DE19535484C1 - Appts. for prodn. of wear plates - Google Patents

Appts. for prodn. of wear plates

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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding

Abstract

Appts. for prodn. of a wear plate comprises at least two welding heads. A process for prodn. of a wear plate comprises build-up welding mixts. of several powdered or wire-like additional materials on a base material using the above appts., in which the additional materials are applied on the base material to degrade the stresses produced on build-up welding.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Verschleißplatte durch Auftragsschweißen von Gemischen aus mehreren pulver- bzw. drahtförmigen Zusatzwerkstoffen auf einen vorgespannten Grundwerkstoff.The invention relates to a device and a method to manufacture a wear plate Build-up welding of mixtures of several powder or wire-shaped filler materials on a prestressed Base material.

Das Herstellen von Verschleißplatten durch Auftragsschweißen wird nach mehreren Verfahren mehr oder weniger erfolgreich durchgeführt. In den meisten Fällen handelt es sich um ein Beschichten mit einer eingelagerte Karbide oder andere Hartphasen enthaltenden Matrixlegierung. Erhebliche Probleme entstehen durch innere Spannungen, die während des Schweißens auftreten, sowie daraus resultierenden Verzug und/oder durch Rißbildung.The manufacture of wear plates by Deposition welding becomes more or more after several processes performed less successfully. In most cases is a coating with an embedded Containing carbides or other hard phases Matrix alloy. Substantial problems arise from internal ones Stresses that occur during welding as well resulting distortion and / or cracking.

Im allgemeinen werden Verschleißplatten beschichtet, indem man sie auf einen sich in XY-Richtung bewegenden Schweißtisch od. dgl. Vorrichtung aufspannt, wodurch die Platte während des Schweißvorganges und der folgenden Abkühlung unter einer gewissen Spannung steht. Beim Ausspannen der Platte nach dem Abkühlvorgang ist in den meisten Fällen dennoch ein Verzug festzustellen; dieser ist unerwünscht und allenfalls bei kleinen und dünnen Platten zu verhindern.In general, wear plates are coated by you move them on a XY direction Welding table or the like. Clamping device, whereby the Plate during the welding process and the following Cooling is under a certain tension. At the Unclamping the plate after cooling is in the in most cases a delay can still be determined; This is undesirable and at most with small and thin plates to prevent.

Die DE-OS 33 31 596 beschreibt ein Verfahren, bei dem aus einem Grundwerkstoff ein Zylinder hergestellt und dann mit einem Schweißkopf drehend beschichtet wird. Der große Nachteil bei diesem Verfahren besteht darin, daß bei harten Beschichtungswerkstoffen in der Schicht während des Zerschneidens des Zylinders und dem Richten Risse oder Abplatzungen auftreten. DE-OS 33 31 596 describes a method in which made a cylinder from a base material and then with is coated in a rotating welding head. The great The disadvantage of this method is that hard Coating materials in the layer during the Cutting the cylinder and straightening cracks or Flaking occurs.  

Nach der DE-C-30 29 686 werden beim Herstellen großer Behälter für die Aufnahme der Kräfte aus dem Schrumpfungsprozeß elastische nachgiebige Schrumpfspeichen eingesetzt.According to DE-C-30 29 686 are large in manufacturing Container for the absorption of forces from the Shrinking process elastic compliant shrink spokes used.

In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, bei einer Vorrichtung und einem Verfahren der eingangs genannten Art die erkannten Nachteile zu beseitigen und das riß- und verzugsfreie einfache Beschichten von Verschleißplatten zu ermöglichen.Knowing these facts, the inventor did it Objective set in a device and a method of type mentioned the disadvantages recognized eliminate and the crack and distortion-free simple Allow coating of wear plates.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre der unabhängigen Patentansprüche; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an.The teaching of the independent leads to the solution of this task Claims; the subclaims give favorable Training courses.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch mehrere Schweißköpfe aus, deren jeder einen der pulver- oder drahtförmigen Zusatzwerkstoffe der späteren Verschleißplatte zuführt. Zudem ist den Schweißköpfen wenigstens ein Drehzylinder als Auflage für das vorgespannte Werkstück aus dem Grundwerkstoff zugeordnet, welches bevorzugt mit dem Drehzylinder punktverschweißt oder auf ihm mechanisch festgespannt ist. Dabei hat sich ein minimaler Biegeradius von 1000 mm - vorzugsweise über 2000 mm - als günstig erwiesen.The device according to the invention is characterized by several welding heads, each of which is one of the powder or wire-shaped filler materials of the later Wear plate feeds. In addition, the welding heads at least one rotary cylinder as a support for that assigned preloaded workpiece from the base material, which is preferably spot welded to the rotary cylinder or is mechanically clamped on it. It did a minimum bending radius of 1000 mm - preferably over 2000 mm - proven to be cheap.

In umfangreichen Versuchen wurde gefunden, daß die Gefahr zum Ausbilden von Rissen oder des Verzugs wesentlich vermindert werden kann, wenn mit zwei oder mehreren Schweißköpfen gearbeitet wird, die entweder versetzt zueinander beim Arbeiten mit den gleichen pulverförmigen und/oder drahtförmigen Zusatzwerkstoffen oder direkt hintereinander angeordnet sind, wobei der eine Schweißkopf eine weiche Grundlage und der nachfolgende eine harte Deckschicht auf das Grundwerkstück aufbringen soll.Extensive tests have found that the danger essential for the formation of cracks or warpage can be reduced if with two or more Welding heads that are either offset to each other when working with the same powdery and / or wire-shaped filler materials or directly are arranged one behind the other, one welding head a soft foundation and the subsequent one a hard one Apply top layer to the base workpiece.

Erfindungsgemäß sind also zumindest zwei Schweißköpfe so ausgebildet, daß der eine zum Aufbringen der Grundschicht und der andere zum Aufbringen der Deckschicht eingesetzt wird. Den Schweißköpfen können sowohl die gleichen draht- oder pulverförmigen Zusatzwerkstoffe zugeführt werden als auch verschiedene Zusatzwerkstoffe. According to the invention, at least two welding heads are like this trained that one for applying the base layer and the other is used to apply the top layer becomes. The welding heads can use the same wire or powdered filler materials are supplied as also different filler materials.  

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann beispielsweise ein - oder ein weiterer - Schweißkopf einen pulverförmigen Zusatzwerkstoff verarbeiten, und die anderen Schweißköpfe können für drahtförmige Zusatzwerkstoffe vorgesehen sein. Auch andere Variationen sind denkbar.According to another feature of the invention for example one - or another - welding head process a powdered filler material, and the other welding heads can be used for wire-shaped Filler materials may be provided. Other variations too are conceivable.

Durch eine solche Anordnung zweier oder mehrerer Schweißköpfe ist - je nach Größe, Dicke, Legierungszusammensetzung und der Art der Vorspannung - erreichbar, daß beim nachträglichen Richten der beschichteten Verschleißplatten Rißbildungen oder Abplatzungen nicht auftreten.By such an arrangement of two or more Welding heads is - depending on size, thickness, Alloy composition and type of prestressing - achievable that when subsequently judging the coated wear plates cracking or Flaking does not occur.

Erfindungsgemäß wird der Grundwerkstoff zum Einstellen der Vorspannung gebogen, dies beispielsweise durch einen Roll- bzw. Rundbiegevorgang.According to the invention, the base material for setting the Pre-tensioned, for example by rolling or round bending process.

Für die Beschichtung selbst wird vorteilhafterweise eine Schicht auf Eisenbasis mit einem Gehalt an Karbid bzw. Hartphase von mehr als 10 Gew.-% aufgebracht oder eine Schicht auf Nickelbasis bzw. auf Kobaltbasis, jeweils mit den oben genannten Gewichtsprozenten.A is advantageously used for the coating itself Iron-based layer containing carbide or Hard phase of more than 10 wt .-% applied or a Nickel-based or cobalt-based layer, each with the weight percentages mentioned above.

Im Rahmen der Erfindung werden zum Erzeugen der Matrixlegierung zumindest zwei Drähte unterschiedlicher Zusammensetzung verspritzt. In der aufgebrachten Schicht können Karbide, Boride und/oder Silizide eingelagert sein, dies auch in einer Auswahl von Paarungen aus Karbiden und Boriden oder Siliziden bzw. Boriden und Siliziden.Within the scope of the invention, the Matrix alloy at least two wires different Splattered composition. In the applied layer carbides, borides and / or silicides can be incorporated, this also in a selection of pairings from carbides and Borides or silicides or borides and silicides.

In einer weiteren Ausgestaltung enthält die aufgebrachte Schicht Karbide von Chrom, Wolfram, Molybdän, Vanadium und/oder Niob.In a further embodiment, the applied one Layer of carbides of chrome, tungsten, molybdenum, vanadium and / or niobium.

Als bevorzugtes Dickenverhältnis von Verschleißschicht zu Grundwerkstoff ist der Bereich von 1 : 2 bis 2 : 1 anzusehen.As the preferred thickness ratio of wear layer to The base material is in the range from 1: 2 to 2: 1 to watch.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Herstellen einer Verschleißplatte durch Auftragsschweißen von Gemischen aus mehreren pulver- bzw. drahtförmigen Zusatzwerkstoffen auf einen vorgespannten Grundwerkstoff, wobei einander wenigstens zwei Schweißköpfe zugeordnet sind.1. Device for producing a wear plate by build-up welding of mixtures of several powder or wire-shaped filler materials on one prestressed base material, whereby at least two welding heads assigned to each other are. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Schweißköpfen wenigstens ein Drehzylinder als Auflage für das vorgespannte Werkstück aus dem Grundwerkstoff zugeordnet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that that the welding heads as at least one rotary cylinder Support for the preloaded workpiece from the Base material is assigned. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück mit dem Drehzylinder punktverschweißt ist.3. Device according to claim 2, characterized in that the workpiece with the rotary cylinder is spot welded. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück aus dem Grundwerkstoff auf dem Drehzylinder mechanisch festgespannt ist.4. The device according to claim 2, characterized in that the workpiece from the base material on the Rotary cylinder is mechanically clamped. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen minimalen Biegeradius von 1000 mm, vorzugsweise durch einen Biegeradius über 2000 mm.5. The device according to claim 3 or 4, characterized due to a minimum bending radius of 1000 mm, preferably with a bending radius over 2000 mm. 6. Verfahren zum Herstellen einer Verschleißplatte durch Auftragsschweißen von Gemischen aus mehreren pulver- bzw. drahtförmigen Zusatzwerkstoffen auf einen vorgespannten Grundwerkstoff, unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Zusatzwerkstoffe zum Abbau der beim Auftragschweißen entstehenden inneren Spannungen über mehrere Schweißköpfe auf den vorgespannten Grundwerkstoff aufgetragen werden.6. Method of making a wear plate Build-up welding of mixtures of several powder or wire-shaped filler materials on one prestressed base material, under Use of a device according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the different Filler materials to reduce the build-up welding internal tensions arising over several  Welding heads on the prestressed base material be applied. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundschicht sowie eine Deckschicht von unterschiedlichen Schweißköpfen aufgetragen werden.7. The method according to claim 6, characterized in that a base layer and a top layer of different welding heads can be applied. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundwerkstoff zum Einstellen der Vorspannung gebogen wird.8. The method according to claim 6 or 7, characterized characterized that the base material for adjustment the bias is bent. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundwerkstoff durch einen Roll- bzw. Rundbiegevorgang gebogen wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the base material by a rolling or Round bending process is bent. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht auf Eisenbasis mit einem Gehalt an Karbid bzw. Hartphase von mehr als 10 Gew.-% aufgebracht wird.10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized characterized in that an iron-based layer with a carbide or hard phase content of more than 10 % By weight is applied. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht auf Nickelbasis mit einem Gehalt an Karbid bzw. Hartphase von mehr als 10 Gew.-% aufgebracht wird.11. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized characterized in that a layer based on nickel with a carbide or hard phase content of more than 10 % By weight is applied. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht auf Kobaltbasis mit einem Gehalt an Karbid bzw. Hartphase von mehr als 10 Gew.-% aufgebracht wird.12. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized characterized in that a layer based on cobalt a carbide or hard phase content of more than 10 % By weight is applied. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der Matrixlegierung zumindest zwei Drähte unterschiedlicher Zusammensetzung verspritzt werden.13. The method according to any one of claims 6 to 12, characterized characterized in that to produce the matrix alloy at least two wires different Composition to be sprayed. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, gekennzeichnet durch in der aufgebrachten Schicht eingelagerte Karbide, Boride und/oder Silizide. 14. The method according to any one of claims 6 to 13, characterized by in the applied layer embedded carbides, borides and / or silicides.   15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der aufgebrachten Schicht Karbide von Chrom, Wolfram, Molybdän, Vanadium und/oder Niob eingelagert werden.15. The method according to claim 14, characterized in that in the applied layer carbides of chromium, Tungsten, molybdenum, vanadium and / or niobium stored will. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 15, gekennzeichnet durch ein Dickenverhältnis der Verschleißschicht zum Grundwerkstoff im Bereich von 1 : 2 bis 2 : 1.16. The method according to any one of claims 6 to 15, characterized by a thickness ratio of Wear layer to the base material in the range of 1: 2 up to 2: 1.
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