Zu den wichtigsten Trends auf der Messe Schweißen & Schneiden gehörte das verstärkte Vordringen der Lasertechnik sowie der computergesteuerten Prozesstechnik beim Lichtbogenschweißen. Immer breiteren Raum nimmt auch das robote-risierte Fügen ein.
Von unserem Redaktionsmitglied Dr. Bernhard Reichenbach bernhard.reichenbach@konradin.de
Die Olympiade der Schweißtechnik ist zu Ende. Auf der Messe Schweißen & Schneiden in Essen präsentierten über 1000 Aussteller den etwa 93000 Besuchern ein wahres Feuerwerk an Produkt- und Verfahrens-innovationen aus dem gesamten Bereich des Fügens und thermischen Trennens. Kaum ein Unternehmen, das auf der Leitmesse der Branche nicht mit Neuentwicklungen glänzte.
– Verfahrensinnovationen
Verschiedene neuartige Verfahren wurden erstmals in industrietauglicher Version vorgestellt. Ein Beispiel ist das Remote Welding oder Scanner-Schweißen klein- und mittelformatiger 3D-Bauteile, wie es die Trumpf Lasertechnik GmbH, Ditzingen, zeigte. Hierbei wird nicht mehr ein Laser-Bearbeitungskopf über das Werkstück hinwegbewegt, sondern ein mit langer Brennweite fokussierter Laserstrahl. Dies erfolgt mit Hilfe von Umlenkspiegeln und ermöglicht sehr hohe Positioniergeschwindigkeiten. „Die Nebenzeiten sind nahezu Null“, weiß Dipl.-Phys. Sven Ederer, Assistent der Geschäftsleitung Lasertechnik. „Besonders bei Bauteilen mit mehreren Schweißnähten lässt sich die Bearbeitungszeit wesentlich verkürzen.“ Der 5-kW-CO2-Laser TLF 5000 soll die erforderliche hohe Strahlqualität liefern. Das Verfahren eignet sich besonders zum flexiblen Fügen von Kleinteilen in mittleren und großen Losen. Der Arbeitsbereich kann größer als 1000 mm x 1000 mm sein.
Das Scanner-Verfahren ist jedoch nicht auf CO2-Laser beschränkt: Die Trumpf-Tochter Haas-Laser GmbH + Co. KG, Schramberg, zeigte den entsprechend einsetzbaren dioden-gepumpten 1-kW-Festkörperlaser HLD 1003. Dieser ist mit einer kompakten, programmierbaren Fokussieroptik für cw-Laser verbunden, die den fokussierten Laserstrahl sehr schnell über das Werkstück hinwegführt. „Damit lassen sich in einem Arbeitsfeld von bis zu 90 mm Durchmesser beliebige Nahtgeometrien präzise schweißen, ohne dass sich die Optik oder das Teil selbst bewegen“, erklärt Sven Ederer. Weitere interessante Möglichkeiten ergeben sich, wenn die Fokussieroptik mit einem Roboter verbunden wird.
Ein anderes Verfahrens-Highlight in indus-trietauglicher Ausführung präsentierte die Fronius GmbH & Co. KG, Wels/Österreich: das Laser-Lichtbogen-Hybridschweißen mittels Festkörperlaser, MIG-Stromquelle, Roboter und speziellem Kombi-Schweißkopf als Kernstück. „Dieses System ermöglicht Fügeverbindungen, die die Vorzüge beider Verfahren integrieren“, sagt Otto Schuster, Vertriebsleiter International. Hohe Schweißgeschwindigkeit – der Hersteller gibt 9 m/min an – und Produktivität werden ergänzt durch verbesserte Spaltüberbrückung, tiefer Einbrand und schmale Naht durch reduzierte Wärmeeinbringung und Verzug. „Hinzu kommt“, ergänzt Otto Schuster, „dass die Investitionskosten in Bezug auf die Gesamtleistung niedrig sind.“
Industrietauglich sind mittlerweile auch das Magnetimpulsschweißen und das Reibrührschweißen von Aluminium. Die Esab-Gruppe,Göteborg/Schweden, stellte neue Systeme für beide Verfahren vor. Das Magnetimpulsschweißen eignet sich besonders zum Verbinden enganliegender Überlappungsbauteile aus gleichen oder unterschiedlichen leitenden Werkstoffen. Dabei drücken Kräfte, die durch einen Hochenergiestrom in einer Spule erzeugt werden, ein Bauteil fest auf das andere und verbinden die Oberflächen selbst konventionell nicht schweißbarer Metall-Werkstoffe. Der explosionsartig ablaufende Prozess ist auf Grund des geringen Energiebedarfs sehr ökonomisch. Die Teile können sowohl rohr- als auch nicht rohrförmig sein. Bei Aluminium soll die maximale Wanddicke etwa 6 mm betragen, bei Stahl circa 1 mm. Zu den Zielgruppen zählen die Kfz-, Weißwaren- und Elektroindustrie.
Beim Reibrührschweißen fährt ein rotierendes Werkzeug an der Verbindungsstelle zweier Bauteile entlang, wobei das Material in Werkzeug-Nähe durch die Reibungswärme plastifiziert wird und sich hinter dem Werkzeug eine Schweißnaht bildet. So lassen sich Teile bei einer Temperatur weit unter ihrem Schmelzpunkt stabil fügen. Und dies ohne Schlackeneinschlüsse und Verunreinigungen. Bei den vorgestellten Systemen kann das Material zwischen 1,6 und 30 mm dick sein. Erhältlich sind Anlagen für klein- bis großformatige Teile.
– Lichtbogenschweißen
Die Informationstechnologie und in ihrer Folge die Automation prägen das Schweißen immer stärker. Inzwischen sind alle Verfahrensvarianten bis zum E-Handschweißen digital beeinflußt. Dies beinhaltet Vernetzung und Standortunabhängigkeit der Geräte und reicht bis zu deren Kontrolle und Modifikation über das Internet. Die meisten führenden Hersteller waren mit entsprechenden Produktneuheiten auf der Schweißen & Schneiden vertreten.
Digital gesteuert und Software-basiert ist beispielsweise das modulare Multiprozess-Schweißsystem Pro Evolution, das die Kemppi Oy, Lahti/Finnland, im Rahmen einer Pressekonferenz vorstellte. Die Inverter-Anlagen sollen optimierte Schweißeigenschaften bei allen Prozessen inklusive MIG, WIG und Fugenhobeln bieten – unabhängig von Werkstoffen wie Guss- und Edelstahl, Alumini-um sowie Spezial-Materialien. „Durch die hohe Regelgeschwindigkeit der Stromquellen lässt sich der Materialtransfer bei den Lichtbögen präzise steuern“, erläutert Anssi Rantasalo, Verkaufsdirektor Europa und designierter Geschäftsführer. „Hieraus resultieren verbesserte Lichtbogeneigenschaften und ein spritzerfreies Schweißen.“ Die Doppelpuls-Methode ermöglicht das MIG-Schweißen von Aluminium in WIG-Qualität.
Die volldigitale MIG/MAG-Schweißmaschine Flex 4000 der Migatronic A/S, Fjerrislev/Dänemark, verfügt über ein schnelles Power-Modul auf Inverterbasis. „Es sorgt dafür“, so Marketingchef Ole Bröndum, „dass selbst anspruchsvolle Werkstoffe perfekt verschweißt werden können.“ Die für Massiv- und Fülldrähte geeignete Anlage besitzt einige neue Funktionen, die sie nach Bröndums Worten zum „einfach zu bedienenden Intelligenzbolzen machen.“ Hierzu gehört ein digitaler Prozessor, der die Signale in einen kontrollierten Prozess umwandelt und alle Schweiß- und Kontrollparameter zusammenführt. Resultat: Der spritzerfreie Schweißablauf ist optimal auf Material und Verfahren abgestimmt.
– Roboterschweißen
Dass der Trend zur Automatisierung im Bereich des Schweißens ungebrochen ist, zeigten neben den neu vorgestellten Schweißrobotern auch neue roboterisierte Schweißzellen. Die Plug-and-Play-Systeme sind leicht in bestehende Fertigungsprozesse zu integrieren. Sie lassen sich per Gabelstapler befördern, einfach anschließen und ohne Verzug in Betrieb nehmen. Produktionsunterbrechungen werden so minimiert. Die Roboterzellen sollen sich zudem durch hohe Fügegeschwindigkeit und -qualität auszeichnen.
Für das MIG/MAG-, WIG- und PPAW-Schweißen kleiner Teile ist die mit dem Kleinroboter RV4 ausgestattete Kompaktschweißzelle der Reis Robotics GmbH & Co., Obernburg, konzipiert. Die Traglast des Roboters wird mit 4 kg angegeben. Die mit Drehtisch und geschlossener Kabine ausgestattete Anlage soll sich selbst bei kleinen Serien wirtschaftlich einsetzen lassen. Das Eignungsspektrum reicht von Zulieferteilen für die Kfz-Industrie über Montageträger bis zu Stahlmöbeln.
Ein neues Schweißzellen-Konzept präsentierte die ABB Flexible Automation GmbH, Friedberg: die mit Zwei-Stationen-Drehtisch ausgestatteten Varianten Flexarc 250R und Flexarc 500C. Erstere ist ausgelegt für das Schweißen zylindrischer Komponenten mit langen Nähten sowie von Bauteilen mit schwer zugänglichen Nähten wie Auspuffkrümmer, Fahrradrahmen oder Stahlmöbel. Flexarc 500 C eignet sich für das Fügen voluminöser, sperriger Teile wie Steuerschränke. Weitere Produktneuheiten von der Schweißen & Schneiden finden Sie auf den Seiten 85 bis 87.
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