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Die Alu-Hürde meistern

Roboter für Punktschweiß-Prozess
Die Alu-Hürde meistern

Die Alu-Hürde meistern
Beim Schweißen wird die Schweißzange um die Elektrodenachse gedreht. Auf diese Weise wird aus dem traditionellen Punktprozess ein Bahnprozess mit kontinuierlicher Roboterbewegung Bild: Kuka Systems
Werkstoffe entwickeln sich weiter und mit ihnen auch die Bearbeitungstechniken. Die neueste Herausforderung ist das Schweißen von Aluminium. Dieser Fügeprozess lässt sich mit dem konventionellen Widerstandspunktschweißen nur schwer realisieren. Kuka Systems bietet einen stabilen Schweißprozess für das effizientere Fügen von Stahl und überwindet damit die Hürde Aluminium.

Die neue Fügetechnik des Augsburger Systemintegrators heißt Robospin und ist eine Weiterentwicklung des klassischen Widerstandspunktschweißens. Durch eine kontinuierliche Weiterbewegung des Roboters gelingt es, den Werkstoff Aluminium so einfach und schnell wie Stahl zu schweißen. Denn während Stahl erst bei 1550 °C schmilzt, liegt dieser Punkt beim Aluminium bei nur 650 °C. Dies ist zugleich der wesentliche Unterschied zwischen Widerstandspunktschweißen von Aluminium und Stahl. Beim Fügen von Aluminiumbauteile mit der Punktschweißzange ist die Herausforderung, dass die Kupferkappen der Schweißzange häufig an den Blechen festkleben und die Kappen oft gefräst oder gewechselt werden müssen. Für ein Unternehmen, das effizient und nachhaltig arbeitet, ist das unwirtschaftlich. Mit dem neuen Verfahren lassen sich die gleichen Zeiten fahren wie beim Stahlschweißen. Zudem erhöht sich dabei nicht der Elektrodenkappenverschleiß. Die Zangengeometrie bleibt so wie beim Fügen von Stahl mit Stahl. Unterm Strich kann mit geringem Aufwand das bestehende Equipment für das Aluschweißen verwendet werden kann. Durch den Einsatz des neuen Systems entstehen Vorteile in der Taktzeit und bei der Qualität des Schweißprozesses. Derzeit wird das Verfahren hauptsächlich im Automobilbau angewendet.

„Mit dem neuen Verfahren wird durch die Weiterbewegung des Roboters viel Zeit gespart“, erklärt Christian Goldstein, Senior Manager im Bereich Entwicklung und Prozesstechnik bei Kuka Systems. „Der Roboter wird während des Schweißens nicht angehalten, sondern fährt weiter zum nächsten Schweißpunkt. Dadurch verbessert sich die Taktzeit.“ Beim Schweißen wird die Schweißzange um die Elektrodenachse gedreht. Auf diese Weise wird aus dem traditionellen Punktprozess ein Bahnprozess mit kontinuierlicher Roboterbewegung. Dadurch werden die Versatzzeiten reduziert und der Schweißprozess verbessert sich. Beim Schweißen von Stahl wird durch die fließende Drehbewegung des Roboters eine höhere Schweißpunktzahl erreicht und die Elektrodenschweißkappen haben eine höhere Lebensdauer. Die Drehbewegung wirkt formend auf die Kupferelektrodenkappen der Schweißzange. Denn durch das Drehen der Kappen auf dem Blech werden die Kontaktflächen nur langsam vergrößert. Mit diesem Fügeprozess werden Blechdicken von maximal 7 mm geschweißt. Das Verfahren kann auch bei Sonderstählen mit Oberflächenbeschichtung genutzt werden, da das Drehen die Oberflächenschicht am Schweißpunkt entfernt und das Material an diesen Stellen vorher nicht bearbeitet werden muss. Große Drehwinkel bewirken unter anderem das Aufbrechen von Beschichtungen wie Zink, Korrosionsschutzlack und Oxiden, das zu einer konstanteren Kontaktierung der Elektroden mit dem Grundwerkstoff führt. Zudem ist die Reproduzierbarkeit der Schweißqualität besser. Insbesondere bei der schnellen Drehung der Schweißzange am Ende eines jeden Schweißpunktes wird die Klebeaffinität der Kappen auf dem Blech reduziert. ub
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