Dünne Bleche für Abgasanlagen mit reduziertem Wärmeeintrag fügen

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Der von SKS entwickelte micro-MIG-Prozess, eine Verfahrensvariante des Lichtbogenschweißens, erfüllt die geforderten Bedingungen. Er arbeitet mit einer pulsierenden Drahtbewegung. Den gewünschten reduzierten Wärmeeintrag sowie den definierten guten Einbrand ergänzt das nahezu spritzerfreie Schweißergebnis. Im Vergleich zu anderen Verfahren mit pulsierender Drahtförderung kennzeichnet micro-MIG ein wesentlicher Unterschied: Statt mit höheren Frequenzen des Drahtpulses erreicht es höhere Abschmelzleistungen mit niedrigeren Frequenzen. Je höher die Abschmelzleistung sein soll, desto länger sind die Pulssequenzen.

Prozesssicheres Fügen von Blechen bis zu einer Dicke von 0,5 mm

Die geringere pulsierende Drahtbewegung führt zu einer niedrigeren Belastung der Verschleißteile im Brennersystem einschließlich der Antriebe. Höhere Lebensdauer, qualitativ bessere Schweißnähte, ansprechende Nahtoptik, geringer Bauteilverzug und weniger Nacharbeit zählen zu den weiteren Vorteilen. Die Schweißexperten von Eberspächer testeten den micro-MIG-Prozess unter Praxisbedingungen ausführlich. Das Fügen bis zu 0,5 mm dünner Stahlbleche gemäß den Leichtbauanforderungen gewährleistet das Verfahren prozesssicher. Die Parameter kann der Anwender noch differenzierter als bei anderen Prozessen einstellen. Ergebnisse der Untersuchungen an den Leichtbauverbindungen zeigen die Produktfotos und Nahtschnitte der Praxisbauteile (Bilder 2 und 3).

Verzug durch geringere Streckenenergie reduzieren

Je dünner die zu schweißenden Bleche sind, desto größer ist das Risiko, dass sich die gefügten Bauteile verziehen. Eine Methode, den Verzug zu reduzieren, ist, bei gleicher Geschwindigkeit die Streckenenergie zu senken. An einem komplexen Sandwichbauteil – dem doppelt isolierten Boden für eine Nutzfahrzeug-Abgasanlage – untersuchten die Ingenieure von Eberspächer die Bauteilgeometrie vor und nach dem Fügen (Bild 4). Sie ermittelten maximale Maßabweichungen von -0,74 und 0,65 mm beim MAG- beziehungsweise -0,50 und 0,48 mm beim micro-MIG-Schweißen (Bild 5). Der Verzug beim vorher genutzten MAG-Verfahren lag also um 35 bis 50 % höher (Bild 6).

Das Einführen neuer Verfahren ist üblicherweise mit entsprechend hohen Investitionen in neue Anlagen verbunden. Der Wechsel vom KF-Puls zu micro-MIG bedeutete dagegen hardwaremäßig lediglich den Austausch des Power-Joint-Brennersystems gegen das Frontpull-System. Denn SKS setzt auf einen konsequent modularen Aufbau seiner Schweißsysteme. Stromquelle, Schweißsteuerung, Roboter-Interface und Drahtvorschub ergeben, kombiniert mit dem prozessspezifischen Brennersystem, das komplette Schweißsystem.

Neue Verfahrensvariante mit einem größeren Prozessfenster

Stromquelle und Schweißsteuerung stehen in wenigen unterschiedlichen, modifizierten Größen zur Wahl, zum Beispiel Stromquellen in zwei Leistungsgrößen und Steuerungen für eine oder vier Stromquellen, mit unterschiedlichen Programmspeichern und Vernetzungen. Die Roboter-Interfaces unterscheiden sich lediglich hinsichtlich der Roboterhersteller. Auswahlkriterien für die Brennersysteme sind partielle oder endlose Drehbarkeit, integrierter Kollisionsschutz, Kompatibilität zu Hohlwellenrobotern, integrierter Drahtvorschub und Ein- oder Zweidrahtausführung. So kann der Anwender falls erforderlich auch nachträglich vom Brenner ohne Drahtvorschub auf einen mit integriertem Drahtvorschub wechseln.

Bei der Realisierung zukünftiger Wünsche bei Eberspächer haben die Schweißentwickler von SKS bereits Fortschritte vorzuweisen: eine neue Verfahrensvariante für noch differenziertere Parametereinstellungen mit einem größeren Prozessfenster und ein kompakteres Brennersystem mit besserer Zugänglichkeit, speziell für Hohlwellenroboter. MM

* Dipl.-Ing. Roman Lauer ist Leiter Fügetechnik bei der Eberspächer-Gruppe in 73730 Esslingen. Dipl.-Ing. Gerd Trommer ist Inhaber des Redaktionsbüros rgt in 64579 Gernsheim

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