EP2064388A1 - Verfahren zur herstellung eines walzenkörpers und walzenkörper - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines walzenkörpers und walzenkörper

Info

Publication number
EP2064388A1
EP2064388A1 EP07818127A EP07818127A EP2064388A1 EP 2064388 A1 EP2064388 A1 EP 2064388A1 EP 07818127 A EP07818127 A EP 07818127A EP 07818127 A EP07818127 A EP 07818127A EP 2064388 A1 EP2064388 A1 EP 2064388A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electron beam
pipe sections
roller body
roller
sections
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07818127A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Severing
H. Michael Zaoralek
Lutz Krodel-Teuchert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHW Casting Technologies GmbH
Original Assignee
SHW Casting Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHW Casting Technologies GmbH filed Critical SHW Casting Technologies GmbH
Publication of EP2064388A1 publication Critical patent/EP2064388A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/04—Electron-beam welding or cutting for welding annular seams
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
    • 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
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles

Definitions

  • the task is solved by first producing shorter pipe or roller sections.
  • the tube or roller sections are formed individually. In particular, they may consist of cast steel, rolled steel or, more preferably, forged steel.
  • the tube or roller sections are accordingly formed separately, for example in a process of primary shaping such as casting (cast steel) or forming such as forging (forgings).
  • the steel alloys preferred according to the invention have improved mechanical properties. It has surprisingly been found that according to the invention used higher carbon steels having a carbon equivalent of at least 0.45 at the wall thicknesses of typically at least 130 mm, which are large for web processing rolls, can be joined by electron beam welding in high quality.
  • the thick-walled pipe sections of heavy or non-weldable steel having a carbon equivalent of at least 0.45, preferably at least 0.6 are metallurgically bonded to one another prior to further processing by means of an electron beam of sufficient power.
  • the electron beam directed at the joint, preferably at the butt joint, between the roller sections and in their flight evaporates the steel and drills a capillary. Around it, the steel melts. If the beam reaches the required welding depth, preferably the inner bore or the hollow cross section, the pipe sections are set in rotation about their common central longitudinal axis, preferably at a uniform rotational speed.
  • the preferably stationary jet then melts the material coming towards it during the rotational movement, which material connects to one another after passing through the jet.
  • the pipe sections to be joined and subsequent roller portions are preferably pre-heated in the region of the connecting joint prior to welding, preferably to a temperature of at least 150 0 C, more preferably to a temperature of about 400 0 C.
  • axial channels preferably drilled, which are flowed through during operation of the roller by a thermal fluid.
  • fastening means are preferably produced for the attachment of each flange pin.
  • the flange pins serve to pivot the roll and, in the preferred embodiments, as the inlet and outlet for the thermal fluid.
  • Figure 2 shows a cross section through the butt joint, i. an end view of one of the pipe sections, in the example of the pipe section 2.
  • the pipe sections 1 and 2 located in the joining position are continuously driven in the rotational direction D about the rotation axis R.
  • the direction of rotation D corresponds to the clockwise direction.
  • the electron beam welding device 3 is arranged and aligned such that its beam outlet faces the outer peripheral surface of the pipe sections 1 and 2 approximately at the 3 o'clock position and the electron beam 4 is inclined at an angle ⁇ to a straight line extending from the Center of the Strahlauslasses to the rotation axis R extends. Because of the positioning at the 3 o'clock position, said connecting line extends horizontally.
  • the electron beam 4 is directed at the angle ⁇ obliquely downward.
  • the enamel capillary 5 runs upward as seen from the inside outward. Due to the non-radial orientation of the electron beam relative to the axis of rotation R, a weld pool fuse is obtained.
  • the angle ⁇ is between 15 ° and 25 °, preferably 20 °.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Walzenkörpers (1, 2), bei dem a) Rohrabschnitte (1, 2) jeweils aus Stahl mit einem Kohlenstoffäquivalent von wenigstens 0,45 und einer Wandstärke (W) von je wenigstens 130 mm b) axial nebeneinander angeordnet und c) mittels Elektronenstrahlschweißung miteinander verbunden werden.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES WALZENKÖRPERS UND WALSENKÖRPER
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Walzenkörpers für die Weiterverarbeitung zu einer Walze und einen Walzenkörper als Bestandteil einer Walze oder zur Herstellung einer Walze für die Behandlung eines bahnfbrmigen Mediums mittels Druck- und/oder Temperaturbeaufschlagung, vorzugsweise für die Herstellung von Papier.
Walzen zur Behandlung von bahnfbrmigen Medien - insbesondere zum Glätten von Papier - werden in zunehmendem Maße mit Körpern aus Schmiedestahl hergestellt, der für bestimmte Applikationen und Papiersorten eine gewisse Mindesthärte der Oberfläche aufweisen muss. Der Grund sind mit der Entwicklung der Maschinengeschwindigkeit und der Glätttechnik zunehmende thermische und mechanische Belastungen. Eine harte Oberfläche gewährleistet eine gewisse Verschleißfestigkeit und widersteht den Eindruckmarkierungen, wenn harte Partikel den Walzenspalt passieren.
Insbesondere bei großen Papiermaschinen treten immer wieder Beschaffungsprobleme für solche Schmiedekörper auf. Diese können Fertigdurchmesser von bis zu 1,5 m und Körperlängen über l i m haben und wiegen massiv mehr als 150 t. Ein Hohlschmieden über einem Dorn ist bei dieser Länge nicht mehr möglich. Der gegossene Ausgangskörper aus Stahl hat dann ein Gewicht von mehr als 200 t.
Obwohl der fertige Walzenkörper hohlgebohrt mit einer Wandstärke von ca. 180 mm nur noch ein Gewicht von ca. 50 t hat, müssen trotzdem mehr als 200 t erschmolzen und für den Schmiedevorgang wiederholt aufgeheizt werden. Neben der geringen Nettoausbringung von ca. 25% stellen damit die Energieverluste einen erheblichen Kostenfaktor dar. Hinzu kommt, dass die Zahl der Schmieden, welche solche Gewichte handhaben können, weltweit sehr begrenzt ist. Diese sind auf Jahre hinaus durch die Nachfrage aus dem Energiesektor für Turbinen- und Generatorachsen ausgebucht, weil der Zubau neuer Kraftwerke langfristig geplant wird. Bei einer Papiermaschine vergehen u.U. von der Bestellung bis zur Inbetriebnahme weniger als 18 Monate, was deutlich weniger ist als die Lieferzeit von großen Walzen auf der Basis der Lieferzeit von großen Schmiedekörpern.
Je nach den Standorten der Schmieden und der Walzenhersteller fallen weiter Schwer- und Sondertransporte an, welche die Walze letztlich verteuern.
Hinsichtlich des Standes der Technik kann auf die DE 20 2006 005 604 Ul verwiesen werden. Dort wird eine Thermowalze beschrieben, welche aus miteinander verbundenen Teilen besteht, in welche Mediumskanäle bereits eingebracht sind. Damit können für hohe Heizleistungen die Medienkanäle nahe bei der Oberfläche eingebracht werden. Aufgrund der Kürze der Teile können die Medienkanäle z.B. durch Bohren mit sehr geringen Verläufen eingebracht werden, was die erzielbaren Oberflächentemperaturen sehr vergleichmäßigt. Die so mit Medienkanälen ausgestatteten Walzenmantelteile sollen durch Schweißen miteinander verbunden werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, große Walzen aus für die Walzenherstellung geeignetem Stahl, vorzugsweise Schmiedestahl, kostengünstiger als mittels der bisherigen Verfahren des Urformens oder Umformens und nachgelagerten Bearbeitungsprozesse herzustellen und die Lieferzeiten zu verkürzen.
Gelöst wird die Aufgabe, indem zunächst kürzere Rohr- bzw. Walzenabschnitte gefertigt werden. Die Rohr- oder Walzenabschnitte werden einzeln geformt. Sie können insbesondere aus Stahlguss, Walzstahl oder besonders bevorzugt Schmiedestahl bestehen. Die Rohr- oder Walzenabschnitte werden dementsprechend separat geformt, beispielsweise in einem Verfahren der Urformung wie Gießen (Stahlguss) oder der Umformung wie Schmieden (Schmiedeteile). Im Vergleich zu den für Walzen bisher üblichen Gusswerkstoffen weisen die nach der Erfindung bevorzugten Stahllegierungen verbesserte mechanische Eigenschaften auf. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass erfindungsgemäß die verwendeten höher gekohlten Stähle mit einem Kohlenstoffäquivalent von wenigstens 0,45 bei den für Bahnbearbeitungswalzen großen Wandstärken von typischerweise wenigstens 130 mm in hoher Qualität mittels Elektronenstrahlschweißen gefügt werden können. Der gefügte Walzenkörper besitzt einen Außendurchmesser von wenigstens 500 mm und eine axiale Länge von wenigstens 6m, wobei die Vorteile des erfindungsgemäßen Fügens mit größeren Durchmessern und größeren Längen zunehmen. So kann der Außendurchmesser durchaus bis zu 2.000 mm oder sogar noch mehr betragen. Mittels Elektronenstrahlschweißen können auch der Art nach unterschiedliche Werkstoffe miteinander verbunden werden. Die Erfindung ist dementsprechend nicht auf das Fügen von Rohrabschnitten aus jeweils artgleichen Werkstoffen beschränkt.
Für die vorstehend beispielhaft beschriebene Walze von etwa l im Länge kann man beispielsweise drei Rohrabschnitte schmieden. Da diese nur ca. 3,7 m lang sein müssen, ist es möglich, die Abschnitte über einem Dorn hohl zu schmieden. Jeder dieser Walzen- oder Rohrabschnitte wiegt nur etwa 18 t und kann aus einem Block mit ca. 25 t Anfangsgewicht hergestellt werden. Damit stehen sehr viel mehr Schmieden zur Verfügung, die in der Lage sind, das Schmieden solch kürzerer Walzenabschnitte durchzuführen. Deren Einrichtungen können sehr viel leichter sein, und somit ist es nicht verwunderlich, wenn die drei Abschnitte zu sehr viel niedrigeren Kosten verfügbar sind, als ein entsprechendes Schmiedeteil aus einem Stück. Auch sind die Lieferfristen kleinerer Teile günstiger als eines großen. Im Jahre 2006 betrug das Verhältnis der Lieferzeiten ca. 20 Wochen zu 60 Wochen bei großen Schmiedekörpern. Die am Beispiel genannten Zahlen gelten entsprechend für anders dimensionierte Walzen. Das Schmieden über einen Dorn stellt eine besonders bevorzugte Umformvariante für die Formung der Rohr- oder Walzenabschnitte dar. Die Verwendbarkeit von Stahlgussabschnitten oder Walzstahlabschnitten erhöht nochmals die Verfügbarkeit, da hierdurch nicht nur Schmieden sondern auch andere Lieferanten zur Verfügung stehen.
Schmiedestähle mit einem sog. Kohlenstoffäquivalent > 0,44, das benötigt wird, um die Härte der Walzenoberfläche auf >= 400 HV zu steigern, sind in den zur Diskussion stehenden Abmessungen und Wandstärken von > 130 mm, vorzugsweise > 150 mm, als dickwandige Rohrkörper noch nicht geschweißt worden, weil sie schon in dünneren Wandstärken als nicht bzw. nur sehr schwer schweißbar gelten. Erfindungsgemäß werden die dickwandigen Rohrabschnitte aus schwer bzw. nicht schweißbarem Stahl mit einem Kohlenstoffäquivalent von wenigstens 0,45, bevorzugt wenigstens 0.6, vor einer Weiterbearbeitung mittels eines Elektronenstrahls hinreichender Leistung metallurgisch miteinander verbunden. Dazu werden die Rohrabschnitte relativ zueinander in einer Fügeposition positioniert, vorzugsweise mit ihren Stirnseiten gegeneinander gedrückt, und in einer Vakuumkammer miteinander verschweißt. Bei dem Schweißprozess kann die Elektronenstrahleinrichtung ortsfest angeordnet sein, und die in der Fügeposition relativ zueinander fixierten Rohrabschnitte können um ihre gemeinsame zentrale Längsachse gedreht werden. Alternativ können die Rohrabschnitte stillstehen und die Elektronenstrahleinrichtung in Umfangsrichtung um die zentrale Längsachse der Rohrabschnitte bewegt werden. Obgleich weniger bevorzugt, können schließlich die Rohrabschnitte um die zentrale Längsachse gedreht und gleichzeitig die Elektronenstrahl- Schweißeinrichtung in Umfangsrichtung bewegt werden. Die Relativbewegung zwischen den in der Fügeposition befindlichen Rohrabschnitten und der Elektronenstrahl- Schweißeinrichtung kann insbesondere kontinuierlich sein.
Vorzugsweise wird von außen geschweißt, d.h. die Elektronenstrahl-Schweißeinrichtung ist einer äußeren Umfangsfläche der Rohrabschnitte zugewandt. Grundsätzlich könnte stattdessen aber auch von innen geschweißt werden. In einer Variante wird sowohl von außen als auch von innen geschweißt. Über den äußeren Umfang oder gegebenenfalls inneren Umfang der in Fügeposition befindlichen Rohrabschnitte verteilt können zwei oder mehr Elektronenstrahl-Schweißeinrichtungen verteilt angeordnet sein und gleichzeitig schweißen. Grundsätzlich genügt jedoch eine einzige Elektronenstrahl-Schweißeinrichtung.
Nach dem Evakuieren der Kammer werden die miteinander zu verbindenden Bereiche vorgeheizt. Dies kann z.B. durch beidseitig der beabsichtigten Verschmelzung um die Walzenabschnitte gewickelte Widerstandsheizelemente erfolgen. In einer ebenfalls bevorzugten anderen Variante wird die Elektronenstrahl-Schweißeinrichtung auch zum Vorwärmen verwendet, indem sie beispielsweise mit einer geringeren Leistung als während des Schweißprozesses betrieben wird. Beim Vorwärmen mittels der Schweißeinrichtung kann die Relativgeschwindigkeit zwischen den in der Fügeposition befindlichen Rohrabschnitten und dem Elektronenstrahl gegenüber dem Schweißprozess variiert, insbesondere vergrößert sein. Für den Schweißprozess wird ein Elektronenstrahl mit einer Leistung von beispielsweise etwa 8OkV bevorzugt.
Der auf die Fuge, vorzugsweise Stoßfuge, zwischen den Walzenabschnitten und in der Flucht derselben gerichtete Elektronenstrahl verdampft den Stahl und bohrt sich eine Kapillare. Um diese herum schmilzt der Stahl auf. Erreicht der Strahl die geforderte Schweißtiefe, vorzugsweise die Innenbohrung bzw. den Hohlquerschnitt, werden die Rohrabschnitte in eine Drehung um ihre gemeinsame zentrale Längsachse versetzt, vorzugsweise mit einer gleichmäßigen Drehgeschwindigkeit. Der vorzugsweise stehende Strahl schmilzt dann das ihm bei der Drehbewegung entgegenkommende Material auf, das sich nach dem Passieren des Strahls hinter diesem miteinander verbindet. Wegen des geringen Durchmessers des Strahles, der zwischen 1/10 und 2 Millimeter, vorzugsweise wenigstens 0.5 mm und höchstens 1,5 mm, beträgt und einer Drehgeschwindigkeit, die vorzugsweise aus dem Bereich von 0,4 bis 1,2 mm pro Sekunde gewählt ist, gemessen am äußeren Umfang der Rohrabschnitte, und insbesondere etwa 1 mm pro Sekunde betragen kann, bleibt die sog. Wärmeeinflusszone der Verschmelzung eng begrenzt. Die vorstehenden Angaben gelten ebenso bei Umkehrung der Anordnung, falls nämlich die Schweißverbindung bei stillstehenden Rohrabschnitten und in Umfangsrichtung bewegtem Elektronenstrahl hergestellt wird. Selbst Abschnitte aus Stahl mit vergleichsweise hohem Kohlenstoffanteil, z.B. 62CrMoV6.3 (Kohlenstoffäquivalent = 0,69), der wegen seiner guten Härtbarkeit bevorzugt für Walzen in Papierkalandern eingesetzt wird, können auf diese Weise bei Wandstärken bis zu 180 mm und sogar auch noch darüber rissfrei miteinander verbunden werden. Dies gelingt u.a. dadurch, dass anders als bei den üblichen Schweißverfahren, kein zusätzliches Schweißgut in die Schmelze eingebracht werden muss.
Die miteinander zu verbindenden Rohrabschnitte und späteren Walzenabschnitte werden im Bereich der Verbindungsfuge vor dem Schweißen vorzugsweise vorerwärmt, bevorzugt auf eine Temperatur von wenigstens 1500C, bevorzugter auf eine Temperatur von etwa 4000C.
Der auf diese Weise aus zweien oder einer praktisch beliebigen Zahl von Schüssen bzw. Abschnitten miteinander verschmolzene Rohr- bzw. Walzenkörper wird vorzugsweise als Ganzes in einem Ofen einer Glühbehandlung unterzogen und anschließend vergütet, so dass die Gefugeveränderungen durch das lokale Schmelzen zumindest im Wesentlichen verschwinden. Anschließend wird der Körper wie ein gewöhnlicher Schmiedekörper weiterbearbeitet und durch z.B. Vergüten und/oder induktive Randschichthärtung weiter veredelt.
Vorteilhaft ist die Herstellung des aus einzelnen Rohrabschnitten zusammengesetzten Rohrkörpers für Rohrkörper ab einem Außendurchmesser von 800 mm und einer axialen Länge von 8 m und mehr, also einer Größenordnung, wie sie auch typischerweise bei Walzenkörpern für die Behandlung bahnförmiger Medien vorkommen.
Um einen Walzenkörper für eine Walze für die Behandlung eines bahnformigen Mediums herzustellen, werden in bevorzugten Ausführungen in dem verschweißten Walzenkörper, d.h. in dem aus den einzelnen Axialabschnitten zusammengesetzten Mantel, axiale Kanäle geformt, vorzugsweise gebohrt, die im Betrieb der Walze von einem Thermofluid durchströmt werden. An den beiden Stirnseiten des Walzenkörpers werden vorzugsweise Befestigungseinrichtungen für die Befestigung je eines Flanschzapfens erzeugt. Die Flanschzapfen dienen der Drehlagerung der Walze und in den bevorzugten Ausführungen als Einlass und Auslass für das Thermofluid.
Vorteilhafte Merkmale werden auch in den Unteransprüchen und deren Kombinationen beschrieben.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Figuren erläutert. An dem Ausführungsbeispiel offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:
Figur 1 zwei in einer Fügeposition gegeneinander auf Stoß positionierte Rohrabschnitte, die mittels Elektronenstrahlschweißen im Stoß gefügt werden, und
Figur 2 einen Querschnitt durch die Stoßfuge der Rohrabschnitte als Stirnansicht auf einen der beiden Rohrabschnitte. Figur 1 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Fügen zweier Rohrabschnitte 1 und 2 zu einem zusammengesetzten Walzenkörper, der einen Walzenmantel für eine Walze zur Behandlung eines bahnförmigen Mediums mittels Druck und/oder Temperatur bilden soll. Die Rohrabschnitte 1 und 2 sind rotationssymmetrisch. Sie werden in einer Vakuumkammer in einer Fügeposition, in der sie je an einer Stirnseite aneinander stoßen, gespannt. Die beiden aneinanderstoßenden Stirnflächen bilden die Fügeflächen der Rohrabschnitte 1 und 2. Die von den aneinanderstoßenden Fügeflächen gebildete Stoßfuge weist zu einer gemeinsamen Rotationsachse R der Rohrabschnitte 1 und 2 im rechten Winkel. Grundsätzlich ist eine andere Orientierung der Fuge, beispielsweise eine zur Rotationsachse R schräge Fuge, möglich.
Die Vakuumkammer wird für das Schweißen evakuiert. Die Rohrabschnitte 1 und 2 werden im Bereich der Fuge auf eine Temperatur von wenigstens 150°C, vorzugsweise auf etwa 400°C erwärmt.
Mit einer Elektronstrahl-Schweißeinrichtung 3 wird ein Elektronenstrahl 4 erzeugt. Bei dem Schweißvorgang fluchtet der Elektronenstrahl 4 mit der Fuge, d.h. er liegt in der Ebene der Fuge. Der Elektronenstrahl 4 weist einen Durchmesser von 0,5 mm auf und erzeugt im Fügebereich einen Schmelzkanal bzw. eine Schmelzkapillare 5 von etwa 2 mm Durchmesser. Sobald der Schmelzkanal 5 den Hohlquerschnitt der Rohrabschnitte 1 und 2 erreicht hat, werden die in der Fügeposition gespannten Rohrabschnitte 1 und 2 in eine gleichmäßige Drehbewegung um ihre gemeinsame zentrale Längsachse, die Rotationsachse R, versetzt, so dass der Elektronenstrahl 4 um die Rotationsachse R kontinuierlich fortschreitend im Fügebereich den schmalen Schmelzkanal 5 erzeugt und in Bezug auf die Drehrichtung der Walzenabschnitte 1 und 2 hinter dem Elektronenstrahl 4 das geschmolzene Material der Rohrabschnitte 1 und 2 kontinuierlich miteinander verschmilzt.
Das Elektronenstrahlschweißen eignet sich insbesondere für Rohrabschnitte 1 und 2 aus Stahl, insbesondere auch geschmiedetem Stahl, mit einer Wandstärke W aus dem Bereich von 150 bis 180 mm und auch größeren Wandstärken, wobei das Verhältnis des Außendurchmessers zum Innendurchmesser der miteinander zu verschweißenden Rohrabschnitte 1 und 2 wenigstens 2:1 betragen sollte, damit der Wärmeeintrag in die Fuge, d.h. längs des Schmelzkanals 5, in radialer Richtung noch gleichmäßig ist.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch die Stoßfuge, d.h. eine Stirnansicht auf einen der Rohrabschnitte, im Beispiel auf den Rohrabschnitt 2. Während des Schweißens werden die in der Fügeposition befindlichen Rohrabschnitte 1 und 2 kontinuierlich in die Drehrichtung D um die Rotationsachse R drehangetrieben. In der gewählten Sicht entspricht die Drehrichtung D dem Uhrzeigersinn. Die Elektronenstrahl-Schweißeinrichtung 3 ist so angeordnet und ausgerichtet, dass ihr Strahlauslass der Außenumfangsfläche der Rohrabschnitte 1 und 2 zugewandt in etwa auf der 3 -Uhr-Position angeordnet und der Elektronenstrahl 4 unter einem Winkel α schräg zu einer geraden Linie weist, die sich vom Zentrum des Strahlauslasses zur Rotationsachse R erstreckt. Wegen der Positionierung auf der 3 -Uhr-Position ist die genannte Verbindungslinie horizontal erstreckt. Der Elektronenstrahl 4 ist unter dem Winkel α schräg nach unten gerichtet. Die Schmelzkapillare 5 verläuft entsprechend von innen nach außen gesehen aufwärts. Durch die in Bezug auf die Rotationsachse R nicht radiale Ausrichtung des Elektronenstrahls wird eine Schweißbadsicherung erhalten. Der Winkel α beträgt zwischen 15° und 25°, vorzugsweise 20°.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Walzenkörpers (1 , 2), bei dem a) Rohrabschnitte (1, 2) jeweils aus Stahl mit einem Kohlenstoffäquivalent von wenigstens 0,45 und einer Wandstärke (W) von je wenigstens 130 mm b) axial nebeneinander angeordnet und b) mittels Elektronenstrahlschweißung miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 und wenigstens einem der folgenden Merkmale: die Rohrabschnitte (1, 2) weisen je eine Wandstärke (W) von wenigstens 150 nun auf; die Rohrabschnitte (1, 2) bestehen je aus Stahl mit einem Kohlenstoffäquivalent von wenigstens 0,5.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Rohrabschnitte (1, 2) aus Stahlguss, Walzstahl oder vorzugsweise Schmiedestahl verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein die Rohrabschnitte (1, 2) miteinander verschweißender Elektronenstrahl (4) in einer Stoßfuge der Rohrabschnitte (1, 2) bei dem Schweißen unter einem Winkel α > 0° und vorzugsweise höchstens 40° zu einer geraden Linie weist, die eine zentrale Längsachse (R) der Rohrabschnitte (1, 2) und einen Strahlauslass einer Elektronenstrahl-Schweißeinrichtung (3) miteinander verbindet, wobei die Längsachse (R) im späteren Betrieb des Walzenkörpers (1, 2) dessen Rotationsachse bildet.
5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch und wenigstens einem der folgenden Merkmale: der Elektronenstrahl (4) ist bei dem Schweißen schräg nach unten gerichtet; ein Strahlauslass einer den Elektronenstrahl (4) erzeugenden Schweißeinrichtung (3) ist in Bezug auf die in einer Fügeposition befindlichen Rohrabschnitte (1, 2) an einem Ort zwischen einer Zwei-Uhr-Position und einer Vier-Uhr- Position, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen bei der Drei-Uhr-Position angeordnet.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Herstellung einer Walze für die Behandlung eines bahnförmigen Mediums periphere, axiale Kanäle in dem Rohrkörper (1, 2) geformt, vorzugsweise gebohrt, werden für die Zirkulation eines flüssigen oder gasförmigen Wärmeträgermediums.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem an einer linken Stirnseite und einer rechten Stirnseite des Rohrkörpers (1, 2) Befestigungseinrichtungen für Walzenzapfen erzeugt werden, vorzugsweise Schraubbefestigungen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem der folgenden Merkmale: die Rohrabschnitte (1, 2) werden lokal im Bereich einer Stoßfuge vor dem Schweißen auf eine Temperatur von wenigstens 150°C, vorzugsweise wenigstens 200°C erwärmt; die Rohrabschnitte (1, 2) werden lokal im Bereich einer Stoßfuge vor dem Schweißen auf eine Temperatur von 400°C ± 50°C erwärmt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rohrabschnitte (1, 2) für das Schweißen lokal im Bereich einer Stoßfuge mittels einer externen Heizeinrichtung, vorzugsweise Induktionsspulen oder einer für den Schweißprozess verwendeten Elektronenstrahl-Schweißeinrichtung (3), vorerwärmt werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der geschweißte Walzenkörper (1, 2) einer Vergütung unterzogen wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der geschweißte Walzenkörper (1, 2) einer Randschichthärtung unterzogen wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rohrabschnitte (1, 2) mittels eines Elektronenstrahls (4) oder mehrerer Elektronenstrahlen miteinander verschweißt werden, und bei dem der Elektronenstrahl (4) oder die mehreren Elektronenstrahlen je einen Durchmesser von wenigstens 0,1 mm und höchstens 2 mm aufweist oder aufweisen.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rohrabschnitte (1, 2) relativ zueinander in einer Fügeposition gespannt werden, in der sie an einer Stoßfuge aneinander stoßen, und bei dem in der Stoßfuge mittels wenigstens eines Elektronenstrahls (4) ein Schmelzkanal (5) erzeugt wird, der einen Durchmesser von wenigstens 0.5 mm und höchstens 5 mm aufweist.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rohrabschnitte (1, 2) in einer Stoßfuge aneinander stoßend relativ zueinander in einer Fügeposition gespannt, während des Schweißens die in der Fügeposition befindlichen Rohrabschnitte (1, 2) um eine gemeinsame Längsachse (R) drehangetrieben werden oder eine Elektronenstrahl- Schweißeinrichtung (3) um die Längsachse (R) der in der Fügeposition befindlichen Rohrabschnitte (1, 2) entlang der Stoßfuge bewegt wird und bei dem die Rohrabschnitte (1, 2) und ein von der Elektronenstrahl-Schweißeinrichtung (3) erzeugter Elektronenstrahl (4) in Umfangsrichtung um die Längsachse (R) relativ zueinander eine Umfangsgeschwindigkeit aufweisen, die bezogen auf eine äußere Umfangsfläche der Rohrabschnitte (1, 2) wenige Millimeter pro Sekunde, vorzugsweise wenigstens 0.3 und höchstens 2 mm pro Sekunde, beträgt.
15. Walzenkörper einer Walze oder für eine Walze für die Behandlung eines bahnförmigen Mediums, a) wobei der Walzenkörper einen hohlzylindrischen ersten Walzenabschnitt (1) und einen hohlzylindrischen zweiten Walzenabschnitt (2) aufweist, b) die Walzenabschnitte (1, 2) je aus Stahl mit einem Kohlstoffäquivalent von wenigstens 0,45 bestehen c) und eine Wandstärke je von wenigstens 130 mm haben d) und wobei die Walzenabschnitte (1, 2) mittels Elektronenstrahlsch weißung in einer Fuge um die Rotationsachse (R) des Walzenkörpers (1, 2) umlaufend miteinander verbunden sind.
16. Walzenkörper nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die geschweißte Fuge parallel zu der Rotationsachse (R) gemessen eine Breite von höchstens 10 mm, vorzugsweise höchstens 5 mm, hat.
17. Walzenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkörper (1, 2) um eine Rotationsachse (R) verteilt angeordnete, axial erstreckte Temperierkanäle für die Durchleitung eines Wärmeträgermediums aufweist.
18. Walzenkörper nach einem der vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an einer linken und an einer rechten Stirnseite des Walzenkörpers (1, 2) jeweils Befestigungseinrichtungen für je einen der Drehlagerung um eine Rotationsachse (R) des Walzenkörpers (1, 2) dienenden Walzenzapfen vorgesehen sind.
19. Walzenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkörper (1, 2) an einer linken und an einer rechten Stirnseite je einen Walzenzapfen für die Drehlagerung um eine Rotationsachse (R) aufweist.
EP07818127A 2006-09-12 2007-09-12 Verfahren zur herstellung eines walzenkörpers und walzenkörper Withdrawn EP2064388A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006042752A DE102006042752A1 (de) 2006-09-12 2006-09-12 Verfahren zur Herstellung eines Rohrkörpers für die Weiterbearbeitung zu einer Walze
PCT/EP2007/007949 WO2008031581A1 (de) 2006-09-12 2007-09-12 Verfahren zur herstellung eines walzenkörpers und walzenkörper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2064388A1 true EP2064388A1 (de) 2009-06-03

Family

ID=38645693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07818127A Withdrawn EP2064388A1 (de) 2006-09-12 2007-09-12 Verfahren zur herstellung eines walzenkörpers und walzenkörper

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100022371A1 (de)
EP (1) EP2064388A1 (de)
JP (1) JP2010502859A (de)
DE (1) DE102006042752A1 (de)
WO (1) WO2008031581A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007121444A (ja) * 2005-10-25 2007-05-17 Bridgestone Corp 導電性ローラ
AT512939B1 (de) * 2012-06-26 2013-12-15 Karl H Dr Ing Schroeder Verfahren zur Herstellung einer Verbundwalze und damit hergestellte Verbundwalze
DE102013212343A1 (de) * 2013-06-26 2014-12-31 Voith Patent Gmbh Wärmeübertragungswalze und deren Herstellverfahren
CN104907685A (zh) * 2015-06-04 2015-09-16 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种大厚度35CrMnSi钢的真空电子束焊接方法
DE102019210423A1 (de) * 2019-07-15 2021-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Elektronenstrahlschweißen von Nickelbasis-Superlegierungen und Vorrichtung
DE102019210430A1 (de) * 2019-07-15 2021-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Elektronenstrahlschweißen von Nickelbasis-Superlegierungen und Vorrichtung
CN111545890B (zh) * 2020-04-02 2022-03-18 中国兵器科学研究院宁波分院 一种镁合金构件的真空电子束焊接方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3405855A (en) * 1966-03-11 1968-10-15 Beloit Corp Paper guide and drive roll assemblies
US3550826A (en) * 1968-07-03 1970-12-29 Chevron Res Method for preparing extremely fine fibrous webs
DE1939763A1 (de) * 1969-08-05 1971-02-18 Demag Ag Verfahren und Vorrichtung zum Schmelz-Schweissen von Rohren,insbesondere von Rohren aus Stahl
FR2297687A1 (fr) * 1975-01-16 1976-08-13 Commissariat Energie Atomique Dispo
US4338079A (en) * 1979-12-21 1982-07-06 Allis-Chalmers Corporation Method and apparatus for subjecting mineral particles to gas flow
CA1216158A (en) * 1981-11-09 1987-01-06 Akio Hara Composite compact component and a process for the production of the same
JPS59101293A (ja) * 1982-11-30 1984-06-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶接管の製造方法
JPS6293087A (ja) * 1985-10-18 1987-04-28 Kobe Steel Ltd 軸材の接合方法
JPS63132785A (ja) * 1986-11-25 1988-06-04 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 電子ビ−ム溶接方法
US5038459A (en) * 1987-03-04 1991-08-13 Hosiden Electronics Co., Ltd. Method of fabricating the diaphragm unit of a condenser microphone by electron beam welding
JPS63278682A (ja) * 1987-05-06 1988-11-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電子ビ−ム溶接方法
JPH0625379B2 (ja) * 1987-10-12 1994-04-06 住友金属工業株式会社 熱処理後靭性に優れた高炭素冷延鋼板の製造法
US5209283A (en) * 1988-07-08 1993-05-11 Mannesmann Ag Roll and/or roller for machines of continuous casting
JP2521542B2 (ja) * 1989-11-29 1996-08-07 第一高周波工業株式会社 中空ロ―ル用母材とその母材を用いた中空ロ―ルの製造方法
US5252185A (en) * 1990-11-30 1993-10-12 S. D. Warren Company Method and apparatus for calendering paper and internally heated roll
US5171404A (en) * 1990-11-30 1992-12-15 S. D. Warren Company Method and apparatus for calendering paper with internally heated roll
GB2257385B (en) * 1991-07-11 1994-11-02 Rolls Royce Plc Improvements in or relating to diffusion bonding
JPH05162912A (ja) * 1991-12-12 1993-06-29 Fuji Photo Film Co Ltd 張力保持用ゴムローラ
DE19637465C1 (de) * 1996-09-13 1997-12-18 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zum Strahlschweißen von härtbaren Stählen mittels Kurzzeitwärmebehandlung
JPH11285858A (ja) * 1998-04-06 1999-10-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電子ビーム溶接装置及び溶接方法
DE19828722C2 (de) * 1998-06-29 2001-06-21 Schwaebische Huettenwerke Gmbh Walzengruppe
DE19957847C5 (de) * 1999-12-01 2010-05-12 Shw Casting Technologies Gmbh Walze zur thermischen und mechanischen Behandlung eines bahnförmigen Produkts
FR2809645B1 (fr) * 2000-05-31 2002-09-27 Air Liquide Application d'un procede hybride laser-arc au soudage de tube
JP2005516778A (ja) * 2002-02-15 2005-06-09 デンマーク テクニスク ユニヴェルジテイト 電子ビーム処理の方法
DE10207505B4 (de) * 2002-02-22 2015-07-30 Shw Casting Technologies Gmbh Walze
JP4155074B2 (ja) * 2002-09-11 2008-09-24 住友金属工業株式会社 Ｂを含有するステンレス鋼材およびその製造方法
DE10304534A1 (de) * 2003-02-04 2004-08-05 Man Roland Druckmaschinen Ag Falzwalze einer Falzvorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
FI6695U1 (fi) * 2005-04-15 2005-05-26 Metso Paper Inc Termotela
US7652223B2 (en) * 2005-06-13 2010-01-26 Applied Materials, Inc. Electron beam welding of sputtering target tiles
KR100755925B1 (ko) * 2006-08-21 2007-09-06 주식회사 락앤락 공기 배출용 유로를 갖는 진공포장용 필름의 제조방법 및상기 필름을 사용한 진공 포장용 백의 제조방법
DE102007026386B4 (de) * 2007-06-06 2012-09-27 Shw Casting Technologies Gmbh Walzenkörper mit Profilkanälen für ein Temperierfluid

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008031581A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20100022371A1 (en) 2010-01-28
JP2010502859A (ja) 2010-01-28
WO2008031581A1 (de) 2008-03-20
DE102006042752A1 (de) 2008-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3266543B1 (de) Verfahren und anlage zur kombiniert additiven und umformenden fertigung
EP3368232B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines innengekühlten ventils für verbrennungsmotoren
WO2008031581A1 (de) Verfahren zur herstellung eines walzenkörpers und walzenkörper
EP3600694B1 (de) Verfahren zur rohrbeschichtung und beschichtungsanlage
EP3049200B1 (de) Verfahren zum warmschmieden eines nahtlosen hohlkörpers aus schwer umformbarem werkstoff
DE2731780A1 (de) Verfahren zur herstellung von plattierten stahlrohren
WO2011051496A1 (de) Verfahren zum herstellen eines hohlkörpers
EP3141335B1 (de) Verfahren zum herstellen eines bauteils mit einem aus stahl bestehenden kernabschnitt
DE102015111090B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen, mehrlagigen Rohrproduktes und Rund- oder Mehrkantblock zur Verwendung bei diesem Verfahren
EP2024654B1 (de) Verfahren zur herstellung eines wälzlagerbauteils
DE4112614C2 (de) Dorn zur Kalt- und/oder Warmumformung von metallischem Gut und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102007016071A1 (de) Außenring für Radlager
DE68916432T2 (de) Plattensystem mit doppelter legierung.
DE10202212A1 (de) Verfahren zum Erzeugen von aus metallischem Verbundwerkstoff bestehendem Band oder Blech
EP3016775B1 (de) Verfahren zur herstellung von hohlkörpern aus hochwarmfestem stahl
EP3025805A2 (de) Verfahren zum herstellen einer körperstruktur eines flugkörpers sowie vorrichtung einer flugkörperstruktur
DE102016116869A1 (de) Ofenrolle
EP2734318B1 (de) Walze für ein ringwalzwerk
DE202009012345U1 (de) Walze für eine Faserbahnmaschine
EP3691827B1 (de) Verfahren zum verbinden flächiger bauteile sowie verbundelement
DE102015111096B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen, mehrlagigen Rohrproduktes
EP4146949B1 (de) Verfahren zum herstellen von ringsegmenten und ringsegment für einen segmentierten wälzlagerring mit einer gehärteten wälzlagerlaufbahn
EP2573260A1 (de) Walze und Walzenbeschichtungsverfahren
DE4127875C2 (de) Rotor für Prall- oder Hammermühlen und Verfahren zum Herstellen eines Rotors
DE102016117914A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Bauteils oder Halbzeugs sowie Vorrichtung zur Durchführung desselben

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20090305

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK RS

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FI GB IT

17Q First examination report despatched

Effective date: 20100329

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B23K 15/04 20060101ALI20130415BHEP

Ipc: F16C 13/00 20060101ALI20130415BHEP

Ipc: D21G 1/02 20060101AFI20130415BHEP

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20130508

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20130919