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CN111295264A - 用于借助于摩擦焊接连接热板坯的方法和设备 - Google Patents

用于借助于摩擦焊接连接热板坯的方法和设备 Download PDF

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CN111295264A CN201880071072.1A CN201880071072A CN111295264A CN 111295264 A CN111295264 A CN 111295264A CN 201880071072 A CN201880071072 A CN 201880071072A CN 111295264 A CN111295264 A CN 111295264A
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Abstract

本发明涉及一种用于连接能依次相继地输送给至少一个轧机机架的热板坯(2、3)的方法。为了能够以更少的能量需求和更小的设计成本并且以更好的连接结果实现热板坯(2、3)的连接，通过摆动摩擦焊接和/或振动摩擦焊接将所述热板坯(2、3)的朝向彼此的连接侧(5、6)一方面同时与唯一的布置在所述连接侧(5、6)之间的金属的中间件材料连接，方法是：在将所述连接侧(5、6)朝所述中间件(10)挤压并且保持位置固定的同时，使所述中间件(10)至少尽可能平行于所述连接侧(5、6)地振动运动，或者另一方面同时分别与至少一个单独的布置在所述连接侧(5、6)之间的金属的中间件(13、14)材料连接，方法是：在将所述连接侧(5、6)朝所述中间件(13、14)挤压并且保持位置固定的同时，将串联地布置在所述连接侧(5、6)之间的中间件(13、14)朝彼此挤压并且使其至少尽可能平行于所述连接侧(5、6)地彼此反向地振动运动。

Description

用于借助于摩擦焊接连接热板坯的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于连接能依次相继地输送给轧机机架的热板坯的一种方法和一种设备。
背景技术
已知将热板坯彼此连接，以用于比如能够对依次相继的热板坯进行连续热轧，而不必中断用于使相应的热板坯在轧机机架或者轧机机组中穿入或者甩尾的轧制过程。由于穿入过程的取消，可以实现更薄的最终厚度。此外，降低了出现所谓的轧制不稳定性(Hochgeher)的的风险以及轧件偏移的危险。也就是说，因为不需要热板坯的穿入
Figure BDA0002474505890000011
或者甩尾
Figure BDA0002474505890000012
所以也减少了通常与穿入或者甩尾相关联的、由于热板坯的端部区段的分开而产生的次品，所述端部区段在轧制开始时还没有或者在轧制结束时已不再被减缩到所期望的厚度。最终，热板坯的连接能够提高轧机机架或者说轧机机组或者相应地配备的冶金设备的生产率。
文献EP 0 492 368 A2涉及一种用于借助于电弧焊或者感应加热将在输送设备上运动的钢板对焊连接在一起的设备。文献JP 2014 050 852 A涉及在使用焊接添加剂和电焊接设备的情况下对板坯进行的焊接。
文献EP 3 064 307 A1涉及一种系统，该系统具有由基于Ni的合金构成的双侧的转接器，该转接器在两侧中的每一侧上与不同的钢种相连接。不同的钢种与转接器的连接至少部分地通过摩擦焊接来产生。
文献EP 2 474 382 A1、JP H11 342 481 A、JP 2008 036 648 A和WO 2009/117246 A1分别涉及一种用于连接金属产品的搅拌摩擦连接技术。
文献JP 03 129 042 B2涉及一种用于连接热板坯的方法，对于该方法来说通过摩擦焊接使热板坯的朝向彼此的连接侧直接彼此连接。
在借助于摩擦焊接直接连接热板坯时，有待运动的质量通常很大。因此，必须施加相应高的力，以用于能够完全实施摩擦焊接。此外，必须在设计上捕集所施加的力的反作用力。为了保证用于进行摩擦焊接的设备的耐久性，必须将其组件构造得相当大且坚实，这引起巨大的成本和空间需求。此外，相应的设备的能量需求和工艺技术上的成本相当高。这使得直接的摩擦焊接连接方法的经济性成问题。此外，热板坯的运动不是直线的，而是由于原理而圆形地围绕着一个点来振动。热板坯的连接侧的离开彼此的间距在此在整个焊接区域的范围内不是均匀的或者热板坯的宽度不是均匀的并且通常在摩擦焊接的期间周期性地变化。出于这些原因，直接的摩擦焊接连接方法的焊接结果不能被视为是理想的。
发明内容
本发明的任务是，能够以更少的能量需求和更低的设计成本并且以更好的连接结果来实现热板坯的连接。
该任务通过独立权利要求得到解决。有利的设计方案在以下说明、从属权利要求和附图中得到反映，其中这些设计方案分别就本身而言或者在这些设计方案中的至少两种设计方案以彼此不同的在技术上有意义的组合能够代表着本发明的改进的、尤其也优选的或有利的方面。所述方法的设计方案在此能够相应于所述设备的设计方案并且反之亦然，即使下面在单个情况下未明确指出这一点。
按照按本发明的一种用于连接能依次相继地输送给至少一个轧机机架的热板坯的方法，根据一种替代方案，通过摆动摩擦焊接和/或振动摩擦焊接将热板坯的朝向彼此的连接侧同时与唯一一个布置在连接侧之间的金属的中间件材料连接，方法是：在将所述连接侧朝所述中间件挤压并且保持位置固定的同时，使所述中间件至少尽可能平行于所述连接侧地振动运动。
根据按本发明的方法的第二种替代方案，将所述热板坯同时分别与至少一个单独的布置在所述连接侧之间的金属的中间件材料连接，方法是：在将所述连接侧朝所述中间件挤压并且保持位置固定的同时，将串联地布置在所述连接侧之间的中间件朝彼此挤压并且使其至少尽可能平行于所述连接侧地彼此反向地振动运动。
按照本发明，通过摆动摩擦焊接和/或振动摩擦焊接间接地通过一个、两个或者更多个中间件将所述热板坯的连接侧或者端侧的连接面彼此连接。在此，将所述热板坯保持位置固定。仅仅使所述唯一的中间件振动运动或者仅仅使单独的中间件振动运动。因为所述中间件具有比热板坯之一小得多的质量、比如小许多倍的质量，所以能够以更少的能量需求和更小的设计成本来进行热板坯的连接，因为比如与JP 03 129 042 B2相比必须使更少的质量运动。由此，热板坯的制造变得更加成本有效并且能够在使用需要更少的结构空间、也就是更加紧凑地构成的设备的情况下来实现。所述按本发明的方法也可以在工艺技术上更加容易地实现。
与热板坯的直接的摩擦焊接相比，按照本发明，在进行摆动摩擦焊接和/或振动摩擦焊接时能够使热板坯和中间件的各自有待彼此焊接的平坦的连接侧至少尽可能或者精确地彼此平行地运动，这伴随着所述连接侧之间的均匀的接触并且由此伴随着更好的、尤其更均匀的焊接结果或者连接结果。
“摆动摩擦焊接”是指一种焊接过程，在该焊接过程中使唯一的中间件或者单独的中间件分别在具有大半径的曲线轨迹上振荡地、也就是摆动地运动，由此产生相应的中间件的振动运动。所述半径被选择得如此之大，从而能够谈及几乎平行的运动。由此不言而喻的是，所使用的表述“尽可能平行”也能够包括由摆动运动产生的细微的曲线轨迹。“振动摩擦焊接”是指一种焊接过程，在该焊接过程中使唯一的中间件或者单独的中间件线性地前后运动，由此产生相应的中间件的振动运动。
按照所述按本发明的方法，通过摆动摩擦焊接和/或振动摩擦焊接将所述热板坯的朝向彼此的连接侧同时与唯一的中间件或者单独的中间件材料连接。也就是说一种按本发明的特征是，相应的中间件不是首先与其中一个热板坯相连接并且随后与另一个热板坯或者另一个中间件相连接。由此，能够相对快速地实施热板坯的连接。
在通过唯一的中间件连接热板坯时在最小的带长度上同时产生两条至少尽可能彼此平行地伸展的摩擦焊接连接。而在通过两个或者多个单独的中间件连接热板坯时则在最小的带长度上同时产生三条或者更多条至少尽可能彼此平行地伸展的摩擦焊接连接，其中在单独的中间件之间构造所述摩擦焊接连接中的至少一条摩擦焊接连接。
将至少两个单独的中间件用于连接热板坯，这具有的优点是，在摆动摩擦焊接和/或振动摩擦焊接期间彼此反向地振动的中间件的质量或者惯性矩相互得到补偿或者相互抵消，从而向外没有出现振动。由此能够额外地明显地降低用于实现按本发明的方法的设计上的成本。
能够将按照按本发明的方法彼此连接的热板坯依次相继地输送给至少一个轧机机架或者多机架的轧机机组。由此保证轧机机架或者轧机机组的连续运行，尤其因为不需要为一个个板坯在轧机机架或者轧机机组中的穿入和甩尾而进行轧制中断。由此提高轧机机架或者轧机机组或者用其来装备的冶金设备、比如全连续机组、连轧机组、CSP机组(“Compact Strip Production”)等等的生产率并且降低能够在技术上达到的最小的最终厚度。所述热板坯能够具有相同的化学成分或者不同的化学成分。
所述热板坯尤其能够是薄板坯，其在未轧制的状态中能够具有比如≤70mm的厚度。所述热板坯也能够被称为热轧带材或粗轧带材。不过，本发明不局限于热板坯的连接，而同样也能够用于连接热的金属的浇铸产品、像比如金属坯等等。为简便起见，所有这些热的金属产品在本申请的范围内都被称为热板坯，而没有限制性理解这一点。
按照一种有利的设计方案，事先将唯一的中间件或者单独的中间件中的至少其中之一与热板坯其中之一分开。由此，相应的中间件具有其已经与之分开的热板坯相同的化学成分。所述中间件的分开能够借助于剪切机来进行，所述剪切机在冶金设备中本来就在合适的位置处存在。因此，能够将所述中间件与热板坯的一个端部分开并且而后直接作为中间件用于将热板坯间接地与后行的或者前行的热板坯连接。也就是说，不必事先存放并且运来所述中间件。能够将单独的中间件与热板坯分开。作为替代方案，能够将单独的中间件与有待间接地彼此连接的不同的热板坯分开。
另一种有利的设计方案规定，使用存在的板坯余料作为唯一的中间件或者单独的中间件中的至少其中之一。这使得否则未加使用的余料的利用成为可能，这降低了材料次品或者次品清除量。也能够在不同的余料当中选择中间件，用所述中间件能够建立具有不同的化学成分的热板坯的最佳的连接、也就是说用所述中间件能够建立混合连接。
根据另一种有利的设计方案，选择唯一的中间件的成分或者单独的中间件中的至少一个中间件的成分，从而使得该成分相当于热板坯的成分或者有别于至少一种热板坯的成分。通过相应的中间件和有待与之焊接的热板坯的不同的成分，比如能够在具有不同的化学成分的板坯之间建立混合连接。在此，相应的中间件的化学成分也能够有别于热板坯的不同的化学成分。所述单独的中间件的化学成分也能够彼此有别。
按本发明的用于连接能依次相继地输送给至少一个轧机机架的热板坯的设备包括至少一个夹持装置和至少一个振动装置，其中所述夹持装置用于夹持第一热板坯和第二热板坯，从而使得所述热板坯的连接侧朝向彼此地并且彼此隔开地布置，并且其中所述振动装置用于将唯一的金属的中间件保持在连接侧之间并且用于产生中间件的、至少尽可能平行于连接侧的振动运动，其中所述夹持装置至少在所述中间件的振动运动期间将连接侧朝所述中间件挤压。
上面参照按本发明的方法所提到的优点相应地与所述设备相关联。尤其所述设备能够用于实施按照上面所提到的设计方案之一或者这些设计方案中的至少两种设计方案的任意的组合所述的方法。所述夹持装置比如能够针对每个热板坯而具有自身的压紧装置，用所述压紧装置能够将相应的热板坯的端部区段朝辊道挤压，以用于将热板坯保持位置固定。所述振动装置包括用于抓紧唯一的中间件的机械器件以及至少一个驱动单元，所述驱动单元用于产生这些机械器件或者用其夹持的中间件的振动运动。
另一种按本发明的、用于连接能依次相继地输送给至少一个轧机机架的热板坯的设备包括至少一个夹持装置和至少一个振动装置，其中所述夹持装置用于夹持第一热板坯和第二热板坯，从而使得所述热板坯的连接侧朝向彼此地并且彼此隔开地布置，并且其中所述振动装置用于将至少两个单独的金属的中间件保持彼此实体接触并且串联地保持在连接侧之间，并且用于产生中间件的、至少尽可能平行于连接侧的、反向的振动运动，其中所述夹持装置至少在所述中间件的振动运动期间将连接侧朝所述中间件挤压。
上面参照按本发明的方法所提到的优点相应地与所述设备相关联。尤其所述设备能够用于实施按照上面所提到的设计方案之一或者这些设计方案中的至少两种设计方案的任意组合所述的方法。所述夹持装置比如能够针对每个热板坯而具有自身的压紧装置，用所述压紧装置能够将相应的热板坯的端部区段朝辊道挤压，以用于将热板坯保持位置固定。所述振动装置包括用于相应地抓紧单独的中间件的机械器件以及至少一个驱动单元，所述驱动单元用于产生这些机械器件或者用其夹持的中间件的振动运动。
附图说明
下面参照附图借助于优选的实施方式对本发明进行示范性的解释，其中下面所解释的特征不仅各自本身而言而且在这些特征中的至少两种特征的彼此间不同的技术上有意义的组合中能够代表着本发明的有利的或者改进的方面。其中：
图1示出了一种用于按本发明的设备的实施例的示意图；并且
图2示出了另一种用于按本发明的设备的实施例的示意图。
在附图中，相同的或者功能相同的构件设有相同的附图标记。能够省略对于这些构件的重复描述。
具体实施方式
图1示出了一种用于按本发明的设备1的实施例的示意图，所述设备用于连接能依次相继地输送给至少一个未示出的轧机机架的热板坯2和3。
所述设备1包括夹持装置4，该夹持装置用于夹持第一热板坯2和第二热板坯3，从而使得所述热板坯2和3的连接侧5和6朝向彼此地并且彼此隔开地布置。为此，所述夹持装置4针对每个热板坯2或3包括自身的夹持单元7或8。
此外，所述设备1包括振动装置9，该振动装置用于将唯一的金属的中间件10保持在连接侧5和6之间并且用于产生中间件10的、通过双向箭头11所描绘出来的、尽可能或者精确地平行于连接侧5和6的振动运动。在此，所述夹持装置4至少在所述中间件10的振动运动期间将连接侧5和6朝所述中间件10挤压。
能够事先将所述中间件10与热板坯2或3其中之一分开。作为替代方案，所述中间件10能够是已经存在的板坯余料。能够选择所述中间件10的成分，从而使得该成分相当于所述热板坯2和3的成分或者有别于至少一个热板坯2或3的成分。
图2示出了另一种用于按本发明的设备12的实施例的示意图，所述设备用于连接能依次相继地输送给至少一个未示出的轧机机架的热板坯2和3。
所述设备12与在图1中示出的实施例的区别在于，所述设备12具有振动装置17，该振动装置用于使两个单独的金属的中间件13和14保持彼此实体接触并且串联地保持在连接侧5和6之间，并且用于产生所述中间件13和14的、尽可能或者精确地平行于连接侧5和6的反向的振动运动，正如通过箭头组合15和16所描绘的一样。通过所述反向的振动运动，所述夹持装置7和8处以及所述振动装置17处的振动负荷相互抵消。所述夹持装置4至少在所述中间件13和14的振动运动期间将连接侧5和6朝所述中间件13和14挤压。
附图标记列表：
1 设备
2 热板坯
3 热板坯
4 夹持装置
5 热板坯2的连接侧
6 热板坯3的连接侧
7 夹持装置4的夹持单元
8 夹持装置4的夹持单元
9 振动装置
10 中间件
11 双向箭头(中间件10的运动)
12 设备
13 中间件
14 中间件
15 箭头组合(中间件13的振动运动)
16 箭头组合(中间件14的振动运动)
17 振动装置

Claims (6)

1.一种用于连接能依次相继地输送给至少一个轧机机架的热板坯(2、3)的方法，其特征在于，通过摆动摩擦焊接和/或振动摩擦焊接将所述热板坯(2、3)的朝向彼此的连接侧(5、6)
一方面同时与唯一布置在所述连接侧(5、6)之间的金属的中间件(10)材料连接，方法是：在将所述连接侧(5、6)朝所述中间件(10)挤压并且保持位置固定的同时，使所述中间件(10)至少尽可能平行于所述连接侧(5、6)地振动运动；或者
另一方面同时分别与至少一个单独的布置在所述连接侧(5、6)之间的金属的中间件(13、14)材料连接，方法是：在将所述连接侧(5、6)朝所述中间件(13、14)挤压并且保持位置固定的同时，将串联地布置在所述连接侧(5、6)之间的中间件(13、14)朝彼此挤压并且使其至少尽可能平行于所述连接侧(5、6)彼此反向地振动运动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，事先将所述唯一的中间件(10)或者所述单独的中间件(13、14)中的至少其中之一与所述热板坯(2、3)其中之一分开。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用存在的板坯余料作为所述唯一的中间件(10)或者所述单独的中间件(13、14)中的至少其中之一。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，选择所述唯一的中间件(10)的成分或者所述单独的中间件(13、14)中的至少其中之一的成分，从而使得该成分相当于所述热板坯(2、3)的成分或者有别于至少一种热板坯(2、3)的成分。
5.一种用于连接能依次相继地输送给至少一个轧机机架的热板坯(2、3)的设备(1)，其特征在于，设有
至少一个夹持装置(4)，所述夹持装置用于夹持第一热板坯(2、3)和第二热板坯(2、3)，从而使得所述热板坯(2、3)的连接侧(5、6)朝向彼此地并且彼此隔开地布置；以及
至少一个振动装置(9)，所述振动装置用于将唯一的金属的中间件(10)保持在所述连接侧(5、6)之间并且用于产生所述中间件(10)的、至少尽可能平行于所述连接侧(5、6)的振动运动，
其中所述夹持装置(4)至少在所述中间件(10)的振动运动期间将所述连接侧(5、6)朝所述中间件(10)挤压。
6.一种用于连接能依次相继地输送给至少一个轧机机架的热板坯(2、3)的设备(12)，其特征在于，设有
至少一个夹持装置(4)，所述夹持装置用于夹持第一热板坯(2、3)和第二热板坯(2、3)，从而使得所述热板坯(2、3)的连接侧(5、6)朝向彼此地并且彼此隔开地布置；以及
至少一个振动装置(17)，所述振动装置用于将至少两个单独的金属的中间件(10)保持彼此实体接触并且串联地保持在所述连接侧(5、6)之间，并且用于产生所述中间件(13、14)的、至少尽可能平行于所述连接侧(5、6)的、反向的振动运动，
其中所述夹持装置(4)至少在所述中间件(13、14)的振动运动期间将所述连接侧(5、6)朝所述中间件(13、14)挤压。
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