DE3533344A1

DE3533344A1 - Wear-resistant deposition on highly stressed, metallic components, method of applying the deposition and apparatus for carrying out the method

Info

Publication number: DE3533344A1
Application number: DE19853533344
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Hunoldt
Original assignee: RAUTENKRANZ INT HERMANN
Current assignee: RAUTENKRANZ INT HERMANN
Priority date: 1985-09-16
Filing date: 1985-09-16
Publication date: 1987-03-26
Also published as: DE3632652C2; DE3533344C2; DE3632652A1

Abstract

Component (15) with plane, welded-on hardfacing with hard particles statically distributed over the radial and axial cross-section, and method and apparatus for producing it. The apparatus (10) essentially comprises an inductively operating longitudinal scanning means (30) and a welding torch (23) which is vertically and longitudinally adjustable in a swivel device (31). The welding torch (23) performs an oscillating movement which is retarded at the end points of the individual welding beads. It is operated with a pulsed current supply (20) for inert-gas welding. The coolant cooling the welding torch is cooled by an additional cooling unit (19). The penetration velocity of the hard particles is statically influenced by a metering nozzle. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft zunächst eine verschleißfeste, in mehreren nebeneinandergelegten Schweißraupen aufgetragene Auftragsschweißung für hochbeanspruchte metallische Bauteile, insbesondere eine Verschleißschutzschicht oder Panzerung für Tiefbohrrohre mit eingeschmolzenen Hartteilchen, sodann ein Auftragsschweiß-Verfahren zum Aufbringen einer Panzerung auf ein Bauteil, insbesondere Tiefbohrrohr bei dem mittels eines parallel zur Rohrachse pendelnd verfahrbaren, mit Kühlmittel gekühlten Schweißbrenners und eines Trägerwerkstoffs (Schweißzusatzwerkstoff) ein definiertes Schweißbad erzeugt wird und in dieses Schweißbad eine Vielzahl von den Verschleiß vermindernde Hartteilchen eingebracht werden, und schließlich eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Panzerung auf ein Tiefbohrrohr mit einem längs der Bauteilachse pendelnd verfahrbaren, mit einer gepulsten Schweißstromquelle verbundenen Schweißbrenner, mit dem in vorgewärmten Ausnehmungen des Bauteils ein Schweißbad eines Trägerwerkstoffs (Schweißzusatzwerkstoff) aufgeschmolzen wird, und einem Dosiergerät zum Einbringen von Hartteilchen in das Schweißbad.The invention first relates to a wear-resistant, in several welding beads placed next to each other Build-up welding for highly stressed metallic components, especially a wear protection layer or armor for deep drilling pipes with melted hard particles, then a build-up welding process for applying a Armor on a component, especially deep well pipe which can be moved by means of an oscillating motion parallel to the tube axis, coolant-cooled welding torch and one Carrier material (filler metal) a defined Weld pool is generated and in this weld pool a variety introduced by wear-reducing hard particles and finally an application device armor on a deep well with one oscillating along the component axis, with a pulsed Welding power source connected welding torch, with the preheated recesses in the component Weld pool of a carrier material (filler metal) is melted, and a dosing device for introduction of hard particles in the weld pool.

Ein derartiges Tiefbohrrohr wie es beispielsweise in der US-PS 3 7 84 238 beschrieben ist, unterliegt oft einem starken abrasiven Verschleiß, da Bohrlöcher nie gerade verlaufen und das Bohrgestänge dadurch unterschiedlich am Gebirge anläuft. Um die Gefahr des Abreißens und damit verbundene zeit- und kostenaufwendige Bergungsarbeit zu vermeiden, werden die Tiefbohrrohre an den besonders beanspruchten Stellen mit einer Panzerung versehen. Diese Panzerungen bestehen aus einer Stahllegierung mit eingelagerten Hartteilchen, meistens Wolframkarbidteilchen, die durch Auftragsschweißen aufgetragen werden. Diese Auftragsschweißung geschieht in mehreren nebeneinander liegenden Schweißraupen, wobei die Schweißraupen bei bisher üblichen Panzerungen an den Übergängen von einer Raupe zur nächstfolgenden überstehen und eine etwa wellenförmige Oberfläche bilden. Dabei kann es an diesen Übergängen zu einer die Qualität beeiträchtigenden Kerbwirkung kommen.Such a deep drilling pipe as it is for example in the U.S. Patent No. 3,784,238 is often subject to a strong one abrasive wear, as boreholes never run straight and the drill pipe is different on the mountains starts up. To the risk of tearing and related avoid time-consuming and costly salvage work, are the deep drilling pipes on the particularly stressed Armored areas. These armor plates exist made of a steel alloy with embedded hard particles, mostly tungsten carbide particles by build-up welding be applied. This build-up welding happens in several side by side Welding beads, the welding beads in the usual ones Armor at the transitions from one caterpillar to the next survive and an approximately wavy surface form. It can be at these transitions to a Quality notching effect.

Die verschleißmindernden Hartteilchen werden mit einem Dosiergerät mit Hilfe der Gravitation eingebracht. Sie fallen dabei auf das Schweißbad und konzentrieren sich nur an der äußeren Oberfläche der Panzerung, die damit zum einem Großteil wirkungslos wird.The wear-reducing hard particles are with a dosing device introduced with the help of gravity. They fall doing this on the weld pool and just focus on the outer surface of the armor, which for the most part becomes ineffective.

Die Tiefbohrrohre laufen jedoch im oberen Teil des Bohrloches nicht im Gebirge, sondern in Schutzrohren, den sog. Casings. Da die Panzerungen wesentlich härter als die Casings sind, besteht bei zu weit überstehenden wellenförmigen Übergängen von einer Raupe zur nächsten die Gefahr, daß zwar nicht die Tiefbohrrohre, dafür aber die Casings so stark verschlissen werden, daß diese abreißen können.However, the deep drilling pipes run in the upper part of the borehole not in the mountains, but in protective pipes, the so-called Casings. Because the armor is much harder than that Casings are made when the wavy protrudes too far Transfers from one caterpillar to the next the danger that not the deep drilling pipes, but the Casings are so worn out that they tear off can.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Tiefbohrrohr der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die Kerbwirkung und die Verschleißgefahr an den Casings weitgehend vermieden wird, eine Verfahren zu schaffen, mit dem derartige Tiefbohrrohre hergestellt werden können, sowie eine Vorrichtung zu schaffen, mit der dieses Verfahren durchgeführt werden kann.The object of the invention is to provide a deep drilling pipe at the beginning to create described type in which the notch effect and largely avoided the risk of wear on the casings is to create a method with which such deep drilling pipes can be produced, as well as a device with which to perform this procedure can.

Gelöst wird diese Aufgabe zunächst dadurch, daß die Hartteilchen über den gesamten radialen und axialen Querschnitt der Panzerung statistisch verteilt sind und die einzelnen Schweißraupen der Auftragsschweißung eine im wesentlichen gleiche, ebene Oberfläche aufweisen. Durch diese Maßnahmen wird ein Tiefbohrrohr geschaffen, bei dem die Oberfläche der Panzerungen keine den Verschleiß und die Kerbwirkung fördernde, überstehende Schweißraupen aufweisen und die in engen Grenzen maßgenau sind.This task is first solved in that the hard particles over the entire radial and axial cross section the armor are statistically distributed and the individual Deposition welds are essentially one have the same, flat surface. Through these measures a deep drilling pipe is created in which the surface of the Armouring does not promote wear and notch effect, have protruding weld beads and the in narrow limits are accurate.

Die Aufgabe zur Schaffung eines zur Herstellung dieser Tiefbohrrohre geeigneten Verfahren wird dadurch gelöst, daß der Schweißbrenner durch einen induktiv abgetasteten Längsvorschub automatisch parallel verfahren wird, die Pendelbewegung des Schweißbrenners an mindestens einem der Endpunkte einer jeden Schweißraupe zeitlich verzögert wird und die Hartteilchen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in das Schweißbad eingebracht werden.The job of creating one to make this Process suitable for deep drilling pipes is solved by that the welding torch is scanned by an inductively Longitudinal feed is automatically moved in parallel Pendulum movement of the welding torch on at least one of the End points of each welding bead is delayed and the hard particles at different speeds be introduced into the weld pool.

Bei einer zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Vorrichtung wird die Aufgabe weiter gelöst durch
- eine Pendelvorrichtung zur Durchführung einer definierten Pendelbewegung während des Aufschweißens einer Schweißraupe;
- eine Längsabtastung mit definierter, induktiver Abtastung, zum automatischen Vorschub des Schweißbrenners auf die Position der nächstfolgenden Schweißraupe;
- eine die Pendelbewegung des Schweißbrenners an mindestens einem der Endpunkte einer jeden Schweißraupe zeitlich verzögernde Feinsteuerung und
- eine die Eindringgeschwindigkeit der zugeführten Teilchen statistisch beeinflussenden Dosierdüse.In a device suitable for carrying out this method, the object is further achieved by
- A pendulum device for performing a defined pendulum movement during the welding of a welding bead;
- a longitudinal scanning with defined, inductive scanning, for the automatic advance of the welding torch to the position of the next welding bead;
a fine control which delays the pendulum movement of the welding torch at at least one of the end points of each welding bead and
- A metering nozzle which statistically influences the penetration speed of the supplied particles.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben; es zeigt:Further advantageous measures are in the subclaims described. The invention is in the accompanying drawing shown and will be described in more detail below; it shows:

Fig. 1 den Schnitt durch ein Tiefbohrrohr, ausschnittsweise, mit Panzerung mit ebener Oberfläche und statistisch verteilten Hartteilchen; Figure 1 shows the section through a deep drilling pipe, in sections, with armor with a flat surface and statistically distributed hard particles.

Fig. 2 die schematische Darstellung einer Schweißanlage zur Herstellung von Tiefbohrrohren nach der Fig. 1; FIG. 2 shows the schematic representation of a welding system for producing deep drilling pipes according to FIG. 1;

Fig. 3 die Detaildarstellung der Schwenkvorrichtung einer Schweißanlage nach der Fig. 2; . Figure 3 shows the detail of the swivel mechanism of a welding plant according to the Fig. 2;

Fig. 4 eine Dosierdüse zum statistischen Einbringen von Hartteilchen in das Schweißbad; Figure 4 is a dispensing nozzle for statistical incorporation of hard particles in the weld pool.

Fig. 5 die Detaildarstellung einer Spannkluppe zum Halten der zu bearbeitenden Bauteile mit austauschbaren Spannbacken. Fig. 5 shows the detailed view of a clamp for holding the components to be machined with interchangeable jaws.

Fig. 6 die Detaildarstellung eines Vorwärmbrenners in Arbeitsstellung; Fig. 6 shows the detailed view of a heating torch in the working position;

Fig. 7 die Draufsicht auf einen Vorwärmbrenner in Ruhestellung nach der Fig. 6. Fig. 7 is a plan view of a preheat burner in the rest position according to FIG. 6.

Das in der Fig. 1 dargestellte Tiefbohrrohr 15 ist mit einer Verdickung 37 mit einem größeren Durchmesser 54 versehen, in der eine Ausnehmung 28 vorgesehen ist. In diese Ausnehmungen 28 ist die Panzerung 34 durch Auftragsschweißen aufgetragen. Die Ausnehmungen 28 werden vor dem Aufbringen der Panzerung beispielsweise ausgedreht und weisen eine radiale Tiefe von ca. 2-8 mm auf. Ein Panzerung 34 besteht aus mehreren nebeneinander aufgetragenen Schweißraupen 35 und kann auch die Elevatorschulter 32 überdecken, mit der die Rohrverdickung 37 wieder von ihrem großen Durchmesser 54 auf den kleineren Durchmesser 55 des Tiefbohrrohres 15 zurückgeführt wird.The deep drilling pipe 15 shown in FIG. 1 is provided with a thickening 37 with a larger diameter 54 , in which a recess 28 is provided. The armor 34 is deposited in these recesses 28 by build-up welding. The recesses 28 are, for example, turned out before the armor is applied and have a radial depth of approximately 2-8 mm. Armor 34 consists of a plurality of welding beads 35 applied side by side and can also cover the elevator shoulder 32 , with which the tube thickening 37 is returned from its large diameter 54 to the smaller diameter 55 of the deep drilling tube 15 .

In seinem axialen und radialen Querschnitt sind durch Gravitation eingebrachte Hartteilchen 33 statistisch verteilt, so daß es an keiner Stelle zu unerwünschten Hartteilchenkonzentrationen kommt. Als Hartteilchen wird vorzugsweise Wolframkarbidpulver mit breit gestreuter Kornfraktion verwendet. Die Oberfläche 36 der Panzerung 34 ist im wesentlichen eben.In its axial and radial cross section, hard particles 33 introduced by gravitation are statistically distributed so that undesired hard particle concentrations do not occur at any point. Tungsten carbide powder with a broadly distributed grain fraction is preferably used as the hard particle. The surface 36 of the armor 34 is essentially flat.

Die in der Fig. 2 dargestellte Schweißanlage 10 besteht im wesentlichen aus einem Grundrahmen11 mit Laufschienen 12, auf denen ein Maschinenwagen 13 verfahrbar ist, sowie aus Rollenböcken 14 zur Aufnahme des zu bearbeitenden Bauteils, beispielsweise einem Tiefbohrrohr 15. Das Tiefbohrrohr 15 ist an einem Ende in einer Spannkluppe 16 gehalten und mittels einer stufenlos regelbaren Drehvorrichtung 17 auf den Rollenböcken 14 um seine Längsachse drehbar. Die Spannkluppe 16, die in der Fig. 5 im Detail dargestellt ist, weist austauschbare Spannbecken 43 auf. Dadurch können auch Rohre mit unterschiedlichen Außendurchmessern leicht und sicher gehalten werden, ohne daß die ganze Spannkluppe 16 ausgewechselt werden muß. The welding system 10 shown in FIG. 2 essentially consists of a base frame 11 with running rails 12 , on which a machine carriage 13 can be moved, and of roller blocks 14 for receiving the component to be machined, for example a deep drilling pipe 15 . The deep drilling pipe 15 is held at one end in a clamping clip 16 and can be rotated about its longitudinal axis on the roller stands 14 by means of a continuously variable rotating device 17 . The clamping clip 16 , which is shown in detail in FIG. 5, has exchangeable clamping basins 43 . As a result, even pipes with different outside diameters can be held easily and securely without the entire clamp 16 having to be replaced.

Die in der Fig. 3 im Detail dargestellte Schweißvorrichtung 40 besteht im wesentlichen aus einem Maschinen-Schutzgasschweißbrenner 23, der mit einem Querausleger 53 an einer Höhensäule 22 befestigt und höhenverstellbar ist. Der Schweißbrenner 23 dient zum Aufschmelzen eines Schweißbades in der Ausnehmung 28 des Tiefbohrrohrs 15, wobei dem Schweißbad ein auf einer Schweißdrahtrolle 24 bevorrateter Schweißdraht 39 durch eine Zuführung 25 zugeführt wird.The welding apparatus 40 shown in Fig. 3 in detail consists essentially of a machine-inert gas welding torch 23, which is fixed and with a cross-arm 53 at a height of column 22 is adjustable in height. The welding torch 23 is used to melt a weld pool in the recess 28 of the deep-bore tube 15 , a weld wire 39 stored on a welding wire roll 24 being fed to the weld pool through a feed 25 .

Die Schweißvorrichtung 40 ist über ein Drehgelenk 63 mit einer Schwenkvorrichtung 31 verbunden und schwenkbar gelagert. Die Schwenkvorrichtung 31 ist mit einem der Höhensäule 22 zugeordneten Querausleger 53 verbunden; sie kann dadurch in jede gewünschte Schräglage zur Längsachse des Tiefbohrrohres 15 geschwenkt werden. Durch diese Maßnahmen ist es möglich, den Schweißbrenner 23 senkrecht zu den abgewinkelten Elevatorschultern 32 zu führen und die Panzerung 34 auch bis hier aufzutragen. Die Pendelbreite des Schweißbrenners 23 in Längsrichtung des Tiefbohrrohres 15, die der Breite einer Schweißraupe 35 entspricht, ist über eine Gewindespindel 41 und Endschalter 56 stufenlos einstellbar; auch die Pendelgeschwindigkeit ist stufenlos einstellbar. Den Übergang von einer Schweißraupe 35 zur nächstfolgenden bewirkt eine induktiven Längsabtastung 30.The welding device 40 is connected to a swivel device 31 via a swivel joint 63 and is pivotably mounted. The swiveling device 31 is connected to a cross arm 53 assigned to the height column 22 ; it can thereby be pivoted into any desired inclined position with respect to the longitudinal axis of the deep drilling pipe 15 . These measures make it possible to guide the welding torch 23 perpendicularly to the angled elevator shoulders 32 and to apply the armor 34 up to here. The pendulum width of the welding torch 23 in the longitudinal direction of the deep drilling tube 15 , which corresponds to the width of a welding bead 35 , is infinitely adjustable via a threaded spindle 41 and limit switch 56 ; the pendulum speed is also continuously adjustable. The transition from one welding bead 35 to the next following one is effected by an inductive longitudinal scanning 30 .

Oberhalb des Schweißbrenners 23 ist ein Dosiergerät 26 zur Bevorratung des Wolframkarbidpulvers oder eines anderen geeigneten Hartteilchenpulvers angeordnet. Die Hartteilchen 33 werden dem Schweißbrenner 23 über eine Pulverzuführung zugeführt.A dosing device 26 for storing the tungsten carbide powder or another suitable hard particle powder is arranged above the welding torch 23 . The hard particles 33 are fed to the welding torch 23 via a powder feed.

Die Pulverzuführung besteht im Bereich des Schweißbrenners 23 aus einem starren Pulverrohr 27 und im Bereich des Dosiergeräts 26 aus einen flexiblen Schlauch 64. In dem Pulverrohr 27 ist - wie die Fig. 4 im Detail zeigt - eine Dosierdüse 42 angeordnet, die mit einer Düsenspitze 48 versehen ist. Die Düsenspitze 48 weist in Richtung auf das Dosiergerät 26, also gegen den Fallstrom 52 der Hartteilchen 33. Von der Düsenspitze 48, die nicht mittig angeordnet ist, verlaufen unregelmäßige Schrägflächen 49, die unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen. In Längsrichtung des Pulverrohres 27 verlaufen Bohrungen 51 durch die Dosierdüse 42, die mit den Schrägflächen 49 verbunden sind. Am Außenumfang der Dosierdüse 42 sind unregelmäßig verteilte, seitliche Schlitze 50 vorgesehen, die mit den Schrägflächen 49 verbunden sind. Durch diese Maßnahmen wird der Fallstrom 52, in dem die Hartteilchen 33 durch Schwerkraft von dem Dosiergerät 26 in das Schweißbad gefördert werden, in der Dosierdüse 42 willkürlich und unterschiedlich abgebremst. Die Hartteilchen 33 erhalten dadurch unterschiedliche Fallgeschwindigkeiten, mit der sie in das Schweißbad gelangen. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Fallgeschwindigkeiten und ihren, durch die breite Kornfraktion bedingten unterschiedlichen Massen, tauchen sie unterschiedlich tief in das Schweißbad ein und werden so statistisch über den radialen und axialen Querschnitt verteilt. Ein Anhäufung von Hartteilchen 33 an irgend einer Stelle in der Panzerung 34 wird dadurch vermieden.The powder supply consists of a rigid powder tube 27 in the area of the welding torch 23 and a flexible hose 64 in the area of the metering device 26 . In the powder tube 27 - as shown in FIG. 4 in detail - a metering nozzle 42 is arranged, which is provided with a nozzle tip 48 . The nozzle tip 48 points in the direction of the metering device 26 , that is, against the falling flow 52 of the hard particles 33 . Irregular inclined surfaces 49 , which have different angles of inclination, run from the nozzle tip 48 , which is not arranged in the center. Holes 51 run through the metering nozzle 42 in the longitudinal direction of the powder tube 27 and are connected to the inclined surfaces 49 . Irregularly distributed, lateral slots 50 are provided on the outer circumference of the metering nozzle 42 and are connected to the inclined surfaces 49 . Through these measures, the falling stream 52 , in which the hard particles 33 are conveyed by gravity from the metering device 26 into the weld pool, is braked arbitrarily and differently in the metering nozzle 42 . The hard particles 33 thereby receive different falling speeds with which they get into the weld pool. Due to their different falling speeds and their different masses due to the wide grain fraction, they are immersed at different depths in the weld pool and are thus statistically distributed over the radial and axial cross section. This prevents an accumulation of hard particles 33 at any point in the armor 34 .

Wie die Fig. 2 weiter zeigt, ist dem Maschinenwagen 13 ein Steuerpult 18 zur Steuerung eines definierten Längsvorschubs der Pendelvorrichtung 31 mit dem Schweißbrenner 23 und eine Feineinstellung 29 zur Regelung der Pendelgeschwindigkeit der Endpunktverzögerung und der Umdrehungsgeschwindigkeit der in die Schweißanlage 10 eingelegten Tiefbohrrohre 15 zugeordnet.As FIG. 2 further shows, the machine carriage 13 is assigned a control panel 18 for controlling a defined longitudinal feed of the pendulum device 31 with the welding torch 23 and a fine adjustment 29 for regulating the pendulum speed of the end point deceleration and the rotational speed of the deep drilling pipes 15 inserted in the welding system 10 .

Die Schweißvorrichtung 40 ist über Versorgungsleitungen 21 mit einer Impuls-Schutzgasschweißmaschine 20 und einem Kühlgerät 19 verbunden. In dem Kühlaggregat 19 kann die den Schweißbrenner 23 kühlende Kühlflüssigkeit auf die jeweils erforderliche Temperatur eingestellt werden. Durch diese Maßnahmen kann der Schweißbrenner 23 in jedem gewünschten und für eine ebene Ausbildung der Oberfläche 36 der Panzerung 34 erforderlichen Abstand an das Schweißbad heran geführt werden, ohne daß es einem unverhältnismäßig großen Verschleiß durch Überhitzung unterliegt.The welding device 40 is connected to a pulse inert gas welding machine 20 and a cooling device 19 via supply lines 21 . In the cooling unit 19 , the cooling liquid cooling the welding torch 23 can be set to the temperature required in each case. By means of these measures, the welding torch 23 can be brought up to the weld pool at any desired distance required for a planar design of the surface 36 of the armor 34 , without being subject to a disproportionately large amount of wear due to overheating.

Der Schweißbrenner 23 wird mit einer Pendelvorrichtung 65 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit entlang der Schweißraupen 35 geführt. Er verharrt an den Raupenendpunkten 38 im Bereich der vorhergehenden Schweißraupe 35 länger. Die vorhergende Schweißraupe 35 wird dadurch teilweise wieder aufgeschmolzen und mit der gerade aufgeschweißten Schweißraupe vereinheitlicht. Auf diese Weise entsteht eine relativ glatte, ebene Oberfläche 36 der Panzerung 34, bei der es nicht zur Kerbbildung zwischen den einzelnen Schweißraupen 35 kommen kann.The welding torch 23 is guided along the welding beads 35 with a pendulum device 65 at different speeds. It remains longer at the bead end points 38 in the area of the preceding welding bead 35 . The previous welding bead 35 is thereby partially melted again and standardized with the welding bead just welded on. In this way, a relatively smooth, flat surface 36 of the armor 34 is created , in which it is not possible for notches to form between the individual welding beads 35 .

Bevor die Panzerung 334 aufgeschweißt wird, wird das zu bearbeitende Tiefbohrrohr 15 im Bereich der Ausnehmung 28 mit einem Vorwärmbrenner 44 vorgewärmt von denen mehrere entlang des Grundrahmens 11 vorgesehen sind. Ein Vorwärmbrenner 44 - wie er in den Fig. 6 und 7 im Detail dargestellt ist - ist jeweils an einer Halterung 58 gehalten und mit einer Klemmhalterungen 45 mit dem Grundrahmen 11 verbunden. Die Halterung 58 ist an dem, der Klemmhalterung 45 entgegengesetzten Ende mit einer quer zum Grundrahmen 11 verlaufenden Drehachse 57 versehen. Die Vorwärmbrenner 44 sind um diese Drehachse 57 etwa parallel zum Grundrahmen 11 schwenkbar.Before the armor 334 is welded on, the deep drill pipe 15 to be machined is preheated in the region of the recess 28 with a preheating burner 44, several of which are provided along the base frame 11 . A preheating burner 44 - as shown in detail in FIGS . 6 and 7 - is held in each case on a holder 58 and connected to the base frame 11 with a clamp holder 45 . The bracket 58 is provided at the end opposite the clamping bracket 45 with an axis of rotation 57 extending transversely to the base frame 11 . The preheating burner 44 can be pivoted about this axis of rotation 57 approximately parallel to the base frame 11 .

Zum Schutz der Vorwärmbrenner 44 vor Schweißspritzern sind ihnen Abdeckbleche 47 zugeordnet, die aus einen Oberblech 61 und einem etwa rechtwinklig dazu stehenden Seitenblech 62 bestehen. Das Abdeckblech 47 ist mit der Drehachse 57 verbunden und gemeinsam mit dem Vorwärmbrenner 44 verschwenkbar. To protect the preheating torch 44 from welding spatter, they are assigned cover plates 47 , which consist of an upper plate 61 and a side plate 62 which is approximately at right angles thereto. The cover plate 47 is connected to the axis of rotation 57 and can be pivoted together with the preheating burner 44 .

Neben der Drehachse 57 ist ein feststehender Anschlagbügel 46 an der Halterung 58 angeordnet. Der Anschlagbügel 46 weist einen Vertikalschenkel 59 und einen Horizontalschenkel 60 auf. Der Vertikalschenkel 59 verläuft zwischen dem Vorwärmbrenner 44 und dem Oberblech 61 des Abdeckblechs 47. Er dient zugleich als Anschlag und Abstützung für den Vorwärmbrenner 44 in der in der Fig. 6 dargestellten Arbeitsstellung. Der Horizontalschenkel 60 verläuft im wesentlichen parallel zu dem Grundrahmen 11 und dient als Auflage 20 für das Oberblech 61 des Abdeckblechs 47 in der Ruhestellung, wie sie in der Fig. 7 dargestellt ist.In addition to the axis of rotation 57 , a fixed stop bracket 46 is arranged on the holder 58 . The stop bracket 46 has a vertical leg 59 and a horizontal leg 60 . The vertical leg 59 runs between the preheating burner 44 and the top plate 61 of the cover plate 47 . It also serves as a stop and support for the preheating burner 44 in the working position shown in FIG. 6. The horizontal leg 60 runs essentially parallel to the base frame 11 and serves as a support 20 for the top plate 61 of the cover plate 47 in the rest position, as shown in FIG. 7.

Mit der Schweißanlage 10 wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein UP-Draht als Schweißzusatzwerkstoff zum Aufbringen eines Hardbandings oder Panzerung 34 auf ein Tiefbohrrohr 15 verwendet. Bei einem anderen Einsatz wird ein sogenanntes Softbanding auf ein beliebiges Bauteil aufgeschweißt, mit dem beispielsweise die Gleiteigenschaften zwischen Bauteilen verbessert werden können. Anstelle des UP-Drahtes 39 kann bei wieder einem anderen Einsatz auch ein sogenanntes Breitband als Schweißzusatzwerkstoff verschweißt werden.In the exemplary embodiment shown, a UP wire is used with the welding system 10 as a welding filler material for applying hard banding or armor 34 to a deep drilling pipe 15 . In another application, so-called soft banding is welded onto any component, which can be used, for example, to improve the sliding properties between components. Instead of the UP wire 39 , a so-called broad band can also be welded as a welding filler material in another application.

10 welding system
11 base frame
12 track
13 machine wagons
14 roller block
15 deep drilling pipe
16 clamp
17 rotating device
18 control panel
19 cooling unit
20 pulse inert gas welding machine
21 supply line
22 height column
23 welding torch
24 welding wire reel
25 feed
26 dosing device
27 powder tube
28 recess
29 Fine adjustment
30 longitudinal scanning
31 swivel device
32 elevator shoulder
33 hard particles
34 armor
35 welding bead
36 surface
37 pipe thickening
38 caterpillar end point
39 welding wire
40 welding device
41 threaded spindle
42 dosing nozzle
43 clamping jaw
44 preheating burner
45 clamp bracket
46 stop bracket
47 cover plate
48 nozzle tip
49 sloping surface
50 slot
51 hole
52 downdraft
53 cross jib
54 diameters, large
55 diameter, small
56 limit switches
57 axis of rotation
58 bracket
59 vertical legs
60 horizontal legs
61 top plate
62 side panel
63 swivel
64 flexible hose
65 pendulum device

Claims

1. Wear-resistant build-up weld applied in several adjacent weld beads for highly stressed metallic components, in particular a wear protection layer or armor for deep-bore pipes with melted hard particles, characterized in that the hard particles ( 33 ) are statistically distributed over the entire radial and axial cross section of the armor ( 34 ) and the individual weld beads ( 35 ) of the build-up weld ( 34 ) have an essentially identical, flat surface ( 36 ).

2. Deposition welding process for applying armor on a component, in particular deep drilling pipe, in which means one that can move parallel to the tube axis, with Coolant-cooled welding torch and a carrier material (Filler metal) a defined weld pool is generated and in this weld pool a variety of the Wear-reducing hard particles are introduced, characterized in that the welding torch by a inductively scanned longitudinal feed in a defined Pendulum movement is automatically moved in parallel Pendulum movement of the welding torch on at least one of the End points of each welding bead is delayed and the hard particles at different speeds be introduced into the weld pool.

3. The method according to claim 2, characterized in that the welding process by a pulsed welding current source is supplied.

4. The method according to claims 2 and 3, characterized in that the cooling liquid cooling the welding torch additionally passed through a separate cooling unit becomes.

5. The method according to claims 2 to 4, characterized in that the weld beads with a defined Longitudinal feed can be applied.

6.Device for applying a build-up weld to a metallic component with a welding torch that can be moved along the component axis and is connected to a pulsed welding current source, with which a weld pool of a carrier material (welding filler material) is melted in adjacent welding beads in preheated recesses of the component, and a metering device Introducing particles into the weld pool, characterized by
- A pendulum device ( 65 ) for performing a defined pendulum movement during the welding of a welding bead ( 35 );
- a longitudinal scanning ( 30 ) with defined, inductive scanning, for the automatic advancement of the welding torch ( 23 ) to the position of the next welding bead ( 35 ),
- A fine control ( 18 ) which delays the pendulum movement of the welding torch ( 23 ) at at least one of the end points ( 38 ) of each welding bead ( 35 )
- A metering nozzle ( 42 ) which statistically influences the rate of penetration of the supplied particles ( 33 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that the welding torch ( 23 ) is associated with a welding device ( 40 ) which is held in a swivel joint ( 63 ) on a pivoting device ( 31 ).

8. Device according to claims 6 and 7, characterized in that the width of a weld bead ( 35 ) via one of the swivel device ( 31 ) associated threaded spindle ( 41 ) is infinitely adjustable.

9. Device according to claims 6 to 8, characterized in that the pivoting device ( 31 ) in a rotary joint ( 63 ) relative to the longitudinal direction of the component to be machined ( 15 ) is continuously pivotable.

10. Device according to claims 6 to 9, characterized in that the pendulum speed of the welding torch ( 23 ) over the length of a welding bead ( 35 ) is infinitely variable.

11. The device according to claims 6 to 10, characterized in that the distance of the welding device ( 40 ) to the component to be machined ( 15 ) along a vertical column ( 22 ) variable and the entire welding device ( 40 ) along the longitudinal axis of the component to be machined ( 15 ) can be moved by means of a machine carriage ( 13 ).

12. Device according to claims 6 to 11, characterized in that the component to be machined ( 15 ) is held in a clamping clip ( 16 ) with exchangeable clamping jaws ( 43 ).

13. Device according to claims 6 to 12, characterized in that the recesses ( 28 ) of the component ( 15 ) are preheated by means of preheating burners ( 44 ) known per se and the preheating burner ( 44 ) with a clamp holder ( 45 ) on the base frame ( 11 ) are releasably attached and can be pivoted longitudinally to the base frame ( 11 ).

14. Device according to claims 6 to 13, characterized in that the preheating burner ( 44 ) is associated with an angled cover plate ( 47 ).

15. Device according to claims 13 and 14, characterized in that the preheating burner ( 44 ) together with the cover plate ( 47 ) against an approximately parallel to the base frame ( 11 ) extending stop ( 46 ) is pivotable.

16. The device according to claim 6, characterized in that, the dispensing nozzle (42) in a to the dispenser (26), powder supply connected (27, 64) is arranged and pointing in the direction towards the metering device (26) nozzle tip (48), comprising of the nozzle tip (48) extending away oblique surfaces (49) and with the inclined surfaces (49) connected to lateral slots (50) and bores (51).

17. The apparatus according to claim 6, characterized in that the welding torch ( 23 ) cooling cooling liquid by means of a cooling unit ( 19 ) is adjustable to the desired temperature.