pilger rollers, under molten slag,., in a protective gas atmosphere or through Immersion welding, which eliminates the disadvantages mentioned and the one with the renovation of a roller associated costs.

Die Erfindung geht aus von der eingangs beschriebenen Vorrichtung und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungseinheit durch eine Drehscheibe in einer waagerechten Fübcne auf einem Kreisbogen . konzentrisch zu dem aufzuschweißenden Kreisbogenteil des Walzcntjiierschnittes hin- und herschwenkbar und der Schweiikradius durch Zwischenschaltung eines Ouersupportes verstellbar ist.The invention is based on the device described at the beginning and is characterized in that that the loading unit through a turntable in a horizontal Fübcne on an arc of a circle . concentric to the arc part to be welded on of the rolling cross cut can be swiveled back and forth and the welding radius by interposition an Ouersupportes is adjustable.

Hiermit ist es möglich, die Düsen genau auf die Schweißstelle einzustellen und dem Verlauf der Kopierwalz-e zu'folgert."'" ' .This makes it possible to adjust the nozzles precisely to the welding point and the course of the Copy roller e to 'inferred. "'" '.

'Femur' ist es zweckmäßig, die Düsen zur Anpassung aii die Kaliberform, verschwenkbar an der Bcseliickiingseinlieit zu halten. Die Verschwenkung kann /.. B. ,,durch Schrauben erfolgen, so daß die Scliwcißdrahtendcn Punkte eines Kreisbogens bilden. .^;:s·'·-■'■' v--·: ■ ·■ · · For the 'femur' it is useful to keep the nozzles pivotable on the case for adapting to the shape of the caliber. The pivoting can be done by screws, for example, so that the welding wire ends form points of an arc of a circle . . ^{;: s} · '· - ■' ■ 'v-- ·: ■ · ■ · ·

.Die Krliiidung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen, die schematisch ein Ausl'iihrungsbei-■;picl darstellen, näher erläutert. Es zeigenThe decision is made below on the basis of the Drawings that schematically represent a Ausl'iihrungsbei- ■; picl, explained in more detail. Show it

I¹'ig. I eine Seitenansicht der crfiiulungsgcmüßen Vorrichtung,I ¹ 'ig. I a side view of the filling-friendly device,

Γ i ». 2 deren Vorderansicht,Γ i ». 2 their front view,

F i g. 3 im Grundriß eine Einzelheit der Befestigung der .Beschickungseinheit,F i g. 3 a detail of the fastening of the loading unit in plan,

F i g. 4 eine Vorderansicht der Beschickungseinheit, F i g. 5 eine Draufsicht hierauf, F i q. 6 eine Pilgerwalze beim Schweißvorgang im Aufriß,F i g. 4 is a front view of the loading unit, FIG. 5 is a plan view thereon, F i q. 6 an elevation of a pilgrim roller during the welding process,

F i g. 7 die Pilgerwalze der F i g. 6 im Grundriß und Fig. 8 einen Querschnitt durch die Pilgerwalze nach den F i g. 6 und 7.F i g. 7 the pilgrim roller of FIG. 6 in plan and FIG. 8 a cross section through the pilger roller according to the F i g. 6 and 7.

ίο An einem sehr starren Ständer 1 ist ein senkrechter Support 2 befestigt, an diesem sitzt ein waagerechter Support 3. Hieran ist eine Drehscheibe 4 verankert. An deren Unterseite ist ein Quersupport 5 befestigt. Dieser trägt eine Beschickungseinheit 6, welehe den Schweißdraht über eine Düse 7 an die Aufschweißstelle liefert.ίο On a very rigid stand 1 is a vertical one Support 2 is attached, a horizontal support 3 sits on it. A turntable 4 is anchored to this. A transverse support 5 is attached to its underside. This carries a loading unit 6, welehe delivers the welding wire to the welding point via a nozzle 7.

Eine Pilgerwalze 8 wird in waagerechter Lage in einer Einspannvorrichtung 9 gehalten, welche die Walze während des Aufschweißvorgangs drehen kann.A pilger roller 8 is held in a horizontal position in a jig 9, which the Can rotate during the welding process.

•An der Pilgerwalze 8 sind zwei Haltescheiben 11 befestigt, welche z. B. kupferne Beilagen 10 festhalten, die gemäß dem Profil der Pilgerwalze 8 derart geformt sind, daß sie in jedem Querschnitt des KaIibers den gewünschten Zwischenraum zwischen sich und der Walze für die Schweißung bilden. Die Beilagen 10 sind geteilt und werden gemäß dem Ansteigen des Schweißmetallbades aufgelegt. Der Kalibrierteil kann mittels einer Beilage 10 aufgetragen werden. Die Drehscheibe 4 ermöglicht das Hin- und Herschwenken der Beschickungseinheit 6 um eine senkrechte Achse O bei größeren Kalibern und bei Erweiterung des Kalibers.• On the pilgrim roller 8 two retaining disks 11 are attached, which z. B. hold copper shims 10, which are shaped according to the profile of the pilger roll 8 such that they form the desired space between them and the roll for the weld in each cross section of the caliber. The shims 10 are divided and are applied in accordance with the rise in the weld metal bath. The calibration part can be applied by means of a supplement 10. The turntable 4 enables the charging unit 6 to be pivoted to and fro about a vertical axis O for larger calibers and when the caliber is expanded.

Vor dem Auftragen der Schweißschicht werden zunächst die Haltescheiben 11 auf die Pilgerwalze aufgesetzt. Dann wird die Pilgerwalze 8 in die Backen der Einspannvorrichtung 9 eingespannt. Die erste Beilage 10 wird an den Haltescheiben 11 derart befestigt, daß der Beginn der Auftragsschweißung sich im Auslaufteil befindet. Zwischen der Beilage 10 und dem Kaliber,der Pilgerwalze 8 entsteht ein Auftragsschweiß-Zwischenraum, in welchen mittels der Beschickungseinheit 6 und der Stromzuführung 7 ein Elektrodendraht eingeführt wird. Am Boden dieser ersten kupfernen Beilage 10. wird ein Kontakt zwischen dieser Beilage und dem 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. In den Zwischenraum wird eine Schicht des Flußmittels eingeschüttet. Dann wird der Schweißstrom eingeschaltet und gleichzeitig auch die Beschickungseinheit 6 angelassen. So beginnt der Abschmelzprozeß beim Auftragsschweißen unter geschmolzener Schlacke. Nach Verlauf einer gewissen Zeit schmilzt das eingeschüttete Flußmittel und bildet eine Schlacke, welche das Schweißmetall vor der äußeren Atmosphäre schützt.Before the welding layer is applied, the retaining disks 11 are first placed on the pilgrim roller put on. Then the pilger roller 8 is clamped in the jaws of the clamping device 9. The first Enclosure 10 is attached to the retaining washers 11 in such a way that the build-up weld begins is located in the outlet part. Between the insert 10 and the caliber, the pilger roller 8, there is a build-up weld gap, in which an electrode wire is introduced by means of the charging unit 6 and the power supply 7. At the bottom of this first copper insert 10. a contact is made between this insert and the electrode wire. In order to prevent excessive wear of the insert 10 at the beginning, between these Insert a thin sheet of metal into the insert and the electrode wire. In the space between will poured a layer of the flux. Then the welding current is switched on and at the same time the charging unit 6 is also left on. This is how the melting process begins with build-up welding under molten slag. After a certain time, the poured flux melts and forms a slag which protects the weld metal from the outside atmosphere.

Beim Tauchschweißen beginnt der Schweißprozeß damit, daß der Elektrodendraht 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 ZeitIn immersion welding, the welding process begins with the electrode wire entering the build-up welding gap is introduced; then contact is made, flux is poured into the space, the welding current is switched on and the Wire fed. In this way an arc is formed under the layer of flux. 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

wird eine kleine Menge des Flußmittels nachgeschüttet. a small amount of the flux is poured in.

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.With build-up welding in a protective gas atmosphere, the process begins in a similar way in such a way that 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.In this way, a build-up weld pool is created, which is created by melted slag or protective gas is protected. 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 shaped.

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 supplements 10 and to the material of the pilger roller 8, the molten material solidifies Metal, and a solid build-up weldment layer is 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 feed unit 6 takes care of the feeding of the electrode wire into the build-up welding gap. The transverse support 5 enables the loading unit 6 to be shifted from the center of rotation the turntable 4, as in FIG. 3 is represented by arrows. As a result, the radius of the Pendulum movement of the nozzles 7 can be increased. The enlargement of the radius can also be done by other systems, e.g. B. can be achieved by lever. • In addition, the kinematics of the nozzles 7 enables a Change of the radius according to the caliber of the pilgrim roller 8 with a larger number of nozzles 7.

Fig. 4 und 5 zeigen das kinematische Schema für drei Düsen 7.4 and 5 show the kinematic scheme for three nozzles 7.

¹ 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 Wende-' motor 13 beschränkt. Es können statt dessen auch mechanische Systeme verwendet werden. ¹ The turntable 4, on which the transverse support 5 with the loading unit 6 is suspended, enables the loading unit to oscillate about a vertical axis O such that the electrode wires can be melted along the entire width of the caliber. The pendulum amplitude is limited by stop contacts 14 and a turning motor 13. Mechanical systems can also be used instead.

Aus dem Schnitt durch die Pilgerwalze 8 in F i g. 8 erkennt man, daß der gestrichelte Teil des Umfangs über den Winkel α beim Walzen abgenutzt worden ist und aufgeschweißt werden muß.From the section through the pilger roller 8 in FIG. 8 it can be seen that the dashed part of the circumference has been worn over the angle α during rolling 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 8. .-'-.·In order to give the metal to be welded the correct shape, the split, cooled copper shims are used 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 8..-'-. ·

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 inserts are added one after the other, according to the increase in the amount of the applied metal and added to the slag and held by the discs 11 on the pilgrim roller.

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 Einfluß 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 perform a pivoting movement, in the direction of arrows I. This pivoting movement is made possible by the turntable 4. The aim of the pivoting movement is to remove all surface parts of the To expose the application gap evenly 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 arrows II, the Swivel radius of the nozzles increased or decreased. In this way you can change the nozzle arrangement adapt to the narrowed or widened part of 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. Leave that way adjust or readjust the nozzles precisely with reference to the application gap.

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.In operation, the device according to the invention works as follows: During the entire welding process, the turntable 4 ensures that the nozzles 7 are pivoted to and fro. The axis of rotation of the turntable 4 coincides with that shown in FIG. 7 and 8 represented axis O together. If the caliber narrows or widens in the course of the build-up welding, the cross support 5 is shifted.

Zugleich regelt der Verstellmechanismus die Stellung der Randdüsen 7 gegenüber der Mitteldüse nach (Fi g. 4), damit der Draht jeweils zur Mitte des Auftragsspaltes hinzielt.At the same time, the adjustment mechanism adjusts the position of the edge nozzles 7 in relation to the center nozzle (Fig. 4), so that the wire is aimed at 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 will depend on the Rise of the metal and the slag regulated.

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 increases the cost of the renewal a pilger roll in comparison with build-up welding processes known so far for similar purposes substantially down.

Claims

Patent claims:

'' 1. Device for shielding gas, submerged arc or electroslag build-up welding of calibration rolls, in particular pilger rollers, with a rising weld pool with forced shaping of the seam, in which the roller rotates around a horizontal one Axis rotatably mounted and at least one feed unit with nozzles for the Welding wire and welding current supply to the welding point perpendicular and transverse to the welding point is movable, characterized in that the charging unit (6) 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. Apparatus according to claim 1, characterized in that the nozzles (7) for adaptation pivotable to the caliber shape on the loading unit (6) are held.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings