Schweissen Schweißbrenner wählt positionsabhängig automatisch die richtigen Parameter

Mit Sensoren bestückt ist ein intelligenter Schweißbrenner. Damit ist er in der Lage, die Schweißpositionen zu erkennen, das Schweißgerät in Abhängigkeit von der Position zu steuern und an der Stromquelle die geeigneten Parameter automatisch auszuwählen. Bei dem IQ-Schweißbrenner handelt es sich um einen MIG/MAG-Handbrenner, der drei Schweißpositionen erkennen kann.

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Die Grenzwerte der Schweißparameter sind für das Qualitätswesen und die Grenzwerte der Prozessparameter für die Prozessfähigkeit von großer Bedeutung. Die Schweißparameter lassen sich an einer heutigen Stromquelle einmal ermitteln, einstellen und dann speichern. Damit sie nicht verändert werden können, werden die Eingabetasten mit Hilfe eines Schlüsselschalters deaktiviert. Beim Schweißen in drei Positionen, PA (Wannenlage), PF(Steignaht) und PE (Überkopf), werden die gespeicherten Schweißparameter je nach Bedarf beispielsweise mit Hilfe einer Fernbedienung oder per Schalter am Brenner abgerufen.

Die Parameter können direkt an der Stromquelle nicht geändert werden, jedoch über den Schweißbrenner. Deshalb stellt ein solcher Brenner gleichzeitig eine Fehlerquelle dar. Ein zweiter Aspekt ist der Zeitverlust des Schweißers, weil er die Parameter permanent korrekt umschalten muss. Die Voraussetzung für eine gute Schweißnahtqualität ist die richtige, der Aufgabe entsprechende Wahl der Schweißparameter.

Im Handel sind Schweißbrenner erhältlich, die die Wahl der Schweißparameter am Schweißgerät durch einen am Brenner angebrachten Schalter ermöglichen. Damit kann der Schweißer die für die Schweißpositionen geeigneten Parameter abrufen.

Schalter am Brenner haben auch Nachteile

Dies hat jedoch auch Nachteile: Der Schweißer muss für die Umschaltung der Schweißparameter den Schweißvorgang unterbrechen, gegebenenfalls die Schweißmaske hochklappen und mit den Handschuhen versuchen, die geeigneten Parameter zu wählen. Diese Tätigkeit ist bei jedem Wechsel der Schweißposition erforderlich, was einen Zeitverlust bedeutet.

Der Schweißer muss dafür sorgen, dass die Parameter den jeweiligen Schweißpositionen entsprechend gewählt werden. Weil die Parameter über den Schweißbrenner gewollt oder nicht gewollt geändert werden können, stellt ein solcher Brenner gleichzeitig eine Fehlerquelle dar.

Solche Fehler kommen beim so genannten IQ-Brenner nicht mehr vor. Bei diesem Brenner (Bild 1) können die Schweißparameter durch den Benutzer oder durch eine Fehlbedienung nicht geändert werden (weder gewollt noch ungewollt), der IQ-Brenner wählt die Parameter automatisch. Damit ist die richtige Zuordnung der Schweißparameter zu den entsprechenden Schweißpositionen sichergestellt.

Der Schweißbrenner IQ-MB3PMIG hat folgende Eigenschaften:

- Automatischer Parameterabruf beim Wechsel der Schweißposition durch eine Sensorik am Brenner, auch während des Schweißens.

- Unterscheidung zwischen den Schweißpositionen PA (Wannenlage/Kehlnaht), PF (Steig- und Fallnaht) und PE (Überkopf).

- Reaktionszeit für die Umschaltung von 100 bis 150 ms.

- Der Umschaltpunkt der Schweißparameter ist einstellbar.

- Die passiven Bauelemente sind robust, hitzebeständig und schüttelfest.

- Der Parameter-Umschaltpunkt und -Umschaltwinkel für die Positionen ist einstellbar.

- Der Schweißbrenner ist einsetzbar für programmierbare Stromquellen.

- Der Dialog zwischen Brenner und Maschine erfolgt analog, digital oder über BUS.

- Der IQ-Brenner kann für alle Schweißverfahren eingesetzt werden.

- Bei der Parameterumschaltung besteht die Wahlmöglichkeit zwischen automatischer Parameterumschaltung während des Schweißens und keiner Umschaltung während des Schweißens.

Bei dem IQ-Brenner muss der Schweißer ebenfalls für jede Schweißposition die entsprechenden Schweißparameter einmal ermitteln und einstellen und sie im Schweißgerät, zum Beispiel als Programm P1, P2 und P3, speichern. Der Schweißer wählt die Parameter nicht mehr selbst, sondern der IQ-Brenner wählt sie automatisch.

Hält der Schweißer den Brenner beispielsweise in Wannenlage (PA), so wählt der IQ-Brenner am Schweißgerät automatisch Programmnummer P1 (Bild 2). In der Position Steig-/Fallnaht (PF/PG) wählt der IQ-Brenner die Programmnummer P2 und beim Überkopfschweißen (PE) die Programmnummer P3 (Bild 3). Die automatische Programmauswahl ist ohne Unterbrechung und/oder mit Unterbrechung des Schweißprozesses möglich. Die drei LED auf dem IQ-Brenner dienen zur optischen Anzeige der gewählten Programme P1, P2 oder P3.

Sensoren stellen Parameter ein

Der IQ-Brenner bringt somit eine Arbeitserleichterung für den Schweißer. Durch die Zeitersparnis wird die Produktivität gesteigert, weil die Parametereinstellung durch den Schweißer entfällt. Zudem sind die Investitionskosten gering. Für eine Qualitätsverbesserung sorgt die 100%ige Sicherheit, dass die Positionen mit den vorbestimmten Schweißparametern geschweißt werden.

Der IQ-Schweißbrenner kann überall dort eingesetzt werden, wo in drei Positionen geschweißt wird, beispielsweise beim Behälter-, Schiffs-, Wagon-, Bus-, Lkw-, Flugzeug- und Pipelinebau. Bei Daimler-Chrysler wurde der IQ-Brenner getestet und für die Busproduktion optimiert. Dabei wurde untersucht, ob eine Arbeitserleichterung und Produktivitätssteigerung sowie die genannte Sicherheit erreicht werden kann.

Erste Testphase bei Daimler-Chrysler abgeschlossen

Die erste Testphase ist abgeschlossen. Bisherige Bewertungen seitens der Produktion, des Qualitätswesens und nicht zuletzt des Schweißers fielen sehr positiv aus. Die Erwartungen des Qualitätswesens wurden in vollem Umfang erfüllt. In der zweiten Testphase werden 10 bis 20 IQ-Brenner eingesetzt, um die Wirtschaftlichkeit zu untersuchen.

Die Zeitersparnis lässt sich abschätzen. Wenn der Schweißer den IQ-Brenner nicht benutzt, sondern einen Brenner einsetzt, bei dem er die Parameter per Hand wechseln muss, verliert er 4 bis 8 s Zeit beim Wechseln der Schweißparameter. Betrachtet man dieses Beispiel, so können folgende Aussagen gemacht werden: Wenn der Schweißer zwischen drei Positionen wechselt, so beträgt die Schweißzeit etwa 20 s und die Umschaltzeit 12 s. Die Umschaltzeit beträgt in diesem Fall etwa 60% der Schweißzeit. Setzt man den IQ-Brenner ein, so kann die Zeitersparnis bei diesem Beispiel bis zu 50% betragen.

Die sensorbestückte IQ-Schweißbrennergeneration eröffnet neue Möglichkeiten beim manuellen Schweißen. Der Brenner stellt eine große Hilfe für den Schweißer, eine Sicherheit für das Qualitätswesen und eine Erhöhung der Produktivität dar. Die Produktivitätssteigerung beträgt zum Beispiel beim Kurznahtschweißen in drei Positionen bis zu 50% . Die Intelligenz des Brenners kann bei allen Schweiß- und Schneidverfahren (MIG/MAG, WIG, Plasma oder Laser) sowie bei allen Geräte- und Brennertypen genutzt werden.MM

Dr. Erdogan Karakas ist Managing Director bei der Tim Schweißtechnik GmbH, 30938 Burgwedel, Tel. (0 51 39) 80 53 30, Fax (0 51 39) 80 53 31, post@tim-international.com

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