Podczas dogniatania umacniającego walec lub kula walcownicza jest dociskana do powierzchni elementu z określoną siłą i toczy się po powierzchni. Wysoki nacisk powierzchniowy miedzywalcowanym korpusem a powierzchnią powoduje odkształcenie powierzchni i wpływ na mikrostrukturę̨obrabianego detalu. 

Proces dogniatania umacniającego umożliwia wprowadzenie naprężeń ściskających do strefy krawędziowej na głębokość́ 1-2 mm, czyli znacznie głębiej niż w przypadku kulowania. Te zmiany naprężeń przeciwdziałają wzrostowi pęknięć pod obciążeniem mechanicznym, a tym samym prowadzą do zwiększenia wytrzymałości dynamicznej.

Ponadto, mikrostruktura jest wzmocniona i następuje wzrost twardości na powierzchni, co może na przykład zminimalizować zużycie ścierne elementu. Pomiary mikrotwardości wykazują wzrost o 10-30%.

Głębokie walcowanie nie tylko sprawia, że powierzchnia jest do 95% gładsza, ale także wprowadza szczątkowe naprężenia ściskające, które zwiększają twardość, a tym samym znacznie wydłużają żywotność.

Dogniatanie umacniające - podobnie jak dogniatanie wałków, mechaniczne młotkowanie powierzchni lub śrutowanie - jest procesem mechanicznej obróbki powierzchni. Procesy te są zawsze stosowane, gdy właściwości powierzchni i strefy krawędzi mają być specjalnie dostosowane w celu poprawy jakości lub właściwości komponentu. W przypadku walcowania głębokiego, podobnie jak w przypadku innych procesów z tej grupy, powierzchnia jest lokalnie odkształcana plastycznie pod wpływem naprężeń mechanicznych.

Podobnie jak w przypadku nagniatania walcowego, dogniatanie umacniające polega na wciskaniu elementu walcującego w powierzchnię elementu z określoną siłą. Walcowanie elementu tocznego na całej powierzchni ma pozytywny wpływ na cały element. Lokalny nacisk kontaktowy między korpusem tocznym a powierzchnią powoduje, że szczyty chropowatości powierzchni ulegają odkształceniu plastycznemu. Odkształcenie to jest zwykle zauważalne do głębokości 0,2-1 mm pod powierzchnią, co ma wpływ na strefę krawędzi. Lokalne naprężenia wewnątrz strefy krawędziowej podczas obróbki prowadzą do wprowadzenia szczątkowych naprężeń ściskających, zwiększonej twardości i utwardzenia powierzchni.

To właśnie ta celowo kształtowana strefa krawędzi odróżnia głębokie walcowanie od nagniatania walcami. Celem nagniatania rolkowego jest uzyskanie możliwie najgładszej powierzchni. Utwardzenie strefy krawędziowej jest pozytywnym efektem ubocznym. W przypadku głębokiego walcowania jest odwrotnie. Tutaj wygładzenie chropowatości jest efektem ubocznym. Celem jest jednak osiągnięcie określonego stanu strefy krawędziowej. Z tego powodu wymagania dotyczące walcowania głębokiego są wyższe niż w przypadku nagniatania rolkowego. Parametry procesu muszą być jasno zdefiniowane z wyprzedzeniem, a odpowiednie parametry walcowania muszą być dokładnie sprawdzone. Różnice w stanie strefy krawędziowej zwykle nie mogą być sprawdzone w sposób nieniszczący, co oznacza, że kontrola procesu musi być znacznie bardziej precyzyjna. Nowe inteligentne narzędzia, takie jak ECOsense firmy ECOROLL AG, są w stanie monitorować krytyczny parametr "siły walcowania" w procesie i bezpośrednio rozpoznawać błędy.

Pozytywne efakty dogniatnia umacnijacego  są szczególnie widoczne w przypadku elementów poddawanych obciążeniom dynamicznym. W literaturze można znaleźć niezliczone dowody na to, że wytrzymałość zmęczeniowa głęboko walcowanych komponentów znacznie wzrasta w porównaniu z częściami niewalcowanymi. Dzięki temu prostemu i wysoce produktywnemu procesowi możliwa jest poprawa od 2 do 5 razy w stosunku do poprzedniej żywotności. Szczególnie w czasach koniecznego wzrostu wydajności zasobów, walcowanie głębokie jest zatem bardzo rozsądnym procesem, ponieważ jest zarówno bardzo wydajne, jak i stosunkowo opłacalne. Oznacza to, że proces ten może być wykorzystywany do modyfikowania komponentów, tak aby mogły one wytrzymać większe obciążenia w dłuższej perspektywie. Możliwe jest zatem zastosowanie bardziej korzystnych materiałów lub niższego wkładu materiałowego (słowo kluczowe lekka konstrukcja). Korzyści płynące z takich efektów mogą przyczynić się do zmniejszenia śladu CO₂ komponentów w wielu gałęziach przemysłu.

Podobnie jak w przypadku nagniatania rolkowego, walcowanie głębokie może być również wykonywane na konwencjonalnych tokarkach i frezarkach. W zależności od geometrii elementu, który ma zostać poddany obróbce, projektowane są specjalne narzędzia do przeprowadzenia wymaganej obróbki.

W porównaniu z innymi procesami hartowania, takimi jak śrutowanie lub mechaniczne młotkowanie powierzchni, walcowanie głębokie ma wiele zalet. Na przykład, głębokość penetracji naprężeń szczątkowych jest wielokrotnie większa w przypadku głębokiego walcowania niż w przypadku śrutowania. Powodem tego są po prostu większe wymiary walcowanego korpusu w porównaniu z materiałem poddawanym obróbce strumieniowo-ściernej. Skutkuje to większą powierzchnią styku na elemencie, co z kolei prowadzi do większej głębokości penetracji naprężeń.