DE29612421U1

DE29612421U1 - Auflagetisch für die Hartlegierungsauftragsschweißung von Stahlplatten

Info

Publication number: DE29612421U1
Application number: DE29612421U
Authority: DE
Original assignee: FRITZ FREIER BERGBAUMASCHINEN
Current assignee: FRITZ FREIER BERGBAUMASCHINEN
Priority date: 1996-07-17
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 1996-10-17
Anticipated expiration: 2006-07-18

Description

(17 643)

Auflagetisch für die Hartlegierungsauftragsschweißung von

Stahlplatten

Die Neuerung betrifft einen Auflagetisch für die Hartlegierungsauftragsschweißung von Stahlplatten, bestehend aus einem Plattenauflagerahmen mit unter diesem angeordneten Mitteln zur Beaufschlagung der Stahlplattenunterseite mit einem flüssigen Kühlmedium während der Auftrags schweißung .

Für die Herstellung von sogenannten Verschleißblechen ist es grundsätzlich bekannt, Bleche aus normalem Kohlenstoffstahl per Auftragsschweißung mit Hartlegierungen auf Eisen-Chrom-Kohlenstoffbasis zu beschichten. Während der Auftragsschweißbeschxchtung der auf einen rahmenartigen Auflagetisch ruhenden Stahlplatte wird diese auf ihrer Unterseite im wesentlichen parallel zur auf der Oberseite erfolgenden Auftragsschweißung zwecks Kühlung mit geeigneten Mitteln beduscht. Nach DE-Z "Schweißen und Schneiden" 35 (1983) Heft 8, Seiten 362-265 ist es ebenfalls bekannt, daß die Art der Kühlung einen nicht unwesentlichen Einfluß auf die Eigenschaften (Härte, Verschleißfestigkeit) und die Gefügeausbildung der Hartlegierungsbeschichtung hat, d.h., die MzC3-Primärcarbide und eutektische Carbide enthaltende Matrix besteht bei hohen Abkühlgeschwindigkeiten aus übersättigtem Austenit, der mit abnehmender Abkühlgeschwindigkeit zunehmend in

Perlitt zerfällt. Im gleichen Maße wie der Austenitzerfall zunimmt, werden die Härte und die Verschleißfestigkeit der Auftragsschweißungen geringer.

Soweit bekannt, sind, aus welchen Gründen auch immer, für die Umsetzung dieser Erkenntnis in die Praxis noch keine geeigneten Maßnahmen und Mittel vorgeschlagen worden, die dieser Erkenntnis Rechnung tragen, d.h., Maßnahmen und Mittel, die bei der Auftragsschweißung durch gezielte Kühlmediumsführung zu einer reproduzierbar gleichmäßigen und verbesserten Härte und damit Verschleißfestigkeit der Auftragsbeschichtung führen. Mit der vorerwähnten und bislang trotz obiger Erkenntnis weiter praktizierten "Beduschung", die praktisch zur punktuellen bzw. differentiellen Abschreckung der Stahlplatte unterhalb des jeweiligen Schweißbereiches führt, ist dies, wie sich gezeigt hat, nicht erreichbar.

Von dieser Sachlage ausgehend, liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, einen Auflagetisch der eingangs genannten und bislang verwendeten Art dahingehend zu verbessern, daß durch gezielte und gesteuerte Kühlung Härte und Verschleißfestigkeit von auftragsschweißbeschichteten Verschleißblechen wesentlich verbessert sind.

Diese Aufgabe ist mit einem Auflagetisch der eingangs genannten Art nach der Neuerung dadurch gelöst, daß der Rahmen die Randoberfläche eines quaderförmigen Kühlmediumstroges bildet, in dem ein sich mit seinen oberen

Rändern in der Rahmenebene erstreckendes, aus Vertikalstegen gebildetes Strömungsleitrost angeordnet ist, wobei auf der einen Seite des Kühlmediumstroges den vom Strömungsleitrost gebildeten, in Schweißverlaufrichtung orientierten Strömungskanälen je ein mit steuerbarem Ventil versehener Kühlmediumszulaufanschluß und auf der anderen, gegenüberliegenden Seite ein Kühlmediumsablaufsammler mit Ablaufanschlußleitung zugeordnet ist, an dem, über dessen Länge gleichmäßig verteilt, mehrere Thermosensoren angeordnet sind, und daß die für alle Kühlmediums zu lauf anschlüsse gemeinsamen Kühlmediumszulaufleitung mit einem Thermosensor versehen ist, der wie die Thermosensoren am Kühlmediumsablaufsammler über eine auch die Schweißgeschwindigkeit mit erfassender Steuerung mit den Ventilen in Verbindung steht.

Auf einem solchen Auflagetisch hergestellte Verschleißplatten bzw. Verschleißbleche zeigen dank der gezielten und gesteuerten, nicht nur punktuell, sondern flächig wirkenden Kühlung und damit schneilesn aber gleichmäßigen Wärmeabfuhr aus dem Trägerwerkstoff praktisch um den Faktor zwei verbesserte Härte und Verschleißfestigkeit. Wesentliche Voraussetzung ist dafür, daß einerseits das Kühlmedium im Trog mit der mit der Hartlegierung zu beschichtenden Trägerplatte ganzflächig in Kontakt steht und die Kuhlmediumsdurchstromung den Streifen auf der Unterseite der Trägerplatte bespült, über dem die Auftragsschweißraupe entweder als Einzelreuipe oder als Pendelraupe verlegt wird, wofür das Strömungsleitrost in Ver-

bindung mit den zu den jeweiligen Kanälen gehörenden Ventilen dient. Wichtig ist dabei, daß nur der Strömungskanal im Rost Kühlmittelzufuhr erhält, über den die Auftragsschweißung erfolgt, da nur dies eine weitgehend exakte Temperaturkontrolle des Kühlmediums auf der Abflußseite des Auflagetisches gewährleistet.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Auflagetisches bestehen in Folgendem:

Die Ablaufanschlußleitung des Kühlmediumstroges ist über einen temperierbaren Kühlmediumsbehälter mit der Kühlmediumszulaufleitung verbunden, und in dieser oder der Ablaufanschlußleitung ist eine Pumpe angeordnet. Dadurch ist ein Kühlmediumskreislauf gegeben.

Das Strömungsleitrost ist mit einer Höhe bemessen, die die Größenordnung eines Drittels der Tiefe des Kühlmediumstroges entspricht. Damit steht unter dem Strömungsleitrost eine große Wärmeaufnahmekapazität zur Verfügung, ohne daß dadurch die jeweils betroffene Temperatursensorik am Ablauf sammler unmittelbar teingiert wird.

Um unter der jeweiligen Auftragsschweißstelle das Wärmeaufnahmevermögen des dort durchströmenden Kühlmediums zu erhöhen, sind die Stege des Strömungsleitrostes mit über ihre ganze Länge verteilten Querstromöffnungen versehen.

Abgesehen davon, daß dadurch das Strömungsleitrost konstruktiv stabilisiert wird, sorgen mit Öffnungen versehene Querstege, die das Strömungsleitrost zu einem Gitterrost werden lassen, für eine Kammergliederung der Strömungsleitkanäle, wobei aber durch die in Durchströmrichtung weisenden Öffnungen der Kühlmediumsdurchsatz beschleunigt wird, wobei aber gleichzeitig auch ein gewisser Teil des Kühlmediums aus den Kammern bzw. der unmittelbar betroffenen Kammer in die Nachbarkanäle bzw. Nachbarkammern gelangen kann.

Mit Rücksicht auf den notwendigen Permanentkontakt des Kühlmediums mit der zu belegenden Stahlplatte ist am Rahmen ringsum eine Flachdichtung angeordnet, die die Rahmenebene geringfügig überragt und auf der somit die Stahlplatte dicht aufliegt, um an den Kühlmediumstrog einen Kühlmediumsvorratsbehälter anzuschließen, der aber auch, was noch näher erläutert wird, vom Kühlmediumsablauf sammler repräsentiert werden kcinn.

Der neuartige Auflagetisch wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 perspektivisch den Auflagetisch und

Fig. 2 schematisch die Steuerung für den Auflagetisch.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der Auflagetisch aus einem Plattenauflagerahmen 1 mit unter diesem angeordneten Mitteln zur Beaufschlagung der Stahlplattenunterseite mit einem flüssigen Kühlmedium wahrend der Auftragsschweißung. Die aufgelegte,., mit ST bezeichnete Stahlplatte ist nur als Teilstück verdeutlicht, um die Sicht in den Auflagetisch darstellen zu können, für den das Folgende wesentlich ist:

Der Rahmen 1 bildet die Randoberfläche eines quaderförmigen Kühlmediumstroges 2, in dem ein sich mit seinen oberen Rändern 3 in der Rahmenebene E erstreckendes, aus Vertikalstegen 4' gebildetes Strömungsleitrost 4 angeordnet ist. Auf der einen Seite des Kühlmediumstroges 2 ist den vom Strömungsleitrost 4 gebildeten, in Schweißverlaufrichtung orientierten Strömungskanälen 5 je ein mit steuerbarem Ventil 6 versehener Kühlmediumszulaufanschluß

7 zugeordnet. Auf der anderen Seite befindet sich ein ILühlmediumsablaufsammler 8 mit Ablaufanschlußleitung 9, an dem, über dessen Länge L gleichmäßig verteilt, mehrere Thermosensoren 10 zugeordnet sind. Ferner ist die für alle Kühlmediumszulaufanschlüsse 7 gemeinsame Kühlmediumszulaufleitung 11 mit einem Thermosensor 12 versehen, der wie die Thermosensoren 10 am Kühlmediumsablaufsammler

8 über eine auch die Schweißgeschwindigkeit mit erfassende Steuerung ST mit den Ventilen 6 in Verbindung steht (siehe Fig. 2). Ebenfalls unter Verweis auf Fig. 2 ist die Ablaufanschlußleitung 9 über einen temperierbaren

Kühlmediumsbehälter 13 mit der Kühlmediumszulaufleitung 11 verbunden, in der eine Pumpe P angeordnet ist.

Aus den genannten Gründen und beim gemäß Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Strömungsleitrost 4 mit einer Höhe H bemessen, die etwa einem Drittel der Tiefe T des Kühlmediumstroges 4 entspricht. Um die Wärmeabfuhr aus dem jeweils betroffenen Strömungskanal 5 nicht nur auf die Strömungsrichtung zu beschränken, sind die Stege 4' des Strömungsleitrostes 4 mit über ihre ganze Länge verteilten QuerStromöffnungen 4" versehen. Außerdem ist das Strömungsleitrost 4 durch ebenfalls mit Öffnungen 14' versehene QuerStege 14 in Form eines Gitterrostes ausgebildet, welche Öffnungen 14' bei dieser Ausfuhrungsform zwingend erforderlich sind, um die Kanäle 5 vom Kühlmedium überhaupt durchströmen lassen zu können.

Schließlich ist am Rahmen 1 ringsum eine Flachdichtung 15 angeordnet, die die Rahmenebene E geringfügig überragt und auf der die auftragszubeschichtende Stahlplatte SP aufgrund ihres Gewichtes dichtend aufliegt. Bei bis zu Oberkante Flachdichtung 15 mit Kühlmedium gefülltem Kühlmediumstrog 2 ist auch gewährleistet, daß sich das Kühlmedium in Kontakt mit der Unterseite der ebenflächigen Stahlplatte SP befindet. Um diesen Kontakt in der Praxis sicher zu gewährleisten, besteht eine vorteilhafte Weiterbildung des Auflagetisches darin, daß am Kühlmediumstrog 2 ein Kühlmediumsvorratsbehälter 8' angeschlossen ist. Dies ist insoweit nicht besonders dargestellt, da

J* · It * * ·»&diams;

ohne weiteres mit der Maßgabe vorstellbar, daß diese Vorratsbehälter in bezug auf die Rahmenebene E ausreichend höher angeordnet und in der Verbindungsleitung zu Kühlmediumstrog ein Öffnungs- und Schließventil angeordnet ist. Dargestellt ist vielmehr der in diesem Sinne besonders ausgestaltete Kühlmediumsablaufsammler 8, der somit gleichzeitig den Vorratsbehälter 8' repräsentiert. Die Ablaufanschlußleitung 9 ist dabei etwas über der Ebene E an dem Ablauf sammler 8 angesetzt, so daß bei durch die aufgelegte Stahlplatte SP geschlossenem Kühlmediumstrog 2 bzw. Gesamtsystem deis Kühlmediumsniveau zwangsläufig mit der Stahlplattenunterfläche zusammenfällt und damit ein ganzflächiger Kühlmediumskontakt zur Stahlplatte SP gewährleistet ist.

In Fig. 2 sind sämtliche im wesentlichen bereits vorbeschriebene Elemente mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der hier mit schematisch dargestellte Kühlmediumsbehälter 13 ist in geeigneter Weise temperierbar (hier natürlich im wesentlichen kühlbar) ausgebildet, und der die Auftragsschweißung bewirkende Schweißkopf ist mit SK bezeichnet, der entweder einspurige Längsraupen LR parallel oder Pendelraupen PR verlegt. Sämtliche mit dem Auftragsschweißvorgang verbundene Parameter sind dabei über die Steuerung ST erfaßt, d.h., die Pumpe P (Fördermenge), Schweißkopf SK (Schweißgeschwindigkeit), Ventile 6 (Beschichtung der Kanäle 4), Thermosensor 12 (Temperatur des zugeförderten Kühlmediums)_f Thermosensoren 10 (Temperatur des ablaufenden Kühlmediums) und schließlich

4 · Il &diams;· · · ·

auch der Kühlmediumsbehälter 13 (Abkühlung des Kühlmediums auf für die jeweilige Auftragsschweißung günstigste Ausgangstemperatur).

Claims

- &iacgr;&agr; -. (17 643) Schutzansprüche:

1. Auflagetisch für die Hartlegierungsauftragsschweißung von Stahlplatten, bestehend aus einem Plattenauf lager ahme &eegr; (1) mit unter diesem angeordneten Mitteln zur Beaufschlagung der Stahlplattenunterseite mit einem flüssigen Kühlmedium während der Auftragsschweißung,

dadurch gekennzeichnet,
daß der Rahmen (1) die Randoberfläche eines quaderförmigen Kühlmediumstroges (2) bildet, in dem ein sich mit seinen oberen Rändern (3) in der Rahmenebene (E) erstreckendes, aus Vertikalstegen (4¹) gebildetes Strömungsleitrost (4) angeordnet ist, wobei auf der einen Seite des Kühlmediumstroges (2) den vom Strömungsleitrost (4) gebildeten, in Schweißverlaufrichtung orientierten Strömungskanälen (5) je ein mit steuerbarem Ventil (6) versehener Kühlmedxumszulaufanschluß (7) und auf der anderen, gegenüberliegenden Seite ein Kühlmediumsablaufsammler (8) mit Ablaufanschlußleitung (9) zugeordnet ist, an dem, über dessen Läncfe (L) gleichmäßig verteilt, mehrere Thermosensoren (10) angeordnet sind, und daß die für alle Kühlmediunis zulauf anschlüsse (7) gemeinsame Kühlmediumszulaufleitung (11) mit einem Thermosensor (12) versehen ist, der wie die Thermosensoren (10) am Kühlmediumsablaufsammler (8) über

eine auch die Schweißgeschwindigkeit mit erfassende Steuerung (ST) mit den Ventilen (6) in Verbindung steht.

2. Auflagetisch nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Ablaufanschlußleitung {9) über einen temperierbaren Kühlmediumsbehälter (13) mit der Kühlmediums zulauf leitung (11) verbunden und in dieser oder der Ablauf anschlußleitung (9) eine Pumpe (P) angeordnet ist.

3. Auflagetisch nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Strömungsrost (4) mit einer Höhe (H) bemessen ist, die die Größenordnung eines Drittels der Tiefe (T) des Kühlmediumstroges (4) entspricht.

4. Auflagetisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Stege (4¹) des Strömungsleitrostes (4) mit über ihre ganze Länge verteilten Querstromöffnungen (4") versehen sind.

5. Auflagetisch nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Strömungsleitrost (4) durch mit Öffnungen (14') versehene Querstege (14) in Form eines Gitterrostes ausgebildet ist.

6. Auflagetisch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Kühlmediumstrog (2) ein Kuhlmediumsvorratsbehälter (8') angeschlossen ist,