Schweißen Digitale Schweißtechnik für den Praktiker entwickelt

Schweißtechnische Probleme erkennen und lösen – so hat der österreichische Schweißmaschinenhersteller Fronius immer wieder für Neuerungen in der Schweißtechnik gesorgt. Die Spezialisten entwickelten in den vergangenen Jahrzehnten technologische Konzepte, die das Schweißen leichter, effektiver und sicherer machen.

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Mit der Markteinführung des ersten Schweißtransformators mit Magnet-Joch-Regelung für stufenloses Einstellen des Schweißstroms startete Fronius bereits 1950 (Bild 3). Dem folgte 1955 ein Schweißgleichrichter auf Halbleiterbasis, der ein komfortables Gleichstrom-Schweißen ermöglichte. Aber so richtig in Schwung kam die Entwicklung neuer Verfahren erst ab den 80er Jahren, nachdem die Fortschritte in der Elektronik und Informationstechnologie vollkommen neue Wege zur Prozesskontrolle und Steuerung ermöglichten. Denn die moderne Schweißtechnik ist heute voll digitalisiert.

Meilensteine innovativer Schweißtechnik

So verfügt die 1981 eingeführte TransArc 500 erstmals über einen primärgetakteten Inverter auf Transistorbasis mit dem eine hohe Geräteleistung bei kleinem Volumen und geringem Gewicht möglich ist - Bedingungen für ein deutlich flexibleres Schweißen. Einen weiteren Meilenstein setzten die Österreicher 1990 mit dem Hochleistungs-Schweißverfahren T.I.M.E. Schon drei Jahre später, 1993, realisierten sie erstmals Fuzzy-Technik in der Regelung des Schweißprozesses. Das war die Geburtsstunde von MagicWave 2000. Bereits 1995 folgt dann mit der nur 4,2 kg schweren TransPocket 1400 eine tragbare Schweißstromquelle für den mobilen Einsatz.

Eine völlig neue Stromquelle entwickelte man von 1995 bis 1998 und überraschte die Fachwelt mit der weltweit ersten vollkommen digital geregelten MIG/MAG-Schweißstromquelle (Bild 2). Mit den Baureihen TransSynergic 4000 / 5000 und TransPuls Synergic 2700 / 4000 und 5000 haben Schweißer jetzt erstmals Systeme zur Hand, die eine vollkommen reproduzierbare Schweißqualität ermöglichen.

Hohe Schweißgeschwindigkeiten mit dem LaserHybrid-Schweißsystem

Das weltweit erste, komplett industrietaugliche LaserHybrid-Schweißsystem folgte 2001. Dieses Verfahren überzeugte vor allem durch seine hohen Schweißgeschwindigkeiten von bis zu 9 m/min. Etwa zeitgleich etabliert Fronius die Elektroden-Handschweißgeräte der TransPocket Reihe mit resonanter Intelligenz am Markt. Sie zeichnen sich durch eine nahezu perfekte Annäherung an die ideale Kennlinie aus.

Ein weiterer Technologiesprung gelang den Schweißspezialisten 2003 mit dem „TimeTwin Digital“-Verfahren. Besonderes Merkmal dieser neuen Technik ist die getrennte Regelung von zwei Stromquellen und das Abschmelzen der beiden voneinander isolierten Drahtelektroden in nur einer Gasdüse in einem gemeinsamen Schmelzbad. Hohe Abschmelzleistung prädestiniert das Verfahren für automatisiertes Schweißen von niedrig- oder hochlegierten Stählen und Aluminiumwerkstoffen. Eine weitere Neuerung ist die Fernbedienung „RCU 5000i“ mit Volltext-Display, das sich durch intuitiv-logische Benutzerführung und einfache Bedienung auszeichnet. Weiter ermöglicht sie das Sichern, Austauschen und Dokumentieren von Schweißdaten über eine standardisierte Smart-Media-Card sowie über eine Windows-kompatible USB-Schnittstelle für den bequemen Datentransfer.

Die digitalen WIG-Geräte-Serien mit MagicWave 4000/5000 und TransTig 4000/5000 wurden 2004 erweitert. Bei den robusten und leistungsstarken Schweißsystemen sorgt die Funktion ActiveWave für einen deutlich niedrigeren Geräuschpegel. Außerdem stellt das Unternehmen mit TIME 5000 Digital ein voll digitalisiertes Hochleistungsschweißsystem vor, bei dem die komplette Steuerung über den digitalen Mikroprozessor erfolgt. Die Vorteile des modularen Systems sind 100 % reproduzierbare Schweißergebnisse, hervorragende Schweißeigenschaften sowie eine bis zu 30 % höhere Abschmelzleistung.

Schweiß-Löten eröffnet neue Anwendungsfelder

Dann, Ende 2004, kommt ein fast als Sensation zu bezeichnendes Verfahren auf den Markt, das CMT (Cold Metal Transfer)-Verfahren. Mit reversierender Drahtzufuhr und digitaler Lichtbogensteuerung ermöglicht dieser MIG/MAG-Prozess einen nahezu spritzerfreien Tropfenübergang, signifikant höhere Spaltüberbrückung und einen deutlich niedrigeren Wärmeeintrag (Bild 1). Der geringere Wärmeeintrag eröffnet Schweißern neue Anwendungsfelder nicht nur beim Schweißen sondern auch beim „Schweiß-Löten“ dünner Bleche, Blechkombinationen aus Stahl und verzinkten Blechen oder von Stahl und Aluminium.

Schnell erkannten die Anwender im Automotive-Bereich die Vorteile dieser neuen Schweißtechnik: Geringerer Wärmeeintrag bei gleicher Abschmelzleistung, sauberere Oberflächen und weniger bis gar keine Nacharbeit. All das sind Faktoren, die über die Wirtschaftlichkeit eines Prozesses entscheiden. Und diesbezüglich legte Fronius mit CMT die Messlatte um einiges höher.

„Grünes Schneiden“ mit Flüssigkeit

Mit seinem ersten Plasma-Schneidgerät TransCut 300 bringt Fronius 2006 ein technisches Novum auf den Markt. Das Schneidmedium für den hochenergetischen Plasmastrahl ist hier eine kleine Flüssigkeitsmenge. Als Stromversorgung reicht ein 230 Volt-Anschluss oder ein Generator. Das besonders handliche, mobile Schneidsystem definiert neue Maßstäbe für „Grünes Schneiden“. Die Emissionen von bedenklichen Schadstoffen sind bis zu 90 % niedriger! Gleichzeitig verringert TransCut den Metallfunkenflug und damit die Verschmutzung der Bauteile. Bleche aus Stahl, Chrom/Nickel, Messing sowie Aluminium oder anders definiert, alle elektrisch leitenden Werkstoffen bis zu 6 mm Dicke lassen sich in hoher Qualität schneiden.

Eine weitere Neuerung in 2006 war das Widerstands-Punktschweißsystem DeltaSpot mit umlaufenden Prozessbändern. Nach jedem gesetzten Schweißpunkt bewegt sich das Prozessband in seine nächste Position und sorgt so für eine stets saubere Kontaktfläche. Punkt für Punkt setzt die Schweißzange so eine „neue“ Elektrode und macht damit die Qualität zu 100 % berechenbar. Somit lässt sich eine bisher unerreicht hohe Prozesssicherheit mit Schweißpunkten ohne die geringsten Oberflächenspritzer erzielen. Das macht das Verfahren besonders für die Automotiv-Industrie interessant, wo immer häufiger unterschiedliche Werkstoffe (Stahl/Aluminium) und hochfeste „taylored“ Stähle sowie Mehrblechverbindungen prozesssicher miteinander zu verbinden sind.

Erst Digitaltechnik ermöglicht Eingriffe in alle Regelgrößen

Diese kurze Zeitreise zeigt deutlich, dass Fronius Innovationen systematisch vorantreibt und dabei auf intelligente Verknüpfung von mechanischen Prozessen mit Digitaltechnik setzt. Letztere erst ermöglicht Eingriffe in alle Regelgrößen sowie eine sofortige und vor allem automatische Reaktionen des Systems auf kleinste Veränderungen von Parametern.

Stetig steigende Anforderungen an Abschmelzleistung und der Wunsch auch größere Wandstärken zu fügen, verlangen immer leistungsfähigere Schweißverfahren. Zukunftsweisend ist die Entwicklung des LaserTandem-Hybridschweißens mit zwei Lichtbögen (Bild 4).

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