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Fachmesse zeigte neue Trends in der Schweißtechnik

| Redakteur: Rüdiger Kroh

Als ideales Forum für neue Entwicklungen erwies sich erneut die Fachmesse ,,Schweißen & Schneiden" in Essen. Dabei wurde deutlich, dass nicht nur die Lasertechnik Innovationen zu bieten hat. Auch das...

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( Archiv: Vogel Business Media )

Als ideales Forum für neue Entwicklungen erwies sich erneut die Fachmesse ,,Schweißen & Schneiden" in Essen. Dabei wurde deutlich, dass nicht nur die Lasertechnik Innovationen zu bieten hat. Auch das konventionelle Schweißen offenbart noch Potenzial wie die neuen Verfahren MSG-Bandschweißen und Magnetimpulsschweißen belegen.Eine erfolgreiche Bilanz zogen Aussteller und Besucher nach Abschluss der 15. internationalen Fachmesse ,,Schweißen & Schneiden". Rund 1000 Anbieter aus 41 Ländern präsentierten an sieben Tagen auf dem Messegelände in Essen einen umfassenden Überblick über den aktuellen Stand der Technik und 93 000 Besucher - knapp die Hälfte davon aus dem Ausland - nutzten diese Informationsmöglichkeit. Positiv überrascht waren die Aussteller vor allem von der großen Investitionsbereitschaft der Besucher. Jeder Fünfte orderte bereits auf der Messe und über die Hälfte der Besucher beabsichtigt aufgrund der erhaltenen Informationen später zu kaufen.Der Schwerpunkt des Angebotsspektrums lag eindeutig im Bereich Schweißen. Die Kemppi GmbH, Butzbach, wartete mit dem digital gesteuerten, modularen Schweißsystem Pro Evolution auf, das über eine neue Software sowohl für die Stromquellen als auch für die Vorschubgeräte verfügt. Die hohe Regelgeschwindigkeit der Stromquellen ermöglicht eine genaue Steuerung des Materialtransfers bei den Lichtbögen, was ein spritzerfreies Schweißen und verbesserte Lichtbogeneigenschaften zur Folge hat.Bei der Schweißanlage, die mit 320, 420 und 520 A erhältlich ist, wurden sowohl Spitzenstrom (Puls-MIG) als auch Einschaltdauer (zwischen 80 und 100%) erhöht. Laut Hersteller eignet sich das Gerät für alle Schweißprozesse wie MMA, WIG, Puls-WIG, MIG, Synergie-MIG und Puls-MIG sowie für alle schweißbaren Werkstoffe. Mit der MIG-Doppelpulsmethode, bei der der Schweißstrom ständig zwischen zwei Stufen wechselt, lassen sich beim Fügen von Aluminium Nähte hoher Qualität erzielen.Die digital gesteuerte MIG-/MAG-Schweißmaschine Flex 4000 der Migatronic Schweißmaschinen GmbH, Wettenberg-Launsbach, soll ein Optimum hinsichtlich Nahtqualität, Geschwindigkeit und Schweißeigenschaften liefern. Ein digitaler Signalprozessor wandelt die Signale in einen kontrollierten Schweißprozess um und führt alle Schweiß- und Kontrollparameter zusammen. Das Ergebnis ist ein spritzerfreier Schweißablauf, der optimal auf das Material und das Verfahren abgestimmt ist.Der Lichtbogen richtet sich ununterbrochen selbst aus. Über den elektronischen Schaltkreis wird das Verhältnis Stromstärke und Spannung im Lichtbogen ständig optimiert. Die automatische Gasströmungsanpassung stellt je nach gewähltem Schweißprogramm und abgestimmt auf die Stromstärke den Gasfluss optimal ein. In die Steuerbox der Inverterschweißanlage kann der Werker seine persönliche Programmkarte einschieben: die Standard-Karte, eine auf die eigenen Bedürfnisse angepasste oder eine von Grund auf maßgeschneiderte Karte.Die Datenbank beinhaltet über 100 MIG-/MAG-Programme inklusive spezieller Programme zum MIG-Löten, zum Verschweißen korrosionsbeständiger Materialien, zum Heftschweißen oder zum Schweißen mit speziellen Gasen.WIG-Stromquelle mit SchweißdatenbankEine neue WIG-Baureihe zeigte die Lorch Schweißtechnik GmbH, Auenwald. Dabei wurde durch Ergonomiestudien die Anordnung der Bedienelemente verbessert und vereinfachen überdimensionierte Griffe und große Rollen den Transport. Die niedrige Gasflaschenaufnahme erübrigt das lästige Hinaufstemmen der Gasflaschen auf die Flaschenfläche. Zur Serienausstattung der V-Serie gehören Fernbedienung am Brenner, Puls und Fastpuls sowie ein Jobspeicher, mit dem 100 Einstellungen gespeichert werden können.Zudem stellt die WIG-Stromquelle dank einer Schweißdatenbank über 20 Parameter selbstständig ein. Erhältlich ist das Gerät in fünf Leistungsklassen mit 240, 270, 300, 400 oder 500 A und wahlweise in DC- oder AC/DC-Ausführung. Die durch einen Masterprozessor gesteuerte HF-Zündung ermöglicht einen optimalen Lichtbogenstart.Die digitale Impulstechnik der Schweißstromquelle Phoenix 300 der EWM Hightech Welding GmbH, Mündersbach, vereint Mobilität mit sehr guten Schweißeigenschaften für Anwendungen an Baustellen und in der Montage. Die 300-A-Maschine hat ein integriertes Drahtvorschubsystem und kann dank des modularen Aufbaus mit Kühlmodul und Transportwagen kombiniert werden. Sie eignet sich für Massiv- und Fülldraht-Elektroden sowie umhüllte Elektroden.Es lassen sich un- bis hochlegierte Stähle, Aluminium- und Nickelbasislegierungen, Kupfer und Sonderlegierungen schweißen. Für alle diese Aufgaben stehen 128 vorprogrammierte Jobs zur Verfügung. Der Anwender kann seine Jobs aber auch selbst programmieren. Der MIG-Multifunktionsbrenner ermöglicht neben dem Abrufen und Anzeigen von bis zu 99 Schweißprogrammen die stufenlose Einstellung von Schweißleistung und Lichtbogenlänge sowie die Anwahl von Betriebsarten und Schweißverfahren.Fügen rohtförmiger Bauteile mit WirbelströmenDie MIG-/MAG-Kleinserie mit der Typenbezeichnung CPTX präsentierte die OTC Daihen Europe GmbH, Mönchengladbach. Aufgeteilt in die vier Leistungsklassen 180 A, 230 A, 280 A und 350 A sind diese stufengeschalteten Kompaktgeräte neben den Standardfunktionen auch jeweils mit der Punkt- und Intervallfunktion ausgestattet. Der Hersteller hat beim Drahtvorschub auf den Einsatz von Kunststoffteilen verzichtet, um eine verschleißfreie Widerstandsfähigkeit zu gewährleisten. Hinter dem großzügig dimensionierten Gleichrichter und dem Epoxidharzlack-getauchten Transformator stehen ebenfalls die Ansprüche einer langen Lebensdauer.Premiere am Stand der Carl Cloos Schweißtechnik GmbH, Haiger, feierte das Metallschutzgas-Bandschweißen, ein mechanisierter MIG-/MAG-Prozess unter Verwendung von Flachdraht. Gegenüber der runden Drahtelektrode sollen beim MSG-Bandschweißen von Stahl und Aluminium Leistungssteigerungen bis zu 30% möglich sein. Neben einer Standard-Impulsstromquelle werden als Zubehör lediglich der neue Bandbrenner sowie ein modifizierter Duo-Drive-Drahtvorschub benötigt.Mit dem Magnetimpulsschweißen stellte die Esab GmbH, Solingen, ein neues Verfahren vor. Es wird in erster Linie verwendet, um eng anliegende Überlappungsbauteile zu fügen. Bisher hat man sich bei der Entwicklungsarbeit hauptsächlich auf rohrförmige Bauteile konzentriert. Dabei legt man das zu verschweißende Bauteil in den Hohlraum innerhalb einer Spule ein. Dann wird aus Hochspannungskondensatoren ein Hochenergiestrom durch die Spule entladen, um Wirbelströme in den zu verbindenden Außenbauteilen zu induzieren.Anschließend drücken starke Kräfte die Außenbauteile, ähnlich einer Explosionsschweißnaht, zusammen und verbinden die Werkstoffoberfläche. Die so geschaffene Naht ist genauso stark wie der Schwächere der Werkstoffe, da es keine Gussstruktur gibt. Zudem erzeugt der Magnetschweißprozess keine überschüssige Wärme und läuft bei einer Impulsdauer von 10 bis 100 µs sehr schnell ab. Bislang wurden mit dem Verfahren 1 bis 10 mm lange Schweißnähte an Rohren mit über 125 mm Durchmesser hergestellt. Die Wanddicken betrugen dabei 6 mm bei Aluminium und 1 mm bei Stahl.Die Abitip-Kontaktdüsen der Alexander Binzel Schweißtechnik GmbH & Co. KG, Gießen, sorgen für eine Verlängerung der Standzeiten sowohl in der automatisierten MIG-/MAG-Schweißtechnik als auch beim hochamperigen manuellen MIG-/MAG-Schweißen. Gegenüber den konventionell hergestellten CuCrZr-Kontaktdüsen erreicht sie die doppelte und gegenüber E-Cu-Kontaktdüsen sogar die fünffache Standleistung. Das patentierte Herstellverfahren ermöglicht sehr glatte Bohrungsoberflächen, geringere Durchmessertoleranzen und eine sichere Stromübertragung beim Schweißprozess.Die im gleichen Verfahren hergestellten, aber zusätzlich mit Silber veredelten Kontaktdüsen Abitip plus erreichen noch einmal das Doppelte an Standzeiten. Durch die Silberbeschichtung erhöht sich die Oberflächenspannung gegenüber Spritzern; dies bedeutet sinkende Spritzeranhaftung und steigende Prozesssicherheit.4-Komponenten-Schutzgas für Nickel-Basis-WerkstoffeEin stabiler, gleichmäßiger Werkstoffübergang und ein verbessertes Fließverhalten sind die wichtigsten Vorteile des Schutzgases Argomag Ni, das die Messer Griesheim GmbH, Krefeld, speziell für das MIG-/MAG-Schweißen von hochkorrosionsbeständigen Nickel-Basis-Werkstoffen entwickelt hat. Das 4-Komponenten-Gemisch setzt sich aus Argon, Helium, Wasserstoff und Kohlendioxid zusammen. Diese Kombination sorgt beim Schweißen, vor allem bei der Impulstechnik, für hohe Prozesssicherheit und einen ruhigen Lichtbogen. Das Schutzgas soll den Anwendern die anspruchsvolle schweißtechnische Verarbeitung von Nickel-Basis-Werkstoffen erleichtern.Dass der Laser beim Schweißen zunehmend an Bedeutung gewinnt spiegelte sich auch auf der Messe in Essen wider. Hinter dem Großraum-Remote-Welding-System der Rofin-Sinar Laser GmbH, Hamburg, steht die Grundidee der flexiblen Vielpunktebearbeitung in höchster Geschwindigkeit innerhalb eines sehr großen Arbeitsraumes.Mit einem 3,5-kW-CO2-Slab-Laser und einer Fokussierbrennweite von über 1,6 m resultiert für das Schweißsystem ein Arbeitsraum in der Form eines Pyramidenstumpfs mit einer Grundfläche von 1500 mm 3 2400 mm. Der diffusionsgekühlte Slab-Laser hat eine Strahlqualität kleiner 5 mm 3 mrad und erzeugt durch seine Grundmodestruktur über den gesamten Leistungsbereich auch bei großen Fokussierbrennweiten eine Energiedichte, die das Tiefschweißen ermöglicht.Eine programmierbare Fokussieroptik, die es für gepulste Laser bereits seit längerer Zeit gibt, stellte die Haas-Laser GmbH & Co. KG, Schramberg, jetzt erstmals für Hochleistungs-cw-Laser vor. Das Laserwerkzeug fokussiert den Laserstrahl auf das Werkstück und erzeugt gleichzeitig die gewünschte Schweißkontur, ohne dass sich das Werkstück oder die Fokussieroptik selbst bewegen. Dadurch entfallen NC-Antriebe und zusätzliche Steuerungen.Die Bewegung des Strahls erfolgt mit Hilfe von Galvoscannern. Innerhalb eines Kreises von bis zu 90 mm Durchmesser ist der Laserstrahl in der Lage, jeden beliebigen Punkt auf dem Werkstück zu erreichen. Planfeldobjektive sorgen dafür, dass die Fokusbedingungen in jedem Punkt des Bearbeitungsfeldes gleich sind. Eine Positionsüberwachung des Laserstrahls garantiert, dass die Schweißnaht genau an der zuvor programmierten Stelle liegt. Das Steuerungs- und Überwachungskonzept macht die programmierbare Fokussieroptik telepräsenzfähig.Immer mehr in gefragt ist die Kombination aus Laser- mit Lichtbogenschweißen. Auf einer 1fi-jährigen Erprobungsphase in der Automobilindustrie basiert das Laser-Hybrid-Schweißsystem, das die Fronius International GmbH & Co. KG, Wels/Österreich, auf ihrem Stand vorstellte. Zum Gesamtsystem zählen eine MIG-Schweißstromquelle, der Schweißkopf und die Prozess-Software sowie handelsübliche Roboter und eine Nd:YAG-Laserquelle.Der Schweißkopf als Herz der Anlage erfüllt laut Hersteller die Forderungen nach robotertauglicher Ausführung, großer Flexibilität in der Beweglichkeit, kompakter Bauform, guter Positionierbarkeit von Laserstrahl und Lichtbogen zueinander und hoher Prozesssicherheit. Eine seiner Besonderheiten ist die gegenüber dem Laser um 300 mm in der Längsachse verstellbare MIG-Einheit. Die Einstellgenauigkeit des Schweißkopfes beträgt in allen Richtungen 0,1 mm.So sind beide Einzelprozesse optimal zueinander positionierbar. Brenner und Gasdüse sind wassergekühlt. Weil die Gasdüse bis zum vorderen Abschluss gekühlt wird, sind 100% Einschaltdauer bei voller Laserleistung von 4 kW und einer Lichtbogenstromstärke von 250 A möglich. Der Lichtbogen hat unabhängig vom Laser seine eigene Gasatmosphäre; beide arbeiten mit dem identischen Schutzgas aus dem MIG-Prozess.Die Ergebnisse einer Untersuchung von unterschiedlichen Fügetechniken im Karosseriebau mit Aluminium-Mischbauweisen präsentierte die Kuka Schweißanlagen GmbH, Augsburg. Ein daraus resultierendes Produkt ist ein Laser-Hybrid-Schweißkopf, der die dreifache Prozessgeschwindigkeit gegenüber den Einzelverfahren ermöglicht. Er ist für die Kombination von Nd:YAG- und CO2-Laser mit dem MIG-Verfahren geeignet. Der vom Roboter geführte, modular aufgebaute Kopf verfügt über eine Abstandssensorik. Aufgrund der Verwendung von Zusatzdraht kann auf Andruckrollen verzichtet werden.Kompakte Roboterschweißzelle für kleine BauteileDie kompakte Roboterschweißzelle der igm Robotersysteme AG, Wiener Neudorf/Österreich, erlaubt die weitgehend freie Kombination von vorgefertigten Grundelementen der Werkstückperipherie zu maßgeschneiderten Lösungen. Allen Anlagenvarianten gemein ist der Roboter vom Typ RTi 2000 mit PC-basierter Steuerung und Handbediengerät mit Farbdisplay im Windows-Stil. In die transportable Zelle sind alle mechanischen, elektrischen und schweißtechnischen Komponenten integriert. Die Stationswechselzeit beträgt bei einer Beladung mit 1000 kg nur 3,5 s. Durch den Aufbau auf einem stabilen Grundrahmen kann bereits vor der Auslieferung das Roboterprogramm erstellt werden.Der Kleinroboter RV4 der Reis GmbH & Co. Maschinenfabrik, Obernburg, ist nun auch in Verbindung mit einer Kompaktschweißzelle (Bild 5) für das MIG/-MAG-, WIG- und Plasmapulver-Schweißen lieferbar. Der speziell für kleine Teile konzipierte Roboter hat eine Traglast von 4 kg. Die transportable Zelle ist als geschlossene Kabine ausgelegt. Sie ist betriebsfertig montiert und nach 30 Minuten einsatzbereit. Zur Ausstattung gehören Steuerung, Stromquelle, Drahtvorschubgerät, Schweißzubehör, Brennerreinigungsgerät und Drehtisch. Alle Versorgungs-, Absaug- und Sicherheitseinrichtungen sind in die Zelle integriert, so dass auf zusätzliche Peripherie verzichtet werden kann. Die Komponenten sind aufeinander abgestimmt und erweiterbar.Der manuell betriebene 180°-Drehtisch mit Blendschutzwand verfügt über zwei gegenüberliegende Arbeitsstationen. Während der Roboter auf der einen Station die Bauteile schweißt, können aus der anderen Station Fertigteile entnommen oder Rohteile eingelegt werden.Kürzere Schweißzeiten durch zwei RoboterBeim Twin-Arc-System der Fanuc Robotics Deutschland GmbH, Neuhausen, arbeiten zwei Roboter simultan am selben Werkstück und verkürzen so die Schweißzeiten. Diese Art des robotergestützten Bahnschweißens eignet sich besonders für Bauteile wie Auspuffanlagen, Fahrradrahmen oder Pkw-Achsen. Doch die Halbierung der Taktzeit ist nicht der einzige Vorteil dieses Verfahrens. Die beiden Roboter in der Twin-Arc-Zelle benötigen zusammen weniger Platz als zwei separate Schweißzellen.Außerdem führen sie zu einem qualitativ besseren Schweißergebnis, weil die Wärmeeinbringung gleichmäßiger erfolgt und sich die Werkstücke deshalb weniger verziehen. Je nach Aufgabenstellung und erforderlicher Reichweite kann der Anwender unter verschiedenen Robotertypen wählen. In allen Konfigurationen arbeitet der wahlweise ein- oder zweiachsige Positionierer als Master, die Roboter als Slave.Mit zwei neuen Schweißzellen hat die ABB Flexible Automation GmbH, Friedberg, ihr Programm erweitert. Die Zelle Flex-Arc 250R eignet sich mit ihrem 2-Stationen-Drehtisch, 180° reversierend mit zwei programmierbaren Achsen, für das Schweißen von zylindrischen Komponenten mit langen Nähten sowie Bauteilen mit schwer zugänglichen Schweißstellen. Die Flex-Arc 500C ermöglicht mit einem 2-Stationen-Drehtisch das Schweißen von großen und sperrigen Teilen wie Rahmen und Steuerschränken. Beide Zellen werden mit Roboter, Steuerung, Positionierer und Standardschweißausrüstung geliefert.Auf Windows CE-Software basiert die Schweißrobotersteuerung der Panasonic Industrial Europe GmbH, Ratingen. Sie kann bis zu 27 externe Achsen synchron verwalten und verfügt über eine Infrarotschnittstelle. Ein Handprogrammiergerät mit 18-cm-TFT-Farbdisplay, das alle Programmierfunktionen enthält, vereinfacht die Bedienung. Es lassen sich fünf Schweißgeräte und maximal 32 Parametern steuern. Device-Net- und Profibus-Anbindungen sind ebenso möglich wie eine Verkettung mehrerer Robotersteuerungen über Ethernet.