DE1627788B1

DE1627788B1 - Verfahren zum herstellen eines zylindrischen stabes aus stahl mit einem aufplattierten rohrförmigen mantel aus stahl anderer chemischer zusammensetzung

Info

Publication number: DE1627788B1
Application number: DE19671627788
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl-Ing Asbrand
Original assignee: PLATE STAHLWERKE
Current assignee: PLATE STAHLWERKE
Priority date: 1967-02-24
Filing date: 1967-02-24
Publication date: 1971-03-11

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stabes aus Bau-, Werkzeug- oder rostfreiem Stahl mit einem aufplattierten rohrförmigen Mantel aus Bau-, Werkzeug- oder rostfreiem Stähl anderer chemischer Zusammensetzung durch Aufschieben eines Rohres mit blanker Innenfläche auf den metal-Iisch blanken Stab, Verbinden des Rohres an den beiden Stirnenden mit dem Stab am Umfang durch je eine ringförmige Schweißraupe, Erhitzen der verbundenen Werkstücke auf Schmiedetemperatur dicht unterhalb der Soliduslinie und Schmieden in radialer Richtung unter Drehung um die Längsachse bis zum Entstehen einer Schweißverbindung.
Um eine dichte Auflage der inneren Rohrwand auf der Außenwand des Stabes zu erzielen, -mußten bisher beide Werkstücke an diesen Flächen leicht konisch vorgeformt und dann unter Aufwendung großer Drücke ineinandergepreßt werden (deutsche Auslegeschrift 1045 958). Dabei mußte die Konizität der beteiligten Bauteile so beschaffen sein, daß bei dem Einpressen unter erheblichem axialem Druck von 150 t bis zu mehreren hundert Tonnen und damit unter starker Reibung zwischen den metallisch blanken Flächen ein Fressen höchstens in geringem Umfange, jedoch eine bereits starke Verzahnung der Oberflächen der beiden Werkstücke eintritt und die ineinandergepreßten Werkstücke dann so fest haftend miteinander verbunden sind, daß sie mit normalen mechanischen Mitteln nicht mehr getrennt werden können. Beide Werkstücke dürfen sich also bei der späteren Behandlung, insbesondere der Erhitzung auf .die Schmiedetemperatur, nicht mehr gegeneinander verschieben können. Diese Bedingungen sind schwer zu erfüllen, da die Werkstücke- mehrere Meter lang sind. Nachteilig ist dabei auch die Tatsache, daß sich das Querschnittsverhältnis der beiden Werkstücke an verschiedenen Stellen ihrer Gesamtlänge und damit auch am Enderzeugnis ändert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausgangsstufe des Herstellungsverfahrens fertigungstechnisch wesentlich zu vereinfachen und zu verbilligen, die Anwendung einer schweren Presse zu beseitigen, die konische Vorbehandlung der beiden Werkstücke zu vermeiden und schließlich dadurch zu gewährleisten, daß das Querschnittsverhältnis beider Werkstücke durchweg gleich bleibt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß vor dem Anbringen der Schweißraupen und -der anschließenden Schmiedebehandlung die Werkstücke mit Spiel lose übereinandergeschoben werden und danach das Mantelrohr bei Raumtemperatur oder auch nach mäßiger Erwärmung des Mantelrohres an mindestens vier einander gegenüberliegenden Stellen gleichzeitig unter Vermeidung einer Breitung geschmiedet wird, bis die Innenfläche des Mantelrohres an der Außenfläche des Stabes unmittelbar unter Zwang anliegt.
Auf diese Weise ist die konische Vorbehandlung der beiden Werkstücke mit deren dadurch bedingten Querschnittsverschiedenheiten ebenso vermieden wie ,die Anwendung einer sonst zusätzlich erforderlichen schweren Presse. Dadurch wird also die Vorstufe des Verfahrens fertigungstechnisch wesentlich vereinfacht und der betriebsmäßige Arbeitsaufwand erheblich herabgesetzt, so daß eine wesentliche Verbilligung des Erzeugnisses erzielt wird. Wenn auch für die Durchführung der Vorstufe hier eine Vierh'ämmerlangschmiedemaschine Verwendung findet, so handelt es sich doch um die gleiche Maschine, die später zur Herbeiführung der Schweißverbindung und Weiterverarbeitung ohnehin gebraucht wird.
In der Zeichnung ist das Verfahren gemäß der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel an den verschiedenen Arbeitsstufen in F i g. 1 bis 6 näher erläutert.
über die Oberfläche des zylindrischen Kernstabes 1 aus Bau-, Werkzeug- oder rostfreiem Stahl wird ein entsprechendes Spiel aufweisendes zylindrisches Mantelrohr2 aus Bau-, Werkzeug- oder rostfreiem Stahl anderer chemischer Zusammensetzung lose aufgeschoben. Der Stab 1 kann, wie in F i g. 2 gestrichelt angedeutet ist, auch rohrförmig sein, muß aber dann eine erhebliche Wandstärke besitzen. Das lose übereinanderschieben der beiden Werkstücke 1, 2 macht keinerlei Schwierigkeiten. Die Außenfläche des Stabes 1 einerseits und die Innenfläche des Mantelrohres 2 andererseits wurden vorher metallisch blank gemacht, um gute Voraussetzungen für den Schweißvorgang zu schaffen, die dann auch beim Schmieden erhalten bleiben sollen.
Die Werkstücke 1, 2 werden nach dem übereinanderschieben bei Raumtemperatur oder auch nach mäßiger Erwärmung des Mantelrohres 2 in einer Vierhämmerlangschmiedemaschine unter Drehung um die Längsachse geschmiedet, bis die Innenfläche des Mantelrohres 2 an der Außenfläche des Kernstabes 1 unter Luftausschluß von der gemeinsamen Auflagefläche 3 unmittelbar und unter Zwang anliegt. Nunmehr werden die Stirnenden des Mantelrohres 2 zur Vermeidung einer Oxydation an der Auflagefläche 3 der beiden Werkstücke 1; 2 mit der Oberfläche des Stabes 1 durch Schweißraupen 4 verbunden. Nach dieser Vorbearbeitung ist ein Zustand erreicht, wie er in F i g. 3 und 4 dargestellt ist.
Der so vorbereitete Formkörper 1, 2 wird nun auf Schmiedetemperatur bis unterhalb der Soliduslinie, z. B.1200° C, erhitzt und unter Drehung um die Längsachse in der Viexhämmerlangschnriedemaschine bis zum Entstehen der Schweißverbindung an der Auflagefläche 3 geschmiedet. Wie F i g. 5 und 6 erkennen lassen, erfolgt diese Schmiedebearbeitung in solchem Maße, daß sich auch die Querschnitte der beiden beteiligten Werkstücke 1, 2 verringern, wobei das Querschnittsverhältnis beider Werkstücke 1, 2 an allen Stellen des Fertigungserzeugnisses das gleiche bleibt.
Durch entsprechende Steuerung des Schmiedevorganges kann man auch den Querschnitt in eine prismatische Form umbilden.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zum Herstellen eines zylindrischen Stabes aus Bau-, Werkzeug- oder rostfreiem Stahl mit einem aufplattierten rohrförmigen Mantel aus Bau-, Werkzeug- oder rostfreiem Stahl anderer chemischer Zusammensetzung durch Aufschieben eines Rohres mit blanker Innenfläche auf den metallisch blanken Stab, Verbinden des Rohres an den beiden Stirnenden mit dem Stab am Umfang durch je eine ringförmige Schweißraupe, Erhitzen der verbundenen Werkstücke auf Schmiedetemperatur dicht unterhalb der Soliduslinie und Schmieden in radialer Richtung unter Drehung um die Längsachse bis zum Entstehen einer Schweißverbindung, dadurch gekennzeichnet; daß vor dem Anbringen der Schweißraupen und der anschließenden Schmiedebehandlung die Werkstücke mit Spiel lose übereinandergeschoben werden und danach das Mantelrohr bei Raumtemperatur oder auch nach mäßiger Erwärmung des Mantelrohres an mindestens vier einander gegenüberliegenden Stellen gleichzeitig unter Vermeidung einer Breitung geschmiedet wird, bis die Innenfläche des Mantelrohres an der Außenfläche des Stabes unmittelbar unter Zwang anliegt.